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這是加固工程ppt,包括了概述,混凝土結(jié)構(gòu)加固,砌體結(jié)構(gòu)加固,鋼結(jié)構(gòu)加固,地基基礎(chǔ)加固,建筑抗震加固等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
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工程結(jié)構(gòu)診治技術(shù)
5.2 混凝土結(jié)構(gòu)的加固
主要內(nèi)容
5.2.1 混凝土結(jié)構(gòu)加固概述;
5.2.2 增大截面加固法
5.2.3 置換混凝土加固法;
5.2.4 預(yù)應(yīng)力加固法;
5.2.5 外粘型鋼加固法;
5.2.6 粘貼纖維復(fù)合材料加固法;
5.2.7 粘貼鋼板加固法(外粘型鋼加固法類似)
5.2.1 混凝土結(jié)構(gòu)加固概述
加固一般規(guī)定(八點(diǎn))
1 加固前必須由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行可靠性鑒定和加固設(shè)計(jì); 加固范圍可小(一個構(gòu)件)可大(整棟建筑),但必須考慮結(jié)構(gòu)整體性;
2 加固后結(jié)構(gòu)安全等級由委托和設(shè)計(jì)方共同確定;
3 加固設(shè)計(jì)與施工應(yīng)緊密配合,并保證新老構(gòu)件共同工作;
4 加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,避免不必要的拆除或更換;
5 加固施工時(shí)應(yīng)采取必要的臨時(shí)安全措施;
6 加固后結(jié)構(gòu)使用年限由設(shè)計(jì)和業(yè)主協(xié)商確定,一般宜按30年考慮;
7 使用粘結(jié)方法或聚合物加固的結(jié)構(gòu)應(yīng)定期檢查其工作狀態(tài)(10年);
9 未經(jīng)鑒定或設(shè)計(jì)許可,不得改變加固后結(jié)構(gòu)用途和使用環(huán)境。
加固設(shè)計(jì)計(jì)算原則(13點(diǎn))
1 結(jié)構(gòu)分析方法一般采用線彈性分析方法;
2 應(yīng)進(jìn)行規(guī)定的承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和驗(yàn)算;
3 結(jié)構(gòu)上作用應(yīng)調(diào)查和檢測核實(shí) (可引用可靠性鑒定結(jié)論);
4 結(jié)構(gòu)上作用效應(yīng)計(jì)算簡圖應(yīng)符合實(shí)際;
5 作用效應(yīng)組合、組合值系數(shù)、分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按荷載規(guī)范確定,并應(yīng)考慮荷載偏心、結(jié)構(gòu)變形、溫度作用等附加內(nèi)力;
6 結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸對原有部分采用實(shí)測值,設(shè)計(jì)部分采用名義值;
7 原砼強(qiáng)度等級和鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值一般應(yīng)采用現(xiàn)場檢測結(jié)果推定的標(biāo)準(zhǔn)值(砼強(qiáng)度等級可采用鉆芯或回彈法,并應(yīng)進(jìn)行齡期修正);
加固設(shè)計(jì)計(jì)算原則(13點(diǎn))
8 加固材料質(zhì)量和性能(標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定
9 承載力驗(yàn)算應(yīng)考慮應(yīng)變滯后特點(diǎn)及新老結(jié)構(gòu)共同工作的程度
10 相關(guān)構(gòu)件及地基基礎(chǔ)必要驗(yàn)算(結(jié)構(gòu)質(zhì)量增大、荷載傳遞路線變化)
