今天給各位分享混凝土框架加固設(shè)計(jì)的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)框架結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行解釋?zhuān)绻芘銮山鉀Q你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開(kāi)始吧！，本文目錄一覽：，1、，鋼筋混凝土框架橋線(xiàn)路加固方案？，2、，大截面框架柱加固方法及案例分？
今天給各位分享混凝土框架加固設(shè)計(jì)的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)框架結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行解釋?zhuān)绻芘銮山鉀Q你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開(kāi)始吧！
本文目錄一覽：
- 1、鋼筋混凝土框架橋線(xiàn)路加固方案？
- 2、大截面框架柱加固方法及案例分？
- 3、混凝土結(jié)構(gòu)加固方法
- 4、鋼筋混凝土加固設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些主要規(guī)定
鋼筋混凝土框架橋線(xiàn)路加固方案？
鋼筋混凝土加固方案框架橋線(xiàn)路
一、 編制依據(jù)
1.1南外環(huán)公路下穿鐵路立交橋工程施工圖紙及相關(guān)資料；
1.2《鐵路橋涵施工規(guī)范》；
1.3《鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》；
1.4《鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；
1.5《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；
1.6《鐵路軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；
1.7《鐵路路基施工規(guī)范》；1.8《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》；
1.9《鐵路線(xiàn)路維修規(guī)則》；
1.10《鐵路橋隧建筑物大維修規(guī)則》；
1.11《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》鐵道部令第2號(hào)；
1.12本工程的《施工合同》；
1.13設(shè)計(jì)文件、施工圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察資料；
二、工程概況
2.1xx市南外環(huán)公路與xx線(xiàn)交叉里程為K348+116，為xx市新增規(guī)劃道路,道路與既有鐵路夾角90°34”，橋上為xx上、下行正線(xiàn)?？蚣苊娣e493.5m2，按頂進(jìn)施工。
2.2本工程設(shè)計(jì)為（8+16+8）m鋼筋砼框架，hо=6.2m，底板厚 1.2m，頂板厚0.8m，軸長(zhǎng)14.1m，框構(gòu)外寬35m，邊墻厚0.8m，中墻厚0.7m。
2.3 主要工程量: 主體C35鋼筋砼1078.5m3，C20砼擋墻基礎(chǔ)81.6m3，M10漿砌片石擋墻115.2 m3,線(xiàn)路加固2股，頂進(jìn)挖土約4100m3。
2.4xx上、下行線(xiàn)均為Ⅲ型軌枕，線(xiàn)路平面為直線(xiàn)；框構(gòu)在線(xiàn)路右側(cè)預(yù)制。
2.5橋址處地表層為粉質(zhì)粘土，箱身設(shè)計(jì)基底應(yīng)力 ,地基允許承載力。
2.6 主要施工方法：縱橫抬梁及工便梁組合加固線(xiàn)路頂進(jìn)施工。
三、施工工期及計(jì)劃安排
施工工期：計(jì)劃2009年 2 月25 日開(kāi)工，2009年 5 月31 日
竣工。
四、施工準(zhǔn)備
4.1根據(jù)相關(guān)技術(shù)資料、設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，制定詳盡的框構(gòu)橋線(xiàn)路加固及頂進(jìn)施工方案。
4.2與工務(wù)段、電務(wù)段、鐵通簽定安全配合協(xié)議、弄清電纜、光纜的位置，提前移到安全位置。
4.3做好要點(diǎn)申請(qǐng)，為線(xiàn)路加固做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。
4.4設(shè)備、材料供應(yīng)：施工用材料設(shè)備應(yīng)提前5天進(jìn)入工地， 并應(yīng)有一定的富余量以免發(fā)生誤工。頂進(jìn)施工主要機(jī)具設(shè)備材料表
五、線(xiàn)路加固方案
線(xiàn)路加固在橋涵頂進(jìn)作業(yè)中，是保障行車(chē)安全的核心，合理的加固方案是確保行車(chē)安全的重要保障。本橋變更后的加固方案為：采用
I115工便梁做縱梁（線(xiàn)間采用一根H440*300型鋼），H70縱抬梁組承 托橫抬梁,H40橫抬梁組橫抬扣軌、P50 5扣扣軌承托軌枕，H20鋼枕控制線(xiàn)路方向,既有砼枕控制軌距的組合加固方案，一次頂進(jìn)就位。
5.1 線(xiàn)路準(zhǔn)備
5.1.1線(xiàn)路限速45Km/h。
5.1.2相關(guān)項(xiàng)目利用封鎖點(diǎn)施工。
5.1.3所有電纜都已探明并做好防護(hù)。
5.2縱梁安裝
5.2.1路肩側(cè)縱梁采用I115型工便梁，用縱向聯(lián)接板將5孔12米工便梁聯(lián)接起來(lái)組成60m長(zhǎng)便梁。接頭聯(lián)接板采用等強(qiáng)度聯(lián)結(jié)，由上下夾板兩組和一組腹板組成。工便梁按線(xiàn)路加固平面布置，架設(shè)在距線(xiàn)路中心2.2米的位置。
5.2.2便梁架設(shè)采用100T吊車(chē)吊裝。架設(shè)便梁前，在每片便梁兩端位置必須先穿入2片以上鋼枕，以便于便梁就位時(shí)隨即與之連接，保證其穩(wěn)定性，確保行車(chē)安全；吊便梁時(shí)，應(yīng)設(shè)專(zhuān)人進(jìn)行防護(hù)。
