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文檔簡介
T/CECSxxx-2023
既有建筑鋼結(jié)構(gòu)改造技術(shù)規(guī)程
TechnicalSpecificationforConstructionalSteelRetrofittingof
ExistingBuildingStructures
(征求意見稿)
中國建筑工業(yè)出版社
1總則
1.0.1為規(guī)范既有建筑工程中采用鋼結(jié)構(gòu)改造技術(shù)的應(yīng)用,做到
安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便和確保工程質(zhì)量,制
訂本規(guī)程。
1.0.2本規(guī)程適用既有建筑工程采用鋼結(jié)構(gòu)改造和加固技術(shù)的設(shè)
計、制作、安裝和驗收。
1.0.3對既有建筑工程采用鋼結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的應(yīng)用,在其設(shè)
計、制作、安裝和驗收方面,除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)程的規(guī)定外,尚應(yīng)符
合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
【條文說明】本規(guī)程規(guī)范了既有建筑工程采用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)
行加固改造的設(shè)計、制作、安裝和驗收規(guī)定,適用于采用鋼結(jié)構(gòu)
技術(shù)改造既有鋼結(jié)構(gòu)建筑、混凝土結(jié)構(gòu)、既有磚石結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)
等多種情況,加固改造對象包括節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)三個層面。對
目前既有建筑工程的增高(屋頂加層)改造,在增高改造設(shè)計原
則、計算方法、新老結(jié)構(gòu)荷載取值及安全水準(zhǔn)的協(xié)調(diào)、改造方案
和措施、制作和安裝等方面給出了具體規(guī)定。另外,考慮到改造
工程大多抗震設(shè)防水準(zhǔn)低下,也給出了改造工程中的抗震加固措
施和抗震設(shè)計方法。
·1·
2術(shù)語和符號
2.1術(shù)語
2.1.1既有建筑的結(jié)構(gòu)Existingbuildingstructures
2.1.2鋼結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)Constructionalsteeltechnologyfor
strengtheningandretrofittingbuildingstructures
2.1.3卸載加固改造Strengtheningandretrofittingandunder
unloadedcondition
2.1.4受荷加固改造Strengtheningandretrofittingandunder
loadingcondition
2.2符號
2.2.1作用和作用效應(yīng)設(shè)計值
M——彎矩;
N——軸力;
V——剪力;
2.2.2計算指標(biāo)
E——鋼材的彈性模量;
Ec——混凝土的彈性模量;
f——鋼材的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值;
fc——混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值;
fu——鋼材的抗拉強(qiáng)度最小值;
fv——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值;
fy——鋼材的屈服強(qiáng)度;
G——鋼材的剪切模量;
2.2.3幾何參數(shù)
A——截面積;
·2·
2.2.4計算參數(shù)及其他
A0——既有構(gòu)件凈截面面積;
Aa——加固件凈截面面積;
Am0——原砌體截面面積;
E0——既有構(gòu)件鋼材彈性模量;
Ea——加固件鋼材彈性模量;
Em——原砌體彈性模量;
Em0——原砌體彈性模量;
I0——既有構(gòu)件截面慣性矩;
Ia——加固件截面慣性矩;
Im——原砌體截面的慣性矩;
Im0——原砌體截面的慣性矩;
L——構(gòu)件長度;
M0——受彎構(gòu)件初始彎矩;
Mt——加固后構(gòu)件承受的總彎矩;
N0——軸心受壓構(gòu)件初始軸力;
Ncr——外加套筒歐拉臨界力;
Nt——加固后構(gòu)件承受的總軸力;
Nt,cr——加固后構(gòu)件的歐拉臨界力;
Ny——加固后構(gòu)件軸心壓力設(shè)計值;
W0——既有構(gòu)件凈截面模量;
W0,p——既有構(gòu)件塑性凈截面模量;
Wa——加固件凈截面模量;
Wa,p——加固件塑性凈截面模量;
·3·
d——方形矩管的長邊尺寸;
f0——既有構(gòu)件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值;
fa——加固構(gòu)件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值;
w
ff——角焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值;
h——單層墻的垂直高度;
km——原砌體剛度降低系數(shù);
l——構(gòu)件計算長度;
mx——等效彎矩系數(shù);
——截面塑性發(fā)展系數(shù)
t——軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù);
f——角焊縫按有效截面計算垂直于焊縫長度方向的名
義應(yīng)力;
f——角焊縫按有效截面計算沿長度方向的名義剪應(yīng)力;
——外加套筒約束比;
——焊縫強(qiáng)度折減系數(shù);
·4·
3基本規(guī)定
3.1一般規(guī)定
3.1.1既有建筑未經(jīng)批準(zhǔn)不得擅自改動建筑物主體結(jié)構(gòu)和改變使
用功能。既有建筑應(yīng)定期進(jìn)行安全性檢查,并應(yīng)依據(jù)檢查結(jié)果,
及時采取相應(yīng)措施。
3.1.2既有建筑結(jié)構(gòu)改造應(yīng)明確改造后的使用功能和后續(xù)設(shè)計工
作年限。在后續(xù)設(shè)計工作年限內(nèi),未經(jīng)檢測鑒定或設(shè)計許可,不
得改變改造后結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
3.1.3既有建筑的加固改造必須按規(guī)定的程序進(jìn)行加固設(shè)計;不
得將鑒定報告直接用于施工。
3.1.4既有建筑的加固改造施工必須進(jìn)行加固工程的施工質(zhì)量檢
驗和竣工驗收;合格后方允許投入使用。
3.1.5既有建筑的改造應(yīng)符合下列基本規(guī)定:
1應(yīng)滿足改造后的建筑安全性需求;
2不得降低建筑的抗災(zāi)性能和耐久性;
3.1.6采用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)對既有建筑進(jìn)行改造,其改造結(jié)構(gòu)(對象)
包括:
1鋼結(jié)構(gòu);
2混凝土結(jié)構(gòu);
3磚石結(jié)構(gòu);
