混凝土结构加固与改造.ppt
第六章 混凝土结构加固与改造,6-1加固的一般原则,1)加固方案的总体效应原则;2)材料选用和强度取值原则3)荷载计算原则 4)承载力验算原则 5)承载力验算原则,混凝土结构加固与改造,6-2加固方法及其选择 增大截面法 优点：提高构件的承载力，提高截面刚度，改善正 常使用阶段的性能。缺点：减小使用空间，增加结构自重。适用：适用于有空间余量的多种结构。外包钢加固法 优点：同增大截面法且基本不减小空间，增加结 构的延性。缺点：用钢量大，维护费用高；需作防腐处理。,混凝土结构加固与改造,6-2加固方法及其选择 预应力加固法 优点：消除或减缓后加结构的应力滞后现 象，减小原构件的挠度和裂缝宽 度，甚至可使裂缝完全闭合。缺点：施工较复杂。改变受力体系加固法 优点：可明显地改善结构的受力性能，提 高结构的承载力和刚度。缺点：设计要求高，施工风险较大。,混凝土结构加固与改造,6-2加固方法及其选择 外粘纤维加固法 优点：在局部实施加固，工程量小且施工 方便，提高承载力的效果也较明显。缺点：施工工艺要求高，胶水的耐久性尚 有待考验。,混凝土结构加固与改造,6-3混凝土水平结构(梁板结构)的加固(1)梁板结构的破坏特征 正截面破坏 斜截面破坏,少筋破坏()适筋破坏()超筋破坏(),弯剪裂缝为主(适筋)斜剪裂缝为主(超筋)斜拉裂缝为主(少筋),混凝土结构加固与改造,6-3混凝土水平结构(梁板结构)的加固(2)预应力加固方法 1)体外预应力结构的概念 对于预应力混凝土结构可以有三种不同的理解：预加应力使混凝土由脆性材料成为弹性材料；（便于弹性分析）预加应力充分发挥了高强钢材的作用，使其与混凝土共同工作；（强度理论）预加应力平衡或转移了结构外荷载。,平衡荷载的设计概念,混凝土结构加固与改造,梁内配有预应力筋，其线型符合抛物线方程:,其中f为抛物线的矢高，x为计算截面离梁左端的距离。,平衡荷载的设计概念,混凝土结构加固与改造,预加力Np对梁截面产生的弯矩也是抛物线形的，即:,对x求导可得由M引起的等效荷载w，即:,式中负号表示w作用方向朝上。,设各截面预应力筋的预加力Np相等，并设e（=y)为预应力钢筋至梁截面形心的偏心矩,平衡荷载的设计概念,混凝土结构加固与改造,如果梁上作用的均布荷载值q与w相等，则该荷载将全部被预加力所平衡，由此，称为平衡荷载法。若q=w,梁演变为受到水平轴力Np作用的轴心受压构件。若qw,梁演变为受水平轴力Np作用的偏心受压构件.,转移荷载的设计概念,转移荷载的概念认为预加力除了一部分用于平衡外荷载，其余部分力作为新引入的荷载作用于结构端部。,转移荷载的设计概念,混凝土结构加固与改造,混凝土结构加固与改造,转移荷载的设计概念,当Ppres=P时，混凝土受弯构件就成为两端铰支的轴压构件，荷载的形式和传递路径被完全改变了。,转移荷载的概念不仅保留了平衡荷载概念中通过预应力筋的作用，将外荷载的作用相抵消一部分，改变结构受力形式的基本点，同时指出了预应力筋改变了外荷载的传递路径，将跨中的部分荷载转移至两端的本质。,体外预应力技术在加固工程中具有鲜明的特色，有着其它加固方式所没有的减小或消除裂缝及挠度的作用。,2）预应力加固法的工艺,混凝土结构加固与改造,千斤顶张拉法 与普通预应力筋张拉方式一致；横向收紧法竖向收紧法,张拉方式,人工横向收紧法张拉预应力1-原梁；2-加固筋；3-U形螺丝；4-撑杆；5-高强螺栓,混凝土结构加固与改造,a-竖向收紧张拉；b-竖向顶撑张拉,1-原梁；2加固筋；3-收紧螺栓；4-钢板；5-高强螺栓；6-顶撑螺丝；7-上钢板；8-下钢板,预应力筋的锚固,混凝土结构加固与改造,1）U形钢板锚固；2）高强度螺栓摩擦粘结锚固；3）焊接锚固；4）扁担式锚固；5）套箍锚固；6）利用原结构锚固,混凝土结构加固与改造,预应力筋锚固方法示意图aU形钢板锚固；b高强度螺栓摩擦粘结锚固；c焊接锚固；d扁担式锚固；e套箍锚固。1原梁；2加固筋；3上钢板；4下钢板（棒）；5焊接；6螺栓；7外拉式千斤顶；8锚接接头；9高强螺栓,3)体外预应力受弯构件截面的受力特性构件受力特性 二次效应:当构件受荷载作用产生变形后，体外预应力筋在锚固端与转向块之间仍保持直线，因此构件的形心线与力筋之间的距离会发生变化，这种现象称为二次效应。,混凝土结构加固与改造,混凝土结构加固与改造,体外预应力筋偏心距,二次效应是一个十分复杂的受力过程，要想准确地计算很困难，因此，在实际工程中一般不从设计计算来考虑二次效应的影响。,混凝土结构加固与改造,正截面承载力计算,为受压区混凝土截面对受拉区钢筋合力点的静矩,参照无粘结预应力我国无粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ/T92-93）规定了其应力设计值按受弯构件跨高比,实际上，加固工程中的体外预应力筋往往达不到其屈服强度，所以其设计值 应取其实际应力值参与截面平衡条件，即：,混凝土结构加固与改造,正截面承载力计算,。,及综合配筋指标,来确定。,对,35，且,0.45的构件，,对 35，且 0.45的构件，,而,为配筋综合指标,混凝土结构加固与改造,斜截面承载力计算,对于直线型外露的预应力加固筋，则有：,式中：,原梁的斜截面抗剪承载力；,预应力产生的纵向作用力。,预应力加固筋为元宝式布设，斜直线段预应力筋相当于普通混凝土梁中的弯起筋，则有：,预应力筋与原梁浇筑为一体的加固梁,