5.2.3線(xiàn)間縱梁采用1根H440×300型鋼，申請(qǐng)封鎖上行線(xiàn)路，跨線(xiàn)移梁。H44型鋼縱梁聯(lián)結(jié)采用等強(qiáng)焊接或連接板等強(qiáng)聯(lián)結(jié)。
5.3鋼枕安裝
在既有砼枕之間穿鋼枕，利用線(xiàn)路封鎖點(diǎn)，開(kāi)挖一空穿一根，穿一根與縱梁加固一根，與軌底接觸面墊好絕緣板，如此反復(fù)逐次施工，嚴(yán)格控制水平和方向，確保行車(chē)安全，其兩端與縱梁聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)方法采用高強(qiáng)螺栓與縱梁聯(lián)結(jié)擰緊，線(xiàn)間縱梁采用Φ22U型螺栓及-12鋼扣板聯(lián)結(jié)。
5.4扣軌梁安裝
5.4.1利用線(xiàn)路封鎖點(diǎn)，分次拉入P50 5扣扣軌梁。
5.4.2扣軌梁與鋼枕、砼枕之間加橡膠墊板，扣軌梁與鋼枕用Φ22U型螺栓連接，每隔兩根鋼枕連接一處，扣軌梁與砼枕也是用Φ22U型螺栓隔二連一的方法連接。
5.5縱抬梁安裝
5.5.1縱抬梁采用并排3根H700×300型鋼為一組，長(zhǎng)度12米，放置在鉆孔樁上，縱抬梁與鉆孔樁之間放橡膠墊板，與橫抬梁節(jié)點(diǎn)處用Φ22U型螺栓連接。
5.5.2縱抬梁與橫抬梁接觸面加橡膠墊板，并用硬木楔把縫隙填塞密實(shí)。
5.5.3箱體頂進(jìn)至第一排鉆孔樁時(shí)，先破除樁，再松開(kāi)U型螺栓，用導(dǎo)鏈落下縱抬梁，橫抬梁一頭落在箱體頂板上。
5.6橫抬梁安裝
5.6.1在扣軌梁下設(shè)橫抬梁組。在框架范圍內(nèi)3根H400×400型鋼為一組，每組間距0.85m，L=18m。
5.6.2在框架兩側(cè)范圍內(nèi)設(shè)3根H400×400型鋼為一組橫抬梁，每組間距0.85m，L=15m，用Φ22U型螺栓聯(lián)結(jié)縱抬梁組。
5.6.3橫抬梁與扣軌梁接觸面加橡膠墊板，不密實(shí)處填塞硬木楔。
5.6.4為了減小拆除第一排樁時(shí)，橫抬梁的撓度，在下行線(xiàn)橫抬梁底部滿(mǎn)鋪一排木枕，以減小橫抬梁的受力跨度，增大線(xiàn)路加固的安全性。
5.7線(xiàn)路控制
5.7.1軌距控制：一靠砼枕來(lái)控制，二靠鋼枕上的鋼軌扣件，確保軌距符合要求。
5.7.2線(xiàn)路的橫向控制：每?jī)筛耪碇g有一根鋼枕，鋼枕和鋼軌采用絕緣扣板聯(lián)結(jié)，使線(xiàn)路固定在工便梁之間，不致發(fā)生橫向移動(dòng)。
5.7.3通過(guò)上述措施，縱梁、橫梁、線(xiàn)路形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，能確保線(xiàn)路不變形。
5.8線(xiàn)路加固安全保證措施
5.8.1搞好安全教育，強(qiáng)化全員安全意識(shí)，牢固樹(shù)立安全第一的思想。
5.8.2加強(qiáng)施工過(guò)程安全管理，教育作業(yè)人員注意本崗位技術(shù)要求和操作規(guī)程，不允許違章冒險(xiǎn)蠻干。
5.8.3線(xiàn)路加固完畢，要嚴(yán)格檢查線(xiàn)路的方向、水平、軌距、及加固螺栓扣件是否松動(dòng)，其它料具嚴(yán)禁侵限，工字鋼與線(xiàn)路鋼軌接觸處的絕緣是否良好等，做到每過(guò)一輛列車(chē)檢查一遍。
六、縱橫梁檢算
檢算說(shuō)明：本檢算全部按簡(jiǎn)支梁檢算，實(shí)際上由于縱梁與橫抬梁是絞結(jié)的，實(shí)際工作中穩(wěn)定性和牢固程度要更好。
6.1 Ⅰ115型工便梁檢算
6.1.1縱梁檢算（受力跨度為6.2m時(shí)）
I115型工便梁慣性矩Ⅰm=1057925cm4
線(xiàn)路活荷載： （以影響線(xiàn)檢算得出）；
靜荷載：結(jié)構(gòu)自重、線(xiàn)路、設(shè)備
根據(jù)便梁支點(diǎn)平面圖，支點(diǎn)間最大間距為620cm
此時(shí)梁的最大受力跨度Lmax=6.2m
6.1.2H20鋼枕檢算
現(xiàn)行機(jī)車(chē)最大軸重P=220KN，
列車(chē)限速45Km/h
機(jī)車(chē)輪軸間距1.5m
橫梁間距600mm
每根橫梁折算受力
梁自重0.68KN/m
橫梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，橫梁采用H20鋼枕Im=6646cm4
6.2700×300H型鋼縱抬梁組檢算
原設(shè)計(jì)中縱抬梁采用2根458×417H型鋼，現(xiàn)采用3根700×300H型鋼進(jìn)行替代，458×417H型鋼慣性矩IX=187000cm4，700×300H型鋼慣性矩IX=201000cm4。
1、承托縱梁700×300H型鋼檢算
（1）使用條件：
700×300H型鋼，Wx=5760.0cm3，Ix=201000.0cm4，E=2100000.0kg/cm2，每組H型鋼3片，共6片，承擔(dān)線(xiàn)路縱向6.2m跨度的荷載。（Wx、Ix查自材料手冊(cè)）
（2）檢算：
A、中—活載圖示：
B、轉(zhuǎn)化為均布荷載：q1=22*5/6.0=18.3t/m
線(xiàn)路及H型鋼（靜載）：按10.0t/m計(jì)；
22t 22t 22t 22t22t
1.5*4=6.0m
沖擊系數(shù)：按限速45km/h，根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》和《鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè)》確定：
1+μ=1+2*6.2/（30+0.5）=1.40
故每側(cè)縱梁承受均布荷載：
q=（q1+10）（1+u）=（18.3+10）*1.4=39.62t/m=396.2kg/cm
最大彎矩：Mmax= qL2/8=396.2×6202/8=19.0*106kg.cm
工字鋼強(qiáng)度檢算：
參照《橋涵》施工手冊(cè)下冊(cè)P406知：
〔σ〕=170Mpa=1700 kg/cm2