4木結(jié)構(gòu);
5其他結(jié)構(gòu)。
3.1.7既有建筑抗震加固設(shè)計和施工應(yīng)以抗震鑒定為依據(jù),確定
合理加固設(shè)計和施工方案。
3.1.8房屋基礎(chǔ)改造應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)改造一同考慮,其加固改造應(yīng)
符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007、《建筑地基基礎(chǔ)工程
施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50202的規(guī)定。
·5·
3.2改造工程結(jié)構(gòu)分析
3.2.1既有建筑改造過程中應(yīng)避免破壞既有結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件,如確
需改動的,應(yīng)對其進(jìn)行有效處理。改造工程包括新老結(jié)構(gòu)兩部分,
要分別對既有結(jié)構(gòu)模型和新老結(jié)構(gòu)組合模型進(jìn)行分析和計算。既
有結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙和計算結(jié)果應(yīng)作為制定新結(jié)構(gòu)方案時的重要依
據(jù)。
3.2.2改造工程結(jié)構(gòu)分析的有限元計算模型,應(yīng)完整反映既有結(jié)
構(gòu)的材料損傷特性、結(jié)構(gòu)類型、地基基礎(chǔ)條件和邊界條件等。新
老結(jié)構(gòu)整體組合計算模型,要重視處理新老結(jié)構(gòu)之間界面的連接
關(guān)系(鉸接或剛接),重視分析新加結(jié)構(gòu)的傳力路徑以及對既有結(jié)
構(gòu)的作用效應(yīng)。
3.2.3改造工程的結(jié)構(gòu)分析可按加固后截面建立計算模型,整體
結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形計算不考慮原結(jié)構(gòu)初始內(nèi)力的影響。
【條文說明】改造工程的結(jié)構(gòu)分析可按照加固后截面建模,
結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形計算不考慮原結(jié)構(gòu)初始內(nèi)力的影響,因為原構(gòu)件
初始內(nèi)力的影響已經(jīng)在構(gòu)件承載力設(shè)計計算中考慮。
3.2.4改造結(jié)構(gòu)的分析可采用彈性分析方法。
3.3工程改造措施
3.3.1工程改造可根據(jù)不同類型的既有結(jié)構(gòu)類型采用合理的鋼結(jié)
構(gòu)改造技術(shù),其具體措施如下:
1粘鋼加固(粘鋼膠);
2包鋼加固(焊接或螺栓連接);
3鋼-FRP組合材料加固;
4鋼結(jié)構(gòu)截面空腔澆筑混凝土加固改造。
3.3.2對工程改造,可采用受荷加固改造、部分卸載加固改造和
全部卸載加固改造三種方法。部分卸載加固改造和全部卸載加固
改造,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載力設(shè)計時應(yīng)考慮原結(jié)構(gòu)或原構(gòu)件初始應(yīng)力
·6·
對結(jié)構(gòu)性能的影響。
3.4工程改造一體化要求
3.4.1既有建筑應(yīng)結(jié)合改造消除消防安全隱患,根據(jù)建筑物的使
用功能、空間與平面特征和使用人員的特點(diǎn),因地制宜提高建筑
主要構(gòu)件的耐火性能、加強(qiáng)防火分隔、增加疏散設(shè)施、提高消防
設(shè)施的可靠性和有效性。
3.4.2在工程改造設(shè)計中,宜要求采用建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和裝修
一體化設(shè)計;在許可條件下,優(yōu)先在改造工程一體化設(shè)計中采用
BIM技術(shù)。
3.4.3改造工程由新老結(jié)構(gòu)兩部分組成,二者之間連接復(fù)雜,各
專業(yè)作業(yè)交叉多,要重視設(shè)計與施工一體化考慮。
【條文說明】改造工程的復(fù)雜性,要求建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、
裝修一體化設(shè)計,宜采用BIM技術(shù)把不同專業(yè)的設(shè)計自動銜接起
來。此外,要強(qiáng)調(diào)改造工程中設(shè)計與施工一體化考慮。
3.4.4改造工程要求對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性鑒定及安全評估,應(yīng)符
合《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50144、《民用建筑可靠性鑒
定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292的規(guī)定。
·7·
4材料
4.1鋼材和鋼板
4.1.1鋼板結(jié)構(gòu)的鋼材選用應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低
合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591中規(guī)定的Q235和Q355鋼。鋼材
質(zhì)量等級應(yīng)選用B級及以上。
4.1.2鋼板結(jié)構(gòu)處于外露環(huán)境時,可采用符合《焊接結(jié)構(gòu)用耐候
鋼》GB/T4172的Q235NH和Q345NH鋼。
4.1.3鋼板結(jié)構(gòu)的鋼材選用應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017、
《冷彎型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》
GB50011的有關(guān)規(guī)定。
4.1.4抗震結(jié)構(gòu)鋼材的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與抗拉強(qiáng)度實(shí)測值的比值
不應(yīng)大于0.85,應(yīng)有明顯的屈服臺階,且斷后伸長率不應(yīng)小于20%;
鋼材的可焊性和沖擊韌性應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017
的有關(guān)規(guī)定。
4.1.5加固用鋼材的選擇,應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017
規(guī)定并在保證設(shè)計意圖的前提下,選擇便于施工、新老截面(構(gòu)
件或結(jié)構(gòu))能共同工作,并應(yīng)注意新老材料之間的強(qiáng)度、塑性、
韌性及焊接性能的匹配,以利于充分發(fā)揮材料的性能。
4.2連接材料(焊材、螺栓、錨栓等)
4.2.1結(jié)構(gòu)中連接用螺栓的選用應(yīng)符合下列規(guī)定:
1螺栓宜采用高強(qiáng)度材料制作的螺栓;
2螺栓選用應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017的有關(guān)規(guī)
定;
3承受反復(fù)荷載作用的螺栓不應(yīng)采用膨脹自鎖連接形式。