11 地震區(qū)結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固尚應(yīng)符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和抗震加固規(guī)范(質(zhì)量和剛度變化)
12 使用膠粘劑或參有聚合物(改性瀝青、聚合物砂漿等)加固設(shè)計(jì)尚應(yīng)進(jìn)行原結(jié)構(gòu)驗(yàn)算(確保偶然事件發(fā)生后,防止加固結(jié)構(gòu)的加固部分失效,要求原結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有一定的安全保證;要求原結(jié)構(gòu)構(gòu)件能承擔(dān)n倍恒載標(biāo)準(zhǔn)值作用)
可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值/永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值≤1,n=1.2;
可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值/永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值≥2,n=1.5;
1<可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值/永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值<2,n按線性內(nèi)插法確定
加固材料標(biāo)準(zhǔn)值的確定(抽樣檢查)
結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定
現(xiàn)場抽樣確定自重標(biāo)準(zhǔn)值方法
試樣數(shù)量不少于5個。
加固方法及配合技術(shù)
5.2.2 增大截面加固法
設(shè)計(jì)規(guī)定
適用范圍:鋼筋混凝土受彎(梁板)和受壓構(gòu)件的加固
原砼要求:不應(yīng)低于C10(現(xiàn)場檢測結(jié)果)(無法提供足夠的粘結(jié)力)
新砼要求:高于原砼一個等級且不低于C20
界面處理和粘結(jié)質(zhì)量要求:符合規(guī)定可按整體截面處理
基本假定:同《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010
加固形式
受彎構(gòu)件正截面加固(壓區(qū)加固)
受彎構(gòu)件正截面加固(拉區(qū)加固)
知識點(diǎn):增大截面后的相對界限受壓區(qū)高度
推導(dǎo)增大截面后的相對界限受壓區(qū)高度
推導(dǎo)增大截面后的相對界限受壓區(qū)高度
受彎構(gòu)件正截面加固(拉區(qū)加固)
受彎構(gòu)件斜截面加固
截面最小尺寸驗(yàn)算條件(同砼設(shè)計(jì)規(guī)范)
受彎構(gòu)件斜截面加固
當(dāng)拉區(qū)增設(shè)配筋混凝土層,并采用U形箍與原箍筋逐個焊接時(shí)
受彎構(gòu)件斜截面加固
解釋:應(yīng)力滯后和應(yīng)變滯后概念
混凝土強(qiáng)度利用系數(shù)
鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)
混凝土和鋼筋強(qiáng)度利用系數(shù)
加大截面法加固軸壓構(gòu)件
為什么綜合修正系數(shù)取0.8?
加大截面法加固偏壓構(gòu)件
加大截面法加固偏壓構(gòu)件
偏心距e應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算,但增大系數(shù)尚應(yīng)乘以下列修正系數(shù)Φη
對于圍套或其他對稱形式的加固
當(dāng)e0/h≥0.3時(shí), Φη=1.1;
當(dāng)e0/h<0.3時(shí), Φη=1.2;
對于非對稱形式的加固
當(dāng)e0/h≥0.3時(shí), Φη=1.2;
當(dāng)e0/h<0.3時(shí), Φη=1.3;
相關(guān)構(gòu)造要求
新增砼層最小厚度,板≥40mm,梁柱采用人工澆注時(shí)≥60mm,采用噴射砼施工時(shí)≥50mm。
加固用的鋼筋應(yīng)采用熱軋鋼筋。板受力筋直徑≥8mm;梁受力筋直徑≥12mm;柱受力筋直徑≥14mm,加錨式箍筋直徑≥8mm;U形箍筋直徑與原箍筋相同;分布鋼筋直徑≥6mm.