σmax= Mmax/ Wx=19.0*106kg.cm/（3*5760.0）cm3
=1099.5kg/cm2﹥〔σ〕=1700 kg/cm2
所以：H型鋼強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。
撓度檢算：
fmax=5qL4/（384*E*I）
=5*396.2*6204/（384*2.1*106*3*201000.0）=0.6cm
〔f〕=L/400=620/400=1.55cm
所以：fmax 〔f〕
所以：700*300H型鋼鋼度滿(mǎn)足要求。
6.3400×400 H型鋼橫抬梁組檢算
6.3.1框架部分H型鋼檢算
按0.28m間距放置1根18米400*400H型鋼所組成的橫抬梁進(jìn)行檢算。
H型鋼橫抬梁主要受撓度控制。假設(shè)H型鋼橫抬梁在整個(gè)頂進(jìn)過(guò)程中承受全部的軌道和列車(chē)荷載，橫抬梁在頂進(jìn)中的最大跨度（第一排樁拆掉時(shí)）11.85m，2股線(xiàn)路同時(shí)承受列車(chē)荷載，經(jīng)分析計(jì)算,上行中心線(xiàn)處，橫抬梁所產(chǎn)生的撓度最大。
1、計(jì)算線(xiàn)路的均布荷載：
線(xiàn)路重量按1t/m計(jì)算
未考慮列車(chē)沖擊時(shí)的均布荷載：
q1＝22/1.5＋1=15.7t/m
列車(chē)沖擊系數(shù)：1+μ=1+2*6.2/（30+0.5）1.4
考慮列車(chē)沖擊時(shí)的均布荷載：
q2＝1.4*15.7=21.98t/m
P=0.28*21.98=6.154t
拆除第一排樁時(shí)，H40橫抬梁組受力情況如下圖。
最大彎矩：Mmax=61.54*5.06=311.4KN.m
撓度：ωmax=Fa/（24EI）*（3*l2-4*a2）
=311.4/（24*2.1*106*66900*10-8）*（3*11.852-4*5.062）
=2.9cml/400=1185/400=2.96cm
滿(mǎn)足要求
6.3.2框架兩側(cè)部分H型鋼檢算
按0.28m間距放置1根15m 400*400 H型鋼所組成的橫抬梁進(jìn)行檢算。
H型鋼橫抬梁主要受撓度控制。假設(shè)H型鋼橫抬梁在整個(gè)施工過(guò)程中承受全部的軌道和列車(chē)荷載，橫抬梁的跨度（第一排樁至下行線(xiàn)底部的木枕中心）10.79m，2股線(xiàn)路同時(shí)承受列車(chē)荷載，經(jīng)分析計(jì)算,上行中心線(xiàn)處，橫抬梁所產(chǎn)生的撓度最大。
1、計(jì)算線(xiàn)路的均布荷載：
線(xiàn)路重量按1t/m計(jì)算
未考慮列車(chē)沖擊時(shí)的均布荷載：
q1＝22/1.5＋1=15.7t/m
列車(chē)沖擊系數(shù)：1+μ=1+2*6.2/（30+0.5）=1.4
考慮列車(chē)沖擊時(shí)的均布荷載：
q2＝1.4*15.7=21.98t/m
P=0.28*21.98=6.154t
H40橫抬梁組受力情況如下圖:
最大彎矩Mmax=61.54*4.0=246.16KN.m
撓度：ωmax=Fa/（24EI）*（3*l2-4*a2）
=246.16/（24*2.1*106*66900*10-8）*（3*10.792-4*4.02）
=2.08cml/400=1079/400=2.7cm
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大截面框架柱加固方法及案例分？
1引言
工程質(zhì)量是關(guān)系國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全的一件大事。今年來(lái)，我國(guó)連續(xù)發(fā)生了幾起重大的工程質(zhì)量事故，引起了全國(guó)上下極大的關(guān)注。1996年10月。建設(shè)部組織召開(kāi)了全國(guó)建設(shè)工程質(zhì)量工作會(huì)議，對(duì)工程質(zhì)量狀況進(jìn)行了全面分析，提出了關(guān)注工程質(zhì)量綜合治理的措施。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)前應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)型式，若鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于種種原因不能滿(mǎn)足安全性、適用性、耐久性的要求，且經(jīng)過(guò)建筑物可靠性鑒定為c級(jí)或d級(jí)的，必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理[1]。
柱是建筑結(jié)構(gòu)中的基本受力構(gòu)件之一，氣承載力的大小對(duì)結(jié)構(gòu)的俺去昂適用起著至關(guān)重要的作用。柱是壓彎構(gòu)件，受很大的軸力，這種受力狀態(tài)決定了柱的延性較小，而作為結(jié)構(gòu)的主要承載部分，柱子破壞將引起嚴(yán)重后果，不易修復(fù)甚至引起結(jié)構(gòu)倒塌。為此，在鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)中，要控制梁柱的相對(duì)強(qiáng)度，使塑性鉸先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少柱子中的塑性鉸【2】。國(guó)內(nèi)歷次大地震中，有鋼筋混凝土柱失效造成的震害是很多的。我國(guó)也是個(gè)多地震國(guó)家，許多地區(qū)都處在地震區(qū)，在這些地區(qū)中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固，一級(jí)對(duì)震損結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)常常是結(jié)構(gòu)工程師的主要工作內(nèi)容。在抗震設(shè)計(jì)和加固中，尤其要求對(duì)鋼筋混凝土柱這一主要承重構(gòu)件進(jìn)行局部加強(qiáng)，使其滿(mǎn)足有關(guān)承載力和延性要求，這就需要有一些行之有效的加固措施。今年來(lái)隨著高層超高建筑的興起，大截面柱應(yīng)用越來(lái)越多，本文結(jié)合鋼筋混凝土大截面柱加固的工程實(shí)例，將其較為常用的加固方法進(jìn)行對(duì)比分析，為今后這種構(gòu)件加固及其進(jìn)一步的研究提供參考【3】。