4.2.2焊接材料的選用應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017、《鋼
結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661的有關(guān)規(guī)定。
·8·
4.2.3錨栓用螺栓螺桿和金屬套管的材質(zhì)宜為碳素鋼、合金鋼、
不銹鋼,根據(jù)環(huán)境條件和耐久性能要求選用。
4.3混凝土
4.3.1用于改造、加固的混凝土的材料性能應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)
設(shè)計規(guī)范》GB50010的有關(guān)規(guī)定。自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計、
施工、質(zhì)量檢驗和驗收應(yīng)符合《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T
283的有關(guān)規(guī)定。
4.3.2用于改造、加固結(jié)構(gòu)中混凝土的選用應(yīng)符合下列規(guī)定:
1鋼板-混凝土組合構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40,
不應(yīng)低于C30;
2墻體或者柱的內(nèi)填混凝土可采用自密實(shí)混凝土,也可采
用普通混凝土。普通混凝土的配合比、坍落度及保證密實(shí)性和施
工質(zhì)量的施工措施應(yīng)符合《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55
的有關(guān)規(guī)定。
4.4砌體材料
4.4.1用于改造、加固的砌體材料性能應(yīng)符合《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)
范》GB50003的有關(guān)規(guī)定。
4.4.2對既有砌體結(jié)構(gòu),應(yīng)按《砌體工程現(xiàn)場檢測標(biāo)準(zhǔn)》GB/T
50315及國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測推定基材、砌體、砂漿強(qiáng)度。
4.5木材
4.5.1用于改造、加固的木材性能應(yīng)符合《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB
50005的有關(guān)規(guī)定。
4.5.2用于改造、加固的膠木材料性能應(yīng)該符合《膠合木結(jié)構(gòu)技
術(shù)規(guī)范》GB/T50708的有關(guān)規(guī)定。
4.5.3對既有木結(jié)構(gòu)性能檢測方法應(yīng)該符合《木結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技
術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JBJ/T488的有關(guān)規(guī)定。
·9·
4.6改造加固材料(FRP及制品,粘結(jié)膠等)
4.6.1工程結(jié)構(gòu)加固改造用的結(jié)構(gòu)膠,應(yīng)根據(jù)基底材料的不同分
為鋼結(jié)構(gòu)膠、混凝土結(jié)構(gòu)膠、木結(jié)構(gòu)膠等。根據(jù)固化條件不同,
可以分為室溫固化型、低溫固化型和高溫固化型三種。工程結(jié)構(gòu)
用的結(jié)構(gòu)膠,設(shè)計使用年限應(yīng)符合以下規(guī)定:
1當(dāng)用于既有建筑物加固時,宜為30年;用于新建結(jié)構(gòu)時
宜為50年;
2當(dāng)結(jié)構(gòu)膠達(dá)到使用年限時,如需延長使用年限,應(yīng)通過
鑒定機(jī)構(gòu)鑒定,且會同產(chǎn)權(quán)人共同確定。
4.6.2結(jié)構(gòu)改造加固所用材料的安全性要求應(yīng)符合《工程結(jié)構(gòu)加
固材料安全性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50728有關(guān)規(guī)定。
4.6.3用于改造加固的混凝土結(jié)構(gòu)膠應(yīng)滿足不低于《混凝土結(jié)構(gòu)
工程用錨固膠》JG/T340中有機(jī)類B級錨固膠的要求。
4.6.4鋼結(jié)構(gòu)改造加固用的結(jié)構(gòu)膠粘劑應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計
標(biāo)準(zhǔn)》GB51367的有關(guān)規(guī)定。
4.6.5木結(jié)構(gòu)用膠粘劑類型應(yīng)滿足使用環(huán)境要求,且應(yīng)滿足設(shè)計
要求的強(qiáng)度和耐久性指標(biāo)。
4.6.6塑料膨脹錨栓的塑料套管,應(yīng)使用原生聚酰胺、聚乙烯或
聚丙烯材料制作,不得使用再生材料。
·10·
5鋼結(jié)構(gòu)改造設(shè)計
5.1一般規(guī)定
5.1.1對既有鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行改造加固,優(yōu)先選用鋼材及相應(yīng)技
術(shù),也可選用混凝土材料、碳纖維材料(制品)及相應(yīng)技術(shù)等。
5.1.2既有結(jié)構(gòu)體系的改造原則,側(cè)重于改變結(jié)構(gòu)的組成和支承
邊界條件,達(dá)到改善結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、降低應(yīng)力幅值的目的。對
于提升豎向剛度的要求,可采用減小結(jié)構(gòu)跨度或增加結(jié)構(gòu)橫向構(gòu)
件剛度等方法;對于提升側(cè)向剛度的要求,可采用增設(shè)斜向支撐、
剪力墻等方法。
5.1.3構(gòu)件的改造設(shè)計包括軸心受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件及壓彎構(gòu)件
等。
5.1.4改造加固后的構(gòu)件除應(yīng)符合承載力計算要求外,還應(yīng)進(jìn)行
正常使用極限狀態(tài)驗算。
5.1.5對構(gòu)件進(jìn)行改造加固時,宜在改造加固前采取措施降低作
用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。
5.1.6節(jié)點(diǎn)的改造加固應(yīng)滿足節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度要求和節(jié)點(diǎn)板穩(wěn)定承載力
的要求。
5.1.7鋼結(jié)構(gòu)的改造加固設(shè)計,應(yīng)對改造后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體受力
分析,防止加固部分對未加固部分可能產(chǎn)生的不利影響。
5.2結(jié)構(gòu)改造設(shè)計
5.2.1框架結(jié)構(gòu)改造設(shè)計,為提升結(jié)構(gòu)豎向承載力,可采取如下
措施:
1增大柱截面面積,其補(bǔ)強(qiáng)措施見圖5.2.1-1;
·11·
2
1
(a)加固翼緣
2
1
(b)加固腹板
圖5.2.1-1增大柱翼緣或腹板面積的補(bǔ)強(qiáng)加固
1—加固板件;2—原框架
