第1章 增大截面加固法
增大截面加固法,也称为外包混凝土加固法,它通过增大构件的截面和配筋,来提高构件的承载力、刚度、稳定性和抗裂性。该方法施工工艺简单,适用面广,可广泛用于梁、板、柱、墙、基础、屋架等混凝土构件的加固。根据构件受力特点和加固目的、构件几何尺寸、便于施工等要求可设计为单侧、双侧或三侧的加固和四面包套的加固。例如梁常用上、下侧加固层加固,中心受压柱常用四面外包加固,偏心受压柱常用单侧或者双侧加厚层加固。根据不同的加固要求,此法又可分为加大断面为主的加固和加配钢筋为主的加固,或者两者兼备的加固。加大断面为主的加固,为了保证补加的混凝土正常工作,亦需适当配置构造钢筋;加配钢筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求适当增大截面尺寸。加固中应将新旧钢筋加以焊接,做好新旧混凝土的结合。增大截面加固法的混凝土一般为普通的混凝土,强度等级不低于C20。当加厚层较薄,钢筋较密时,可用细石混凝土,在条件许可的情况下还可采用钢纤维混凝土加固。配置的钢筋除普通钢筋外,还可采用型钢和钢板等。
增大截面法的技术特点是,在设计构造方面必须注意解决好新加部分与原有部分的整体工作、共同受力问题。加固结构在受力过程中,结合面会出现拉压弯剪等各种复杂应力,其中主要是拉力和剪力。在弹性阶段,结合面的剪应力和法向拉应力主要是靠结合面两边新旧混凝土上的粘结强度承担;开裂后至极限状态,则主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切摩擦力传递。
这种方法要求的现场湿作业工作量大,养护时间较长,对生产和生活有一定影响,而且构件的截面增大后对结构的外观和房屋净空也有一定影响,故在采用时应考虑其局限性及使用效果。
1.1 增大截面加固设计理论
1.1.1 受弯构件正截面加固设计
采用增大截面法加固受弯构件时,应根据原结构构造和受力的实际情况,选用在受压区或者受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层的加固方式。当仅在受压区加固受弯构件时,其承载力、抗裂度、钢筋应力、裂缝宽度及挠度的计算和验算,可按现行《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002关于叠合式受弯构件的规定进行。若验算表明,仅需增设混凝土叠合层即可满足承载力要求时,也应按构造要求配置受压钢筋和分布钢筋。其原因是为了提高新增混凝土层的安全性,同时也为了与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002新作出的“应在板的未配筋表面布置温度、收缩钢筋”的规定相协调。因为这一规定很重要,可以大大减少新增混凝土发生温度、收缩应力引起的裂缝。
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