2框架柱加固的特點(diǎn)及常用方法
我國(guó)從50年代就開(kāi)始了結(jié)構(gòu)的加固處理，及時(shí)年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多混凝土結(jié)構(gòu)的加固工程實(shí)例，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。90年代初我國(guó)即頒布了《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（CECS25；9），總結(jié)了我國(guó)成熟的加固技術(shù)，適用于多種原因造成的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固處理，對(duì)推動(dòng)加固技術(shù)的發(fā)展起到很大作用。而無(wú)論從工廠(chǎng)應(yīng)用還是從接結(jié)構(gòu)理論上來(lái)看，柱的加固，近年來(lái)尤其是框架結(jié)構(gòu)柱的加固，都是結(jié)構(gòu)加固工程中一個(gè)十分重要的組成部分。
造成鋼筋混凝土柱承載力不夠的原因大致有設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，施工粗糙，使用不當(dāng)，變更用途徑和遭遇自然災(zāi)害等。框架結(jié)構(gòu)柱加固與新建工程框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不盡相同，主要針對(duì)已建的工程，受客觀(guān)條件所約束，針對(duì)具體現(xiàn)存條件進(jìn)行加固設(shè)計(jì)與施工。往往是在不停產(chǎn)或盡量少停產(chǎn)的條件下施工，要求施工速度快、工期短。且施工現(xiàn)場(chǎng)狹窄、擁擠，常受生產(chǎn)設(shè)備、管道和原有結(jié)構(gòu)的制約，大型施工機(jī)械難以發(fā)揮作用，還往往對(duì)原有的和相鄰的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件有不良影響?？蚣芙Y(jié)構(gòu)柱加固施工常分段、分期進(jìn)行，還會(huì)因各種干擾而中斷，施工較繁瑣復(fù)雜，并常常存在許多不安全因素?？蚣芙Y(jié)構(gòu)柱加固設(shè)計(jì)包括原結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算和加固設(shè)計(jì)計(jì)算，要求考慮新、舊接哦股強(qiáng)度、剛度、適用壽命的均衡，以及新、舊結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作。
有框架結(jié)構(gòu)柱加固工程的特點(diǎn)，根據(jù)幾十年來(lái)建筑物加固的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前常用的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)柱加固方法有：改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、加大截面加固法、外包鋼加固法以及粘貼碳纖維加固法等。各種加固方法都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以選用【4】。
改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法是指通過(guò)增設(shè)支點(diǎn)（柱或托架）的辦法，使結(jié)構(gòu)受力體系（即計(jì)算簡(jiǎn)圖）得以改變，從而改善框架柱受載及內(nèi)力情況的加固方法。由于增加了支點(diǎn)，減小了計(jì)算跨度，因而能夠較大幅度的提高柱的承載能力，減小和限制柱的變形。此種方法主要有增設(shè)支點(diǎn)赫爾托梁撥柱法兩種形式。此方法對(duì)框架結(jié)構(gòu)柱的補(bǔ)強(qiáng)加固效果較好，但對(duì)建筑物的空間使用影響較大，且施工復(fù)雜程度也較高。
預(yù)應(yīng)力加固法即用預(yù)應(yīng)力型鋼撐桿對(duì)框架結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行加固的方法?？煞譃閱蝹?cè)預(yù)應(yīng)力撐桿加固（適用于偏心受壓柱加固）和雙側(cè)預(yù)應(yīng)力撐桿加固（適用于軸心受壓柱加固）。這種加固方法具有可預(yù)制、減少凈空很少、基本不要求停產(chǎn)進(jìn)行及施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。但此種方法不適用于高溫環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，另外需要特別注意盡量減少預(yù)應(yīng)力的損失。
加大截面加固法即通過(guò)增大框架結(jié)構(gòu)柱的截面面積和配筋，提高其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及抗裂性，滿(mǎn)足正常適用要求。這種加固方法的缺點(diǎn)也是比較顯著，主要是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作量 大，等于生產(chǎn)生活影響較大及影響房屋外觀(guān)凈空等。、
外包鋼加固法即在框架結(jié)構(gòu)柱四周以型鋼以提高其承載力。又可分為干式和濕式兩種。干式外包鋼加固即將型鋼直接外包于被加固構(gòu)件四周，型鋼于構(gòu)件間無(wú)任何連接，或雖塞填水泥砂漿但仍不能滿(mǎn)足結(jié)合面剪力傳遞要求。以乳膠水泥或環(huán)氧樹(shù)脂化學(xué)灌漿等方法粘貼型鋼時(shí)，稱(chēng)為濕式外包鋼加固。此種加固方法優(yōu)點(diǎn)是可大幅度提高柱承載能力，施工簡(jiǎn)便，工期短。但外包鋼必須進(jìn)行防腐處理，防止高溫環(huán)境，以提高其耐久性。