2增設(shè)支承柱或豎向彈性支座,減少受力跨度,降低彎矩,
見圖5.2.1-2;
·12·
2
1
圖5.2.1-2增設(shè)支承柱加固
1—支承柱;2—原框架
3采用張弦梁受力受力原理增大水平構(gòu)件的剛度,見圖
5.2.1-3。
4
33
212
圖5.2.1-3采用張弦梁受力原理加固受彎構(gòu)件
1—拉索;2—撐桿;3—豎向加勁肋;4—原框架
5.2.2框架結(jié)構(gòu)改造設(shè)計,當(dāng)要提升結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度時,可采取
如下措施:
1增設(shè)剪力墻或者阻尼墻等,可采用平鋼板剪力墻、加勁
鋼板剪力墻、波形鋼板剪力墻等,見圖5.2.2-1;阻尼墻可依據(jù)空
間大小和實(shí)際需求布置在框架中部或框架一側(cè),見圖5.2.2-2;
·13·
66
2
11
(a)平鋼板剪力墻(b)加勁鋼板剪力墻
636
4
15
(c)防屈曲鋼板剪力墻(d)波形鋼板剪力墻
圖5.2.2-1設(shè)置延性鋼板墻或阻尼墻
1—鋼板;2—加勁肋;3—預(yù)制混凝土蓋板;4—螺栓;
5—波形鋼板;6—原框架
33
22
11
(a)邊緣設(shè)置阻尼墻(b)中間設(shè)置阻尼墻
圖5.2.2-2波形鋼板阻尼墻布置位置
1—波形鋼板;2—約束構(gòu)件;3—原框架
·14·
2增設(shè)中心支撐、偏心支撐。中心支撐宜采用十字交叉斜
桿、單斜桿、人字形斜桿或V形斜桿體系,中心支撐斜桿的軸線
應(yīng)交匯于框架梁柱的軸線上,見圖5.2.2-3;偏心支撐框架中的支
撐斜桿,應(yīng)至少有一端與梁連接,并在支撐與梁交點(diǎn)和柱之間或
支撐同一跨內(nèi)另一支撐與梁交點(diǎn)之間形成消能梁段,見圖5.2.2-4。
3采用屈曲約束支撐(BRB)的改造設(shè)計,應(yīng)符合《屈曲約
束支撐應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》T/CECS817的相關(guān)規(guī)定。
(a)十字交叉斜桿(b)單斜桿(c)人字形斜桿(d)K形斜桿
圖5.2.2-3中心支撐類型
圖5.2.2-4偏心支撐類型
5.2.3框架結(jié)構(gòu)改造設(shè)計,可采用新加構(gòu)件和拆除構(gòu)件相結(jié)合的
方法。
【條文說明】框架結(jié)構(gòu)的改造基于“改變結(jié)構(gòu)組成”的原則,
通過增加構(gòu)件或拆除構(gòu)件,達(dá)到有效提升結(jié)構(gòu)承載效率的目的。
工程實(shí)踐證明,采用改變結(jié)構(gòu)組成進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的承載力會起到
·15·
事半功倍的作用。
5.2.4空間結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計,需要考慮結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定
性要求,應(yīng)重點(diǎn)提升結(jié)構(gòu)在重力荷載作用下的承載力,可采取如
下措施:
1當(dāng)僅有少數(shù)桿件的截面強(qiáng)度驗算不通過時,可通過包鋼、
粘鋼、粘貼FRP等方式對這些桿件進(jìn)行加強(qiáng);
2采用增加網(wǎng)格層數(shù)的方法對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,見圖
5.2.4-1;
單層網(wǎng)格
雙層網(wǎng)格
圖5.2.4-1增加網(wǎng)格層數(shù)的改造設(shè)計
3采用索結(jié)構(gòu)的受力原理對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,見圖5.2.4-2。
22
11
(a)水平拉索(b)兩點(diǎn)支撐
22
11
(c)多點(diǎn)支撐(d)下弦配索
1
1
2
2
·16·
(e)張弦梁加固(f)預(yù)應(yīng)力自平衡索桁架加固
圖5.2.4-2索結(jié)構(gòu)加固網(wǎng)架改造設(shè)計
1—拉索;2—原網(wǎng)架
4利用車輻結(jié)構(gòu)受力原理對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造加固,見圖
5.2.4-3。
4
2
1
(a)單索盤車輻結(jié)構(gòu)
4
22
1
(b)雙索盤車輻結(jié)構(gòu)
4
33
22
1
(c)車輻與張弦梁結(jié)構(gòu)組合加固
圖5.2.4-3采用車輻結(jié)構(gòu)加固網(wǎng)殼改造設(shè)計
1—拉索;2—索盤;3—撐桿;4—原網(wǎng)殼
5采用增加屋蓋支座或改變屋蓋支承方式的方法對網(wǎng)架屋
·17·
蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,見圖5.2.4-4。
3
2112
圖5.2.4-4屋蓋新增支座改造設(shè)計
1—新增支座;2—原有支座;3—原網(wǎng)架屋蓋
【條文說明】采用增加屋蓋支座或改變屋蓋支承方式的方法
對網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造時,在新增支座附近,原結(jié)構(gòu)構(gòu)件會出
現(xiàn)內(nèi)力變號,應(yīng)重視其構(gòu)件承載力校核計算。
6采用張弦梁結(jié)構(gòu)受力原理加固平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu),見圖5.2.4-5。
4
22
313
圖5.2.4-5屋蓋新增正弦梁結(jié)構(gòu)改造設(shè)計
1—新增拉索;2—新增撐桿;3—原有支座;4—原網(wǎng)架屋蓋
5.2.5空間結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計,欲重點(diǎn)提升結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度時,除
了采用設(shè)置柱間支撐等常用措施外,可依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和實(shí)際組成
情況,也可采用增加斜拉索的改造設(shè)計。見圖5.2.5-1。
3
2112
·18·
圖5.2.5-1屋蓋新增斜拉索改造設(shè)計
1—新增斜拉索;2—原有支座;3—原網(wǎng)架屋蓋
5.3構(gòu)件改造設(shè)計
5.3.1對既有建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行改造加固,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1構(gòu)件的改造加固設(shè)計可采用增大截面法,通過焊接鋼板
和型鋼、粘鋼、粘貼FRP以及采用螺栓連接鋼板等方法增大構(gòu)件
的截面面積;
2當(dāng)采用增大截面法改造加固時,軸心受力構(gòu)件的加固(板)
件宜對稱布置,截面盡量展開,見圖5.3.1-1;受彎構(gòu)件的改造加
固設(shè)計宜同時考慮受壓側(cè)和受拉側(cè)板件的應(yīng)力幅值(圖5.3.1-2),
尚應(yīng)考慮受壓側(cè)的面外剛度;當(dāng)壓彎構(gòu)件的彎矩方向不變時,宜
采用非對稱截面的加固形式,當(dāng)彎矩方向可變時,應(yīng)采用對稱截
面的加固形式,見圖5.3.1-3;