5.2.3 置換混凝土加固法
基本規(guī)定
適用范圍:承重構(gòu)件受壓區(qū)砼強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的局部加固。
卸載要求
加固梁式構(gòu)件,加固時(shí)應(yīng)采取有效支頂;
對于柱和墻,應(yīng)進(jìn)行原構(gòu)件全過程承載力狀態(tài)驗(yàn)算、觀測和控制,置換截面不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力,否則應(yīng)采取有效支頂措施。
原砼要求:不低于建造時(shí)的混凝土強(qiáng)度(現(xiàn)場檢測結(jié)果)
界面處理和粘結(jié)質(zhì)量要求:符合規(guī)定其結(jié)合面可按整體工作
軸壓構(gòu)件加固計(jì)算
偏壓構(gòu)件加固計(jì)算
偏壓構(gòu)件加固計(jì)算
受彎構(gòu)件加固計(jì)算
受彎構(gòu)件加固計(jì)算
相關(guān)構(gòu)造要求
置換砼強(qiáng)度等級:應(yīng)比原構(gòu)件砼強(qiáng)度等級提高一級,且不低于C25 (不宜過高,以免產(chǎn)生銷栓效應(yīng)) ;
置換砼層最小深度:板≥40mm,梁柱采用人工澆注時(shí)≥60mm,采用噴射砼施工時(shí)≥50mm(確保置換混凝土的密實(shí)性);
置換長度:應(yīng)按混凝土強(qiáng)度和缺陷的檢測及驗(yàn)算結(jié)果確定,但對于非全長置換情況,其兩端應(yīng)分別延伸≥100mm;
置換位置:置換部分應(yīng)位于受壓區(qū)內(nèi),且應(yīng)根據(jù)受力方向,將有缺陷的砼剔除;剔除位置應(yīng)在沿構(gòu)件整個寬度的一側(cè)或?qū)ΨQ的兩側(cè);不得剔除截面的一隅(避免不對稱剔除,造成截面受力不均勻或傳力偏心)。
5.2.4 外加預(yù)應(yīng)力加固法
一般規(guī)定
適用范圍:梁板柱和桁架的加固(適用范圍很廣,加固方法多)
原構(gòu)件截面偏小或需要增加其使用荷載
原構(gòu)件需要改善其使用性能
原構(gòu)件處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài),且難以直接卸除結(jié)構(gòu)上的荷載
原砼強(qiáng)度要求:符合規(guī)范對預(yù)應(yīng)力砼強(qiáng)度的要求
防銹蝕處理:新增的預(yù)應(yīng)力拉桿、綴板、緊固件和錨固件應(yīng)進(jìn)行可靠的防銹處理。
環(huán)境溫度要求:長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃
防火要求:符合《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件及其連接防護(hù)
一般規(guī)定
一般規(guī)定
預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法
1 估算預(yù)應(yīng)力水平拉桿的總截面面積
2 新增外載作用下拉桿作用效應(yīng)增量計(jì)算
2 新增外載作用下拉桿作用效應(yīng)增量計(jì)算
(1) 新增外載引起的水平拉桿變形增量
新增荷載作用下,構(gòu)件產(chǎn)生撓曲變形,構(gòu)件端部產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,由此引起水平拉桿的軸向變形增量△δq
(2) 偏心反作用(彎矩)引起的水平拉桿變形增量
新增荷載作用下,水平拉桿將產(chǎn)生軸向力變化△N,由于該值偏心作用于構(gòu)件端部,將產(chǎn)生彎矩c△N,由此將產(chǎn)生水平拉桿的軸向變形增量△δM。
(3) 構(gòu)件反作用壓力引起的水平拉桿變形增量
新增荷載作用下,水平拉桿將產(chǎn)生軸向力變化△N,該力反作用于構(gòu)件,產(chǎn)生軸向壓力△N,由此將產(chǎn)生水平拉桿的軸向變形增量△δN。
新增軸力引起水平拉桿的總軸向拉伸變形
利用變形協(xié)調(diào)條件確定拉桿作用效應(yīng)增量
3 確定并驗(yàn)算水平拉桿施加的預(yù)應(yīng)力值
4 承載力驗(yàn)算
鋼筋砼受彎構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固后,由原來的受彎構(gòu)件,變?yōu)槠氖軌簶?gòu)件。按現(xiàn)行砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算被加固梁在跨中和支座截面的偏心受壓承載力,以及支座附近的斜截面受剪承載力。其中應(yīng)將水平拉桿的內(nèi)力作為外力施加到梁上。如果加固后梁的承載力不能滿足要求,可增加拉桿的面積或采用其他加固措施。