近年來(lái)，土木工程領(lǐng)域出現(xiàn)了各式各樣的新型材料，如各種高強(qiáng)度混凝土，纖維增強(qiáng)材料等。其中碳纖維布由于其強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、耐久性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展尤為迅速。碳纖維加固法是指用碳纖維布配套用膠將碳纖維布粘貼于混凝土構(gòu)件表面的補(bǔ)強(qiáng)方法。碳纖維布加固鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)柱具有如下很多的優(yōu)點(diǎn)：適用面廣；高強(qiáng)高效；具有極佳的耐腐蝕性、抗?jié)B性及耐久性能；抗疲勞性能和減震性能好；施工便捷、質(zhì)量易于保證等。當(dāng)然，此種方法的理論研究目前還不是很成熟，但無(wú)疑具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
3大截面柱加固工程實(shí)例分析
下面我們通過(guò)一工程實(shí)例，來(lái)對(duì)框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱的加固方法進(jìn)行對(duì)比分析。某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅樓，開(kāi)始擬建15層，設(shè)計(jì)施工亦照此進(jìn)行。后欲加建兩層，改為17層，因而需采取牟宗加固措施來(lái)提高結(jié)構(gòu)的承載能力。本文主要介紹一層柱的加固，一層柱高3.8米，700*600mm矩形截面，受力縱筋為20根直徑為25mm的鋼筋，箍筋采用間距為100mm直徑為10mm的鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30.
考慮本工程的實(shí)際情況，由于此樓一層為門(mén)面房，故改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法、加大截面加固法這類(lèi)影響房屋凈空及外觀(guān)的方法就不太實(shí)用?？紤]到新舊兩部分共同工作的因素，本工程采用預(yù)應(yīng)力撐桿加固法
由L0/b=6.3,查表可得： =1，則原柱承載力N0為【5】:
（1）
加層后，設(shè)計(jì)荷載N共為10576KN，則需由撐桿承受的受壓承載力N2為：
（2）
則角鋼截面積計(jì)算為：
（3）
選擇4L110 8，其截面積為 =6896mm2。實(shí)際提高值為：
（4）
另外，選用軸心間距為200mm寬為60mm厚為6mm的綴板，經(jīng)驗(yàn)符合要求[6].采用橫向張拉，預(yù)壓應(yīng)力控制值確定為80Mpa。
施工時(shí)為了保證上述壓應(yīng)力控制值，在進(jìn)行橫向張力的同時(shí)對(duì)型鋼撐桿的應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)，至應(yīng)變?nèi)缦聰?shù)值時(shí)結(jié)束張拉：
（5）
按照上述加固方案進(jìn)行施工，基本不影響結(jié)構(gòu)的凈空及外觀(guān)，且施工不簡(jiǎn)潔，不要求停工，還可以使新舊部分能較好地共同工作，可其不失為此類(lèi)工程加固的一種較為實(shí)用的方法。
但是，我們可以看到，對(duì)于此類(lèi)工程這樣的大截面柱，加固前柱的設(shè)計(jì)荷載就比較大，而采用預(yù)應(yīng)力撐桿加固法加固的幅度相對(duì)來(lái)說(shuō)就顯得較低，撐桿的承載力與整個(gè)加固后的柱子承載力之比為1303/（1303+9343）=0.12。各種研究和實(shí)驗(yàn)表明，混凝土的力學(xué)性能與所處的應(yīng)力狀態(tài)相關(guān)，對(duì)靜水壓力較為敏感，在兩向或三向受壓作用下強(qiáng)度和延伸性有大幅度提高，可考慮減小綴板間距，處理好原柱于綴板間局部剪力傳遞，發(fā)揮綴板約束混凝土橫向變形的作用?？筛鶕?jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（GBJ10-89）中如下公式進(jìn)行計(jì)算：
（6）
其中， 為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度，Acor為柱的核心截面面積， 為所配縱筋強(qiáng)度， 為所配縱筋截面面積， 為間接鋼筋的截面面積，Asso為間接鋼筋的換算截面面積，由下式計(jì)算：
（7）
其中，dcor為柱的核心直徑，Assl為單根間接鋼筋的截面面積，s為沿柱軸線(xiàn)方向間接鋼筋的間距。
另外，可根據(jù)建筑使用要求，纏繞鋼絲網(wǎng)，分層抹灰高強(qiáng)度水泥砂漿。這樣不但利用了撐桿直接承受軸向力，而且挖掘了撐桿結(jié)構(gòu)約束混凝土柱橫向變形能力，充分利用了加固材料的作用。鋼絲網(wǎng)筒殼即可解決撐桿防銹蝕和防火的問(wèn)題，又能起到箍緊混凝土柱子的作用。通過(guò)約束混凝土柱橫向變形，提高了核芯混凝土的受壓強(qiáng)度，充分發(fā)揮了原有大截面框架柱混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度，這樣可以增加柱的受壓承載能力二到三 倍。這是預(yù)應(yīng)力撐桿結(jié)構(gòu)法的改進(jìn)，也是其應(yīng)用在大截面框架柱中優(yōu)于其他加固方法的地方。
但是，預(yù)應(yīng)力撐桿加固法容易導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力受損，且較難控制撐桿的預(yù)應(yīng)力值，易使被加固構(gòu)件的上端產(chǎn)生應(yīng)力集中而出現(xiàn)局部破壞。通常為防止鋼材因環(huán)境潮濕而腐蝕導(dǎo)致承載力下降的問(wèn)題，還要進(jìn)行定期的維護(hù)，從而加大了加固的費(fèi)用。