(a)焊接加固(b)焊接加固(c)粘鋼加固
圖5.3.1-1軸心受力構(gòu)件截面加固
·19·
(a)焊接加固(a)焊接加固(c)粘鋼加固
(d)粘鋼加固(e)FRP加固(f)FRP加固
圖5.3.1-2受彎構(gòu)件截面加固
(a)焊接加固(b)粘鋼加固(c)FRP加固
圖5.3.1-3壓彎、拉彎構(gòu)件截面加固
3當(dāng)采用粘貼鋼板法加固構(gòu)件時,粘接板件的厚度不宜大
于構(gòu)件原有板件厚度,在應(yīng)力較大區(qū)域應(yīng)設(shè)置錨固螺栓;
4除增大截面法加固軸心受壓構(gòu)件外,也可采用外加套筒
或提供額外側(cè)向約束的間接加固方式,見圖5.3.1-4;
12
(a)外加套筒加固
·20·
4
31
(b)平衡索桁架加固
圖5.3.1-4軸心受力構(gòu)件加固
1—軸壓構(gòu)件;2—套筒;3—撐桿;4—預(yù)應(yīng)力拉索
5除增大截面法加固外,受彎構(gòu)件也可采用增設(shè)角撐加固
或索撐加固方法。
44
1
23
(a)角撐加固(b)索撐加固
圖5.3.1-5增設(shè)支撐加固受彎構(gòu)件
1—角撐;2—拉索;3—撐桿;4—原結(jié)構(gòu)
【條文說明】對于軸心受壓柱和壓彎柱,加固部件可圍繞柱
子周邊靈活布置;受彎構(gòu)件常用于樓面梁,上翼緣鋪設(shè)樓面板,
故改造加固時在梁上翼緣內(nèi)側(cè)、腹板兩側(cè)、下翼緣布置加固部件。
給軸壓構(gòu)件設(shè)置套筒,其受力原理類似屈曲約束支撐構(gòu)件(BRB),
主要用于軸壓穩(wěn)定承載力不足的改造加固。
5.3.2軸心受力構(gòu)件的改造加固計算應(yīng)滿足下列要求:
1當(dāng)采用增大截面法加固時,軸心受拉或軸心受壓構(gòu)件加
固后的強(qiáng)度應(yīng)按下式驗算:
·21·
NNN
0t01.0(5.3.2-1)
fAfAfA0000aa
式中:N0——軸心受壓構(gòu)件初始軸力(N);
Nt——加固后構(gòu)件承受的總軸力(N);
2
f0——既有構(gòu)件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
2
fa——加固件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
2
A0——既有構(gòu)件凈截面面積(mm);
2
Aa——加固件凈截面面積(mm)。
2當(dāng)采用增大截面法加固時,軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性計算
應(yīng)符合下式要求:
N
1.0(5.3.2-2)
taa()fAfA00
t010r(5.3.2-3)
lfAfA00aa
n(5.3.2-4)
EIEI00aa
2
11.2150.215nn
2222
0.930.590.93nnn0.594nn
0n20.2151.05
2n
2222
1.1910.3411.191nnn0.3414nn
2n1.05
2n
2
11.374nn0.215
2222
0.8461.018nn0.8461.018nn4n
1n20.2151.05
2n
2222
1.4480.445nn1.4480.445nn4n
2n1.05
2n
·22·
(5.3.2-5)
2
10.6260.5nn
2222
0
0.9770.3490.977nnnnn0.3494
2n0.5
2n
2
10.9310.5nn
2222
1
0.7650.9650.765nnnnn0.9654
2n0.5
2n
(5.3.2-6)
式中:N——加固后構(gòu)件軸心壓力設(shè)計值(N);
2
E0——既有構(gòu)件鋼材彈性模量(N/mm);
2
Ea——加固件鋼材彈性模量(N/mm);
2
I0——既有構(gòu)件截面慣性矩(N/mm);
2
Ia——加固件截面慣性矩量(N/mm);
l——構(gòu)件計算長度(N/mm2);
t——軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù),當(dāng)加固件板面方向與構(gòu)件主彎曲
方向平行時,0、1按式(5.3.2-5)計算;當(dāng)加固件板
面方向與構(gòu)件主彎曲方向垂直時,0、1按式(5.3.2-6)
計算。
3當(dāng)采用外加套筒法加固時,加固后的構(gòu)件承載力按式
(5.3.2-7)計算,此時外加套筒應(yīng)滿足式(5.3.2-8)的要求:
NfAy00(5.3.2-7)
Ncr
=2.0(5.3.2-8)
Ny
·23·
2EI
N=aa
crL2
式中:Ny——加固后構(gòu)件軸心壓力設(shè)計值(N);
Ncr——外加套筒歐拉臨界力(N);
——外加套筒約束比;
4
Ia——外加套筒截面慣性矩(mm)。
【條文說明】采用外加套筒法加固支撐構(gòu)件時,形成防屈曲
支撐構(gòu)件,設(shè)計時遵循防屈曲支撐的約束比不低于2.0的設(shè)計準(zhǔn)
則。
5.3.3當(dāng)采用增大截面法加固時,在主平面內(nèi)受彎的加固構(gòu)件,
其受彎強(qiáng)度應(yīng)按下式計算:
MMM
0t01.0(5.3.3)
f0W0f0W0faWa
式中:M0——受彎構(gòu)件初始彎矩(N·mm);
Mt——加固后構(gòu)件承受的總彎矩(N·mm);
2
f0——既有構(gòu)件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
2
fa——加固件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
3
W0——既有構(gòu)件凈截面模量(mm);
3
Wa——加固件凈截面模量(mm);
——截面塑性發(fā)展系數(shù)。
5.3.4當(dāng)采用增大截面法加固時,壓彎或拉彎構(gòu)件應(yīng)滿足下列要
求:
1兩端彎矩相等的壓彎或拉彎構(gòu)件,當(dāng)僅在構(gòu)件截面外側(cè)
設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)板時,其截面強(qiáng)度應(yīng)按下式驗算:
NNNMMM
0t00t+1.00(5.3.4-1)
f0A0f0A0faAaf0W0f0W0faWa
·24·
式中:N0——軸心受壓構(gòu)件初始軸力(N);
Nt——加固后構(gòu)件承受的總軸力(N);
M0——受彎構(gòu)件初始彎矩(N·mm);
Mt——加固后構(gòu)件承受的總彎矩(N·mm);
2
f0——既有構(gòu)件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
2
fa——加固件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
2
A0——既有構(gòu)件凈截面面積(mm);
2
Aa——加固件凈截面面積(mm)
3
W0——既有構(gòu)件凈截面模量(mm);
3
Wa——加固件凈截面模量(mm)。
2對壓彎構(gòu)件,彎矩作用平面內(nèi)的加固構(gòu)件穩(wěn)定性應(yīng)按下
式驗算:
NM
tmxt1.0
N
t0f0aAfaAt(5.3.4-2)
()(1)f0Wf0,paa,pW
Nt,cr
式中:Nt——加固后構(gòu)件承受的總軸心力(N);
Nt,cr——加固后構(gòu)件的歐拉臨界力(N);
Mt——加固后構(gòu)件承受的總彎矩(N·mm);
2
f0——既有構(gòu)件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
2