注意:采用預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固,降低跨中截面彎矩效應(yīng)的同時(shí),增加了其他截面負(fù)彎矩效應(yīng)。故在設(shè)計(jì)時(shí),尚應(yīng)根據(jù)構(gòu)件支撐情況和受力特點(diǎn)驗(yàn)算支座等截面承載力
(1) 正截面承載力驗(yàn)算(按偏壓構(gòu)件進(jìn)行)
(1) 斜截面承載力驗(yàn)算(按偏壓構(gòu)件進(jìn)行)
由于水平拉桿對構(gòu)件產(chǎn)生的壓力作用,抗剪承載力將會提高。加固后構(gòu)件抗剪承載力由原構(gòu)件的抗剪承載力及水平拉桿的壓力作用對斜截面抗剪的提高之和。
5 水平拉桿的預(yù)應(yīng)力施加方法
(1) 水平拉桿無撐棍橫向一點(diǎn)收緊的橫向張拉量△H
(2) 水平拉桿有撐棍橫向一點(diǎn)收緊的橫向張拉量△H
(3) 水平拉桿橫向有撐棍兩點(diǎn)收緊的橫向張拉量△H
預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固法
1 估算預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U的截面面積
2 新增外載作用下拉桿中部水平段作用效應(yīng)增量ΔN
3 確定并驗(yàn)算水平拉桿施加預(yù)應(yīng)力值
4 承載力驗(yàn)算
鋼筋砼受彎構(gòu)件采用預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固后,由原來的受彎構(gòu)件,變?yōu)槠氖軌簶?gòu)件。按現(xiàn)行砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算被加固梁在跨中和支座截面的偏心受壓承載力,以及支座到拉桿彎折處的斜截面受剪承載力。其中應(yīng)將下?lián)问嚼瓧U的內(nèi)力作為外力施加到梁上。如果加固后梁的承載力不能滿足要求,可增加拉桿的面積或采用其他加固措施。
4 承載力驗(yàn)算
(1)偏心受壓承載力計(jì)算與前述水平拉桿的計(jì)算方法相同 ;
(2)斜截面抗剪承載力應(yīng)考慮拉桿斜段對抗剪承載力的提高作用。
5 預(yù)應(yīng)力施加方法
機(jī)張法、電熱法、橫向收緊法和豎向張拉法。當(dāng)采用千斤頂或電熱法張拉時(shí),施工時(shí)的控制量和水平拉桿加固法相同。
5 預(yù)應(yīng)力施加方法
(2)豎向收緊法
5 預(yù)應(yīng)力施加方法
(2)豎向收緊法
加固梁撓度的計(jì)算
預(yù)應(yīng)力拉桿加固桁架
1 計(jì)算在設(shè)計(jì)荷載作用下原桁架各桿件的作用效應(yīng)N1i;
2 根據(jù)主要受力桿件(下弦桿)的拉力值及截面承載力Nui的差值,估算預(yù)應(yīng)力拉桿的總截面面積Ap,est;
3 選定預(yù)應(yīng)力拉桿的總截面面積和應(yīng)施加的預(yù)應(yīng)力值,初步確定拉桿預(yù)應(yīng)力值Np=σpAp,并將其作為外力,計(jì)算其在桁架各桿件中的作用效應(yīng)N2i;
4 將1、3步內(nèi)力疊加得到Ni,驗(yàn)算各桿件承載力,必要時(shí)還要驗(yàn)算其抗裂度和桁架撓度等,若不符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,應(yīng)相應(yīng)增大拉桿截面Ap或者預(yù)應(yīng)力σp的大小或改變拉桿布置方式。并重復(fù)2-4項(xiàng)計(jì)算和比較,直到所有桿件均滿足要求為止。
預(yù)應(yīng)力雙側(cè)撐桿加固法(軸壓柱)
預(yù)應(yīng)力雙側(cè)撐桿加固法(軸壓柱)
施工控制量應(yīng)按采用的施加預(yù)應(yīng)力方法計(jì)算
(1) 當(dāng)采用千斤頂、楔子等進(jìn)行豎向頂升安裝撐桿時(shí),頂升量
預(yù)應(yīng)力雙側(cè)撐桿加固法(軸壓柱)
施工控制量應(yīng)按采用的施加預(yù)應(yīng)力方法計(jì)算
(2) 當(dāng)用橫向張拉安裝撐桿時(shí),橫向張拉量
預(yù)應(yīng)力單側(cè)撐桿加固法(彎矩不變號偏壓柱)
5.2.5 外粘型鋼加固法
一般規(guī)定