前面提到，適用碳纖維布加固有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在約束混凝土方面也能夠收到很好的效果。碳纖維布加固加固鋼筋混凝土柱的原理是用粘貼劑把碳纖維布粘貼在柱構(gòu)件的表面，約束混凝土的橫向變形，從而達(dá)到對(duì)柱構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善構(gòu)件受力性能的目的，其受力機(jī)理累死螺旋箍筋混凝土與鋼管混凝土等約束混凝土。螺旋箍筋混凝土和鋼管混凝土的受力特點(diǎn)、破壞過(guò)程及計(jì)算公式等的研究已經(jīng)較為成熟，而碳纖維布加固鋼筋混凝土柱在正截面受荷載時(shí)的力、變形與約束混凝土的情況是一致的，可以引用已有的約束混凝土的分析方法來(lái)討論碳纖維布對(duì)鋼筋混凝土柱的約束作用。而且粘貼碳纖維布加固法除了具有預(yù)應(yīng)力撐桿加固法的各種優(yōu)點(diǎn)外，還可避免預(yù)應(yīng)力撐桿加固法的前述弊端，無(wú)疑是框架機(jī)構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱加固的一種很有應(yīng)用前景的方法。
碳纖維布就柱承載力的初步計(jì)算可找下式進(jìn)行：
（8）
其中， 為含有纖維特征，為反映碳纖維相對(duì)用量的一個(gè)與箍筋特征值相似的無(wú)量綱量， ， 為碳纖維布與約束混凝土的體積比， 為實(shí)測(cè)混凝土立方體強(qiáng)度， 為碳纖維的折剪抗拉強(qiáng)度， =2 /3其中2/3為考慮到約束混凝土在達(dá)到極限強(qiáng)度時(shí)，實(shí)測(cè)碳纖維布的應(yīng)變僅為其極限應(yīng)變的2/3左右而引入的折剪系數(shù)。 為柱的穩(wěn)定系數(shù)， 、Ac分別為混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及柱的截面積， 、 分別為鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及所配縱筋的面積。
當(dāng)然，粘貼纖維布加固方法還只是一種新興的尚不成熟的加固方式，其受力原理，尤其是界面的受力情況研究還不是很完善。另外，一定要采取足夠的錨固措施，防止碳纖維布與混凝土的粘貼面發(fā)生剝離破壞，只有這樣，才能高中碳纖維布加固能取得預(yù)期的效果【7】
4結(jié)語(yǔ)
本文結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱，對(duì)傳統(tǒng)的常用的結(jié)構(gòu)加固方法進(jìn)行了分析對(duì)比，指出了各種加固方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用情況，為今后此類(lèi)結(jié)構(gòu)柱的加固提供了參考。此外，本文還介紹了碳纖維布這種新型高強(qiáng)高效材料，對(duì)框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土大截面柱進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固這種應(yīng)用前景十分廣闊的新型加固方法，為工程加固設(shè)計(jì)提供了新的思路。
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混凝土結(jié)構(gòu)加固方法
1、加大截面加固法
該法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)混凝土框架加固設(shè)計(jì)，并具有成熟混凝土框架加固設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)混凝土框架加固設(shè)計(jì)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響混凝土框架加固設(shè)計(jì)，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
2、置換混凝土加固法
該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)；適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。
3、有粘結(jié)外包型鋼加固法
該法也稱(chēng)濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無(wú)防護(hù)的情況下用于6000C以上高溫場(chǎng)所；適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
4、粘貼鋼板加固法
該法施工快速、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀(guān)和原有凈空無(wú)顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。
5、粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法
除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但需要專(zhuān)門(mén)的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。
6、繞絲法
該法的優(yōu)缺點(diǎn)與加大截面法相近；適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固，或需對(duì)受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場(chǎng)合。
7、錨栓錨固法