fa——加固件鋼材強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm);
2
A0——既有構(gòu)件凈截面面積(mm);
2
Aa——加固件凈截面面積(mm);
3
W0,p——既有構(gòu)件塑性凈截面模量(mm);
3
Wa,p——加固件塑性凈截面模量(mm);
mx——等效彎矩系數(shù),按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017采用;
——截面塑性發(fā)展系數(shù)。
·25·
5.4節(jié)點(diǎn)改造設(shè)計
5.4.1梁柱節(jié)點(diǎn)的加固可采取如下措施:
1采用高強(qiáng)度摩擦型螺栓的端板連接節(jié)點(diǎn)可使用焊接加固,
見圖5.4.1-1;當(dāng)節(jié)點(diǎn)抗彎承載力滿足要求時,不宜采用圍焊加固;
111
22
333
(a)端板連接節(jié)點(diǎn)(b)側(cè)面角焊縫加固(c)圍焊加固
圖5.4.1-1端板連接的焊接加固
1—螺栓;2—焊縫;3—原結(jié)構(gòu)
2當(dāng)節(jié)點(diǎn)域不滿足要求時,可采用增設(shè)加勁肋或增厚節(jié)點(diǎn)
域板件的方式加固,見圖5.4.1-2;
3
1
44
2
(a)加勁肋加固(b)補(bǔ)強(qiáng)板加固
圖5.4.1-2節(jié)點(diǎn)域加固
1—加勁肋;2—增厚板件;3—塞焊;4—原結(jié)構(gòu)
·26·
3當(dāng)僅需提高原結(jié)構(gòu)板件的穩(wěn)定承載力時,補(bǔ)強(qiáng)板與原結(jié)
構(gòu)板可采用螺栓連接,避免施焊對受荷結(jié)構(gòu)的影響。
5.4.2桿系節(jié)點(diǎn)的加固,應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)的整體剛度、節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度以及
板件的穩(wěn)定性,可采用焊接肋板或外貼FRP的方式,見圖5.4.2。
(a)焊接肋板(b)外貼FRP
圖5.4.2桿系節(jié)點(diǎn)加固方式
【條文說明】采用高強(qiáng)度摩擦型螺栓的端板連接節(jié)點(diǎn),可采
用增加焊縫的方式進(jìn)行改造加固,主要考慮到高強(qiáng)度摩擦型螺栓
的連接具有與焊接連接基本相同的剛度,因而不會形成“解鈕扣”
的破壞情況。
·27·
6混凝土結(jié)構(gòu)改造設(shè)計
6.1一般規(guī)定
6.1.1本章適用于采用鋼結(jié)構(gòu)對混凝土房屋建筑和一般混凝土構(gòu)
筑物的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的加固改造。
【條文說明】“混凝土房屋建筑和一般混凝土構(gòu)筑物”來自《混
凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367。
6.1.2混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的改造,應(yīng)根據(jù)可靠性鑒定結(jié)果,有針對
性地提升其承載力、剛度和變形能力。
6.1.3混凝土結(jié)構(gòu)改造時,按現(xiàn)場檢測結(jié)果確定的既有混凝土強(qiáng)度
等級不應(yīng)低于C15。
6.1.4混凝土結(jié)構(gòu)改造時,應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在原
結(jié)構(gòu)上的活荷載。
6.1.5混凝土結(jié)構(gòu)在改造施工過程中應(yīng)有可靠的安全措施和方案,
對構(gòu)件的變形和裂縫應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測,若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件突然變形增大、
裂縫擴(kuò)展或增多等異常情況,應(yīng)立即停工并采取措施。
6.1.6鋼構(gòu)件或鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)采用后錨固法連接時,連接節(jié)
點(diǎn)應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145的相關(guān)規(guī)定,保
證二者共同工作。
6.1.7混凝土結(jié)構(gòu)改造設(shè)計采用的分析方法,應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)
設(shè)計規(guī)范》GB50010的相關(guān)規(guī)定,結(jié)構(gòu)的材料性能、構(gòu)件尺寸等
應(yīng)采用現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)。
6.2用附加鋼結(jié)構(gòu)改造混凝土結(jié)構(gòu)
6.2.1采用附加鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的改造時,應(yīng)選取合理的鋼
結(jié)構(gòu)形式,并與原混凝土結(jié)構(gòu)采取可靠連接措施,保證與原結(jié)構(gòu)協(xié)
同受力或變形協(xié)調(diào),避免沉降差對結(jié)構(gòu)的不利影響。
6.2.2附加鋼結(jié)構(gòu)與原混凝土結(jié)構(gòu)的連接宜采用鉸接,當(dāng)有可靠措
·28·
施時可采取剛性連接。
6.2.3對于混凝土結(jié)構(gòu)的改造,應(yīng)采用合適分析方法或合理計算模
型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,考慮原結(jié)構(gòu)在改造時的實(shí)際受力狀況,以及改造
后結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力重分布與二次受力等傳力機(jī)制的改變。
6.2.4改造后的結(jié)構(gòu)整體性能指標(biāo)應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
GB50010的規(guī)定,且混凝土結(jié)構(gòu)和附加鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)分別滿足《混凝
土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50017等有關(guān)
規(guī)定。抗震設(shè)防區(qū)的改造混凝土結(jié)構(gòu),尚應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建
筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011的相關(guān)規(guī)定。
6.2.5混凝土煙囪或水塔的改造設(shè)計,應(yīng)重點(diǎn)提高其抗側(cè)剛度和抗
震、抗風(fēng)能力??刹捎脠D6.2.5所示的柱面網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)及平面加固索
盤進(jìn)行加固。
1
3
2
圖6.2.5鋼筋混凝土煙囪的改造