適用范圍:需要大幅度提高截面承載力和抗震能力的鋼砼梁柱加固
粘結(jié)要求:采用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑灌注;
計(jì)算假定:加固后承載力和截面剛度按整截面計(jì)算,剛度EI近似值
軸壓構(gòu)件加固計(jì)算
偏壓構(gòu)件加固計(jì)算
受彎構(gòu)件加固計(jì)算
采用外粘型鋼加固混凝土梁時(shí),應(yīng)在梁截面的四隅粘貼角鋼,若梁的受壓區(qū)有翼緣或樓板時(shí),應(yīng)將梁頂面兩隅的角鋼改為鋼板。其正截面和斜截面承載力可以按照粘貼鋼板加固法的方法進(jìn)行計(jì)算,但是應(yīng)將對應(yīng)鋼板截面面積改為角鋼截面面積。
5.2.6 粘貼纖維復(fù)合材加固法
原理、優(yōu)點(diǎn)和粘貼方式
原理:利用膠結(jié)材料將纖維復(fù)合片材粘貼于構(gòu)件表面,達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固改善受力性能的目的。
主要優(yōu)點(diǎn)
高強(qiáng)高效:纖維復(fù)合材物理力學(xué)性能優(yōu)異,抗拉強(qiáng)度為鋼材十幾倍,利用其高強(qiáng)度、高模量特點(diǎn)來提高結(jié)構(gòu)承載力和延性;
耐腐蝕性和耐久性:化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng);
不增加自重和體積:質(zhì)量輕厚度;
適用面廣:加固不規(guī)則或表面不平整構(gòu)件具有明顯優(yōu)勢。
原理、優(yōu)點(diǎn)和粘貼方式
粘貼方式
梁板受拉區(qū)粘貼纖維復(fù)合材進(jìn)行受彎加固;
采用封閉式粘貼、U形粘貼或側(cè)面粘貼對梁柱受剪加固;
采用封閉式粘貼對柱進(jìn)行抗震加固;
有可靠依據(jù)時(shí),纖維復(fù)合材也可用其它形式或受力砼構(gòu)件加固;
一般規(guī)定
適用范圍:鋼砼受彎、軸壓、大偏壓構(gòu)件,不適于小偏壓構(gòu)件、素砼構(gòu)件和最小配筋率低于規(guī)范規(guī)定的構(gòu)件(纖維增強(qiáng)材料僅適合于承受拉力的作用,小偏壓的縱向受拉鋼筋本身就不屈服,用粘貼纖維復(fù)合材的方法將造成材料的浪費(fèi))
原砼要求:不低于C15,且砼表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不低于1.5MPa(防止剝離破壞)
纖維受力方式:僅受拉
表面防護(hù)要求:不得直接暴露在陽光和有害介質(zhì)中,纖維復(fù)合材應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。表面防護(hù)材料應(yīng)對纖維和膠粘劑無害,且應(yīng)與膠粘劑有可靠的粘結(jié)及相互協(xié)調(diào)的變形性能(延緩材料老化)
環(huán)境要求:溫度不應(yīng)高于60℃;對于特殊環(huán)境(高溫、高濕、侵蝕、放射等)的混凝土結(jié)構(gòu)加固應(yīng)采取相應(yīng)防護(hù)措施
一般規(guī)定
纖維復(fù)合材要求:設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)(見下表)
防火要求:符合防火設(shè)計(jì)規(guī)范的要求(粘結(jié)劑一般可燃)
卸載要求:全部或大部卸除結(jié)構(gòu)活荷載(減少應(yīng)變滯后,發(fā)揮材料性能)
加固量:受彎承載力提高幅度不應(yīng)超過40%,并保證受剪破壞后于受彎破壞(保證截面加固后的裂縫寬度和變形,并實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”的原則) 。
一般規(guī)定
一般規(guī)定
受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算
計(jì)算基本假定(關(guān)鍵:平截面假定是否符合?)
砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范受彎承載力計(jì)算基本假定(四條)
平截面假定確定纖維復(fù)合材拉應(yīng)變,但不超過片材允許拉應(yīng)變
考慮二次受力影響時(shí),按加固前初始應(yīng)力狀態(tài)確定纖維復(fù)合材應(yīng)變滯后
纖維復(fù)合材應(yīng)力應(yīng)取碳纖維片材彈性模量與拉應(yīng)變的乘積
纖維復(fù)合材應(yīng)