該法適用于混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20~C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固；不適用于已嚴(yán)重風(fēng)化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
間接加固的一般方法有混凝土框架加固設(shè)計(jì)：
1、預(yù)應(yīng)力加固法
該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀(guān)有一定影響；適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但在無(wú)防護(hù)的情況下，不能用于溫度在600C以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結(jié)構(gòu)。
2、增加支承加固法
該法簡(jiǎn)單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。
鋼筋混凝土加固設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些主要規(guī)定
1．混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固設(shè)計(jì)應(yīng)由富有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)人士承擔(dān)
混凝土結(jié)構(gòu)是否需要修復(fù)加固，應(yīng)經(jīng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定，專(zhuān)家依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)提出鑒定，鑒定意見(jiàn)書(shū)可做為混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的依據(jù)之一。由于混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)加固設(shè)計(jì)所面臨的不確定因素遠(yuǎn)比新建工程多而復(fù)雜，況且還要考慮業(yè)主的種種要求，因此，承擔(dān)修復(fù)加固設(shè)計(jì)的人員除具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)理論、明晰的結(jié)構(gòu)概念外，還應(yīng)具備較為豐富的工程經(jīng)驗(yàn)才能夠全面系統(tǒng)地分析問(wèn)題，提出較為合理的修復(fù)結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)修復(fù)加固的目的。并不是一般的結(jié)構(gòu)工程師都能做好加固設(shè)計(jì)，新建筑設(shè)計(jì)做的好的工程師，經(jīng)過(guò)一定研究和工程實(shí)踐后才有可能做好加固設(shè)計(jì)。
2．修復(fù)加固設(shè)計(jì)應(yīng)處理好構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、局部與整體、臨時(shí)與永久的關(guān)系
當(dāng)某些構(gòu)件不滿(mǎn)足要求時(shí)必須進(jìn)行加固，但結(jié)構(gòu)體系的加固往往會(huì)被忽視，加固設(shè)計(jì)人員應(yīng)從整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安全的角度考慮。當(dāng)個(gè)別構(gòu)件加固不影響整體結(jié)構(gòu)體系的受力性能時(shí)，可進(jìn)行局部加固；結(jié)構(gòu)整體不滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固；臨時(shí)加固的要求可以適當(dāng)降低一些。
混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固應(yīng)在盡量少停產(chǎn)、不影響或少影響工作和生活的條件下進(jìn)行。
3．修復(fù)加固的實(shí)施必須有科學(xué)的先后順序
通常應(yīng)先治理后加固。由高溫、高濕、凍融、冷脆、腐蝕、振動(dòng)、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞，在加固時(shí)，應(yīng)采取有效的治理對(duì)策，從源頭上消除或限制其有害作用，正確確定加固處理時(shí)機(jī)，使之不致對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)重新造成損壞。
混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固一般應(yīng)先卸載或部分卸載，卸載后按一定順序?qū)嵤┘庸?。一般而言，?yīng)先加固后拆除；先加固后開(kāi)洞；先基礎(chǔ)后柱、梁和板；先重要構(gòu)件，后次要構(gòu)件，最后做好保護(hù)與防護(hù)。
4．加固設(shè)計(jì)還應(yīng)注意復(fù)核混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力，做好抗震加固設(shè)計(jì)
地震區(qū)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固，除應(yīng)滿(mǎn)足承載力要求外，還應(yīng)復(fù)核其抗震性能。結(jié)構(gòu)加固后不應(yīng)存在因局部加強(qiáng)或剛度突變而形成新的薄弱部位，同時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度增大或變化而導(dǎo)致地震作用效應(yīng)的增大或變化的影響。