1—原煙囪;2—柱面網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu);3—加固索盤
6.3用鋼構(gòu)件改造混凝土結(jié)構(gòu)
6.3.1當(dāng)混凝土框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度不足或需提高抗震
·29·
能力時,可采用如下改造措施:
1在混凝土框架內(nèi)設(shè)置鋼板剪力墻等(圖6.3.1(a));
2在混凝土框架內(nèi)設(shè)置中心鋼支撐或防屈曲支撐等(圖
6.3.1(b));
3在混凝土框架內(nèi)增加鋼梁、鋼柱等;
4增加鋼節(jié)點(diǎn)或鋼牛腿等。
1
1
22
33
(a)(b)
1—鋼板剪力墻;2—混凝土柱;1—鋼支撐;2—混凝土柱;
3—混凝土梁3—混凝土梁
圖6.3.1采用鋼構(gòu)件改造混凝土結(jié)構(gòu)
6.3.2當(dāng)設(shè)置鋼構(gòu)件改造混凝土結(jié)構(gòu)時,應(yīng)避免二者間連接節(jié)點(diǎn)破
壞,且應(yīng)避免形成短柱、短梁或強(qiáng)梁弱柱。
6.3.3當(dāng)采用鋼板墻加固混凝土結(jié)構(gòu)時,宜采用加勁鋼板墻、防屈
曲鋼板墻或波形鋼板墻。鋼板墻與周邊混凝土構(gòu)件應(yīng)可靠連接,實(shí)
現(xiàn)剪力的有效傳遞。
6.3.4當(dāng)采用鋼支撐加固混凝土結(jié)構(gòu)時,支撐的布置應(yīng)有利于減少
結(jié)構(gòu)沿平面或豎向的不規(guī)則性。鋼支撐與混凝土結(jié)構(gòu)連接可采用圖
6.3.4的形式。
·30·
51
4
23
圖6.3.4鋼支撐與混凝土結(jié)構(gòu)的連接
1—混凝土梁;2—混凝土柱;3—鋼支撐;4—節(jié)點(diǎn)板;5—對穿螺栓套箍
6.3.5當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度符合要求時,新增鋼梁、鋼柱與混
凝土結(jié)構(gòu)宜采用鉸接連接。
6.3.6當(dāng)混凝土廠房結(jié)構(gòu)的支撐布置或側(cè)向剛度不符合現(xiàn)行國家
標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定時,應(yīng)增設(shè)支撐,可采用柔性支撐、普通鋼支撐或防
屈曲支撐。
6.4混凝土構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的加固
6.4.1混凝土柱可采用外包型鋼法、粘貼鋼板法等進(jìn)行加固。
6.4.2采用外包型鋼法加固混凝土柱時,宜優(yōu)先選用濕式外包鋼法。
粘貼鋼板法適用于大偏心受壓混凝土柱的加固,且應(yīng)將鋼板受力方
式設(shè)計成僅承受軸向應(yīng)力作用。
【條文說明】參考自《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB
50367-2013的8.1.3和9.1.3條。
6.4.3采用濕式外包鋼法加固混凝土柱時,加固后柱的承載力和截
面剛度應(yīng)按整截面共同工作確定,其計算可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝
土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367的規(guī)定進(jìn)行。
【條文說明】參考自《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB
·31·
50367-2013的8.2節(jié)。
6.4.4采用粘貼鋼板加固大偏心受壓混凝土柱時,應(yīng)將鋼板粘貼于
構(gòu)件受拉區(qū),且鋼板長向應(yīng)與柱的縱軸線方向一致。其正截面承載
力計算可按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367的規(guī)定進(jìn)行。
6.4.5混凝土梁和板可采用粘貼鋼板法、體外預(yù)應(yīng)力法、增設(shè)支點(diǎn)
法等進(jìn)行加固。
6.4.6采用粘貼鋼板對混凝土梁、板等進(jìn)行正截面或斜截面進(jìn)行加
固時,其承載力計算可按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367
的規(guī)定進(jìn)行。
6.4.7采用體外預(yù)應(yīng)力法對混凝土梁和板進(jìn)行加固改造時,應(yīng)考慮
施工工藝的可行性合理選用預(yù)應(yīng)力錨固體系,并符合下列規(guī)定:
1既有構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20;
2施工時可不采取卸載措施;
3計算方法可按《建筑結(jié)構(gòu)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)規(guī)程》JGJ/T
279的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
6.4.8采用增設(shè)支點(diǎn)法對混凝土梁和板進(jìn)行加固時,新增的支柱、
支撐的上端應(yīng)與被加固的梁或板可靠連接,宜采用鉸接連接形式。
加固計算可按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367的規(guī)定進(jìn)行。
6.4.9采用粘貼鋼板法加固混凝土受拉構(gòu)件時,應(yīng)按原構(gòu)件縱向受
拉鋼筋的配置方式,將鋼板粘貼于相應(yīng)位置的混凝土表面上,且應(yīng)
處理好端部的連接構(gòu)造及錨固。
6.4.10混凝土受拉構(gòu)件加固后,其正截面承載力可按《混凝土結(jié)
構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367的規(guī)定進(jìn)行。
6.4.11混凝土節(jié)點(diǎn)可采用粘貼鋼板法、鋼套箍法等進(jìn)行加固,也
可在梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)置金屬耗能阻尼器提升節(jié)點(diǎn)承載和變形能力。
6.4.12混凝土節(jié)點(diǎn)的加固計算,應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》
GB50010和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011的相關(guān)規(guī)定。
·32·
6.5構(gòu)造規(guī)定
6.5.1采用粘貼鋼板法進(jìn)行加固,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1粘鋼加固的鋼板寬度不應(yīng)大于100mm,采用手工涂膠和
壓力注膠粘貼的鋼板厚度分別不應(yīng)大于5mm和10mm;
2對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面加固時,應(yīng)在鋼板的
端部、截斷處及集中荷載作用點(diǎn)的兩側(cè),對梁設(shè)置U形鋼箍板;
對板應(yīng)設(shè)置橫向鋼壓條進(jìn)行錨固;
3被加固梁粘貼的縱向受力鋼板,應(yīng)延伸至支座邊緣,并
設(shè)置U形箍,U形箍的寬度,對端箍不應(yīng)小于鋼板寬度的2/3;
對中間箍不應(yīng)小于鋼板寬度的1/2,且不應(yīng)小于40mm,U形箍的
厚度不應(yīng)小于加固鋼板的1/2,且不小于4mm;加固板時,應(yīng)將
U形箍改為鋼壓條,垂直于受力鋼板方向布置;鋼壓條應(yīng)從支座
邊緣向中央至少設(shè)置3條,其寬度和厚度應(yīng)分別不小于加固鋼板
的3/5和1/2。
【條文說明】參考自《既有建筑鑒定與加固通用規(guī)范》
GB55021-2021的6.5節(jié)。
6.5.2采用濕式外包鋼法進(jìn)行加固,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1加固用型鋼兩端應(yīng)采取可靠的錨固措施;
2沿梁、柱軸線方向應(yīng)采用綴板與角鋼焊接,綴板間距不
應(yīng)大于20倍單根角鋼截面的最小回轉(zhuǎn)半徑,且不應(yīng)大于500mm;
在節(jié)點(diǎn)區(qū),其間距應(yīng)加密;
3施工過程中應(yīng)采取措施保證結(jié)構(gòu)膠不受焊接高溫影響,
外粘型鋼的角鋼端部600mm范圍內(nèi)膠縫厚度應(yīng)控制在3mm~
5mm。
【條文說明】參考自《既有建筑鑒定與加固通用規(guī)范》
GB55021-2021的6.5節(jié)。
6.5.3采用體外預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行加固,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1體外束可采用直線、雙折線或多折線布置方式,且其布
·33·
置應(yīng)使結(jié)構(gòu)對稱受力,對矩形、T形或I字形截面梁,體外束宜
布置在梁腹板的兩側(cè);
2體外束在每個轉(zhuǎn)向塊處的彎曲角不宜大于15°;
3體外束的錨固塊與轉(zhuǎn)向塊之間或兩個轉(zhuǎn)向塊之間的自由
段長度不宜大于8m;超過8m時,宜設(shè)置固定節(jié)點(diǎn)或防振動裝置;
4對可更換的體外束,應(yīng)采用體外束專用錨固體系,且應(yīng)
在錨具外預(yù)留鋼絞線的張拉工作長度。
【條文說明】參考自《建筑結(jié)構(gòu)體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)規(guī)程》
JGJ/T279-2012的第6章。
·34·
7磚石和木結(jié)構(gòu)改造設(shè)計
7.1一般規(guī)定
7.1.1磚石等砌體結(jié)構(gòu)加固改造時,應(yīng)重點(diǎn)側(cè)重于砌體結(jié)構(gòu)的截面
強(qiáng)度增強(qiáng)和結(jié)構(gòu)整體剛度的提升。
7.1.2磚石結(jié)構(gòu)加固改造應(yīng)符合下列規(guī)定:
1為提高高聳磚石結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,可采用在磚石結(jié)構(gòu)內(nèi)
置斜交網(wǎng)格筒或外置斜交網(wǎng)格筒等方式,且砌體結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格筒之
間應(yīng)可靠連接,見圖7.1.2;
2
1
1
圖7.1.2斜交網(wǎng)格筒加固高聳磚石結(jié)構(gòu)
1—加固用鋼構(gòu)件;2—固定點(diǎn)
2為提高磚石砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力,可采用磚石砌體外包
鋼板或型鋼形成等效的圈梁和構(gòu)造柱;
3采用鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)格加固后的高聳磚石結(jié)構(gòu)時,結(jié)構(gòu)剛度不
應(yīng)出現(xiàn)突變;
4采用鋼-混凝土組合網(wǎng)格加固磚石結(jié)構(gòu)時,混凝土強(qiáng)度不
易低于C30;
·35·
5改造后的砌體結(jié)構(gòu)洞口尺寸及邊距應(yīng)滿足《建筑抗震設(shè)
計規(guī)范》GB50011的要求。
7.1.3木結(jié)構(gòu)改造、加固和維修時,應(yīng)重點(diǎn)側(cè)重于節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件的強(qiáng)
度增強(qiáng)及結(jié)構(gòu)整體剛度的提升。采用包鋼法提高構(gòu)件的承載力,通
過加腋提高節(jié)點(diǎn)承載力和抗彎剛度,通過增加斜撐、剪力墻等提高
結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度;通過在結(jié)構(gòu)適當(dāng)位置增設(shè)阻尼器以提高其延
性和耗能能力。
7.2磚石結(jié)構(gòu)改造
7.2.1當(dāng)采用外包型鋼加固改造矩形砌體柱時,宜設(shè)置外包角鋼為
組合構(gòu)件四肢,以鋼綴板圍束的鋼構(gòu)架加固方式(圖7.2.1),并考
慮二次受力的影響。
1
32
4
圖7.2.1外包型鋼加固
1—角鋼;2—綴板;3—保護(hù)層;4—原砌體柱
7.2.2當(dāng)采用外包角鋼(或其他型鋼)加固砌體承重柱時,其加固
后承受的軸向壓力設(shè)計值和彎矩設(shè)計值,應(yīng)按剛度比分配給原柱和
鋼構(gòu)架,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1原柱承受的軸向力設(shè)計值Nm和彎矩設(shè)計值Mm應(yīng)按下列
公式進(jìn)行計算:
·36·
kmEm0Am0
NmN(7.2.2-1)
kmEm0Am0EaAa
kmEm0Im0
MmM(7.2.2-2)
kmEm0Am0EaAa
2鋼構(gòu)架承受的軸向力設(shè)計值Na和彎矩設(shè)計值Ma應(yīng)按下
列公式進(jìn)行計算:
NaNNm(7.2.2-3)
MaMMm(7.2.2-4)
式中:
km——原砌體剛度降低系數(shù),對完好原柱,取km=0.9;對基本完
好的原柱,取km=0.8;對已有腐蝕跡象的原柱,經(jīng)剔除腐
蝕層并修補(bǔ)后,取km=0.65。若原柱有豎向裂縫,或有其
他嚴(yán)重缺陷,則取km=0,即不考慮原柱的作用;全部荷
載由角鋼(或其他型鋼)組成的鋼構(gòu)架承擔(dān);
Em0、Ea——分別為原砌體和新增型鋼的彈性模量;
Am0、Aa——分別為原砌體截面面積和新增型鋼的全截面面積;
Im0——原砌體截面的慣性矩;
Ia——鋼構(gòu)件的截面的慣性矩;計算時,可忽略各分肢角鋼自身
2
截面的慣性矩,即:Ia=0.5Aa·a(a為計算方向兩側(cè)型鋼截
面形心間的距離);
——協(xié)同工作系數(shù),可取η=0.9。
7.2.3當(dāng)采用外包型鋼加固軸心受壓砌體構(gòu)件時,其加固后原柱和
外增鋼構(gòu)架的承載力應(yīng)按下列規(guī)定驗算:
1原柱的承載力,應(yīng)根據(jù)其所承受的軸向壓力值Nm,按《砌
·37·
體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50003的有關(guān)規(guī)定驗算;驗算時,其砌體抗
壓強(qiáng)度設(shè)計值,應(yīng)根據(jù)可靠性鑒定結(jié)果確定;若驗算結(jié)果不符合
使用要求,應(yīng)加大鋼構(gòu)件截面,并重新進(jìn)行外力分配和截面驗算;
2鋼構(gòu)架的承載力,應(yīng)根據(jù)其所承受的軸向壓
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