在進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)時(shí)還注意以下一些問(wèn)題：結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度的分布要均勻，避免出現(xiàn)新的薄弱層；豎向構(gòu)件要連續(xù)，保證傳力途徑明晰與簡(jiǎn)單直接；增強(qiáng)構(gòu)件或加固原有構(gòu)件，均要考慮減少整個(gè)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的可能性；加強(qiáng)薄弱部位的抗震構(gòu)造；要使結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)更加合理，防止構(gòu)件發(fā)生脆性破壞，消除不利于抗震的強(qiáng)梁弱柱、強(qiáng)構(gòu)件弱節(jié)點(diǎn)等不良受力狀態(tài)；考慮建設(shè)場(chǎng)地的影響；加固后的結(jié)構(gòu)要選擇地震反應(yīng)小的結(jié)構(gòu)體系；對(duì)原有的不合理結(jié)構(gòu)體系、傳力途徑等應(yīng)盡量進(jìn)行改良。
5．采用成熟的結(jié)構(gòu)修復(fù)加固改造方法與技術(shù)
在混凝土結(jié)構(gòu)改造或修復(fù)加固設(shè)計(jì)時(shí)，要注意選用新材料、新工藝、應(yīng)用成熟的新技術(shù)。應(yīng)注意，必須采用經(jīng)過(guò)正式鑒定的技術(shù)和產(chǎn)品，對(duì)于其它一些新產(chǎn)品和新技術(shù)應(yīng)經(jīng)過(guò)慎重研究和試驗(yàn)確定可靠后方可采用。
6．消除被加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象
為適應(yīng)被加固結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象，較為充分地發(fā)揮后加部分的潛力，加固結(jié)構(gòu)所用鋼材，一般應(yīng)選用比例極限變形較小的低強(qiáng)度（I、II級(jí)）鋼材。為提高二次組合結(jié)構(gòu)結(jié)合面的粘結(jié)性能，保證新舊兩部分能整體工作共同受力，加固結(jié)構(gòu)所用水泥及混凝土要求收縮性小、最好微膨脹、與原構(gòu)件的粘結(jié)性好、早期強(qiáng)度高，對(duì)加固結(jié)構(gòu)所用化學(xué)灌漿材料及膠粘劑，要求粘結(jié)強(qiáng)度高、可灌性好收縮性小、耐老化、無(wú)毒或低毒。
從受力情況分析，加固結(jié)構(gòu)的新加部分，因應(yīng)力、應(yīng)變滯后而不能充分發(fā)揮其效能，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)工作的應(yīng)變應(yīng)值較高時(shí)，受壓構(gòu)件和受剪構(gòu)件，往往會(huì)出現(xiàn)原結(jié)構(gòu)與后加部分先后破壞的各個(gè)擊破現(xiàn)象，致使結(jié)構(gòu)加固效果很不理想或根本不起作用，相反，加固時(shí)若進(jìn)行卸荷，情況則不同，由于應(yīng)力、應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以降低乃至消失。破壞時(shí)新舊兩部分就可同時(shí)進(jìn)入各自的極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)總的承載力可顯著提高。
卸荷加固承載力的計(jì)算，原則上仍按二次受力進(jìn)行，但當(dāng)卸荷達(dá)到一定程度，可近似簡(jiǎn)化為按一次受力組合結(jié)構(gòu)計(jì)算，特別是以鋼筋為主要承力的受拉、受彎及大偏心受壓構(gòu)件。
卸荷可以是直接卸荷，也可以是間接卸荷。直接卸荷是全部或部分直接搬走作用于原結(jié)構(gòu)上的可卸荷載；間接卸荷是用反向力施加于原結(jié)構(gòu)，以抵消或降低原有作用效應(yīng)。直接卸荷直觀(guān)、準(zhǔn)確，但可卸荷載量有限，一般只限于活荷載；間接卸荷量值無(wú)限，甚至可以使作用效應(yīng)出現(xiàn)負(fù)值，間接卸荷有楔升卸荷和頂升卸荷，前者以變形控制，后者以應(yīng)力控制。預(yù)應(yīng)力加固法與卸荷合二為一，是將結(jié)構(gòu)所受荷載，通過(guò)預(yù)應(yīng)力手段部分地轉(zhuǎn)移到新加結(jié)構(gòu)上的一種方法。
7. 加固設(shè)計(jì)與新建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的不同，應(yīng)區(qū)別對(duì)待
加固設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可考慮樓面活荷載的折減，鋼筋混凝土現(xiàn)澆板的梁，核算其受彎承載力時(shí)，跨中應(yīng)考慮現(xiàn)澆板有效受壓翼緣寬度，跨中和梁端受壓區(qū)鋼筋的雙筋梁作用框架梁核算端部承載力和裂縫時(shí)的彎矩值應(yīng)取柱邊值而不應(yīng)取柱中值，各構(gòu)件混凝土強(qiáng)度應(yīng)按檢測(cè)的實(shí)測(cè)值換算為設(shè)計(jì)值取用，采用計(jì)算機(jī)軟件做整體內(nèi)力分析后，必須對(duì)構(gòu)件做局部驗(yàn)算。
8．力求與施工單位進(jìn)行配合
進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，力求與承擔(dān)施工的單位進(jìn)行配合，根據(jù)該施工單位的經(jīng)驗(yàn)和水平確定更合理的設(shè)計(jì)實(shí)施方案。如果在設(shè)計(jì)時(shí)不能確定施工單位，開(kāi)工之前應(yīng)就設(shè)計(jì)中的構(gòu)造做法和施工要求與施工單位作交底和討論，必要時(shí)進(jìn)行方案調(diào)整和修改設(shè)計(jì)，以確保工程質(zhì)量和降低造價(jià)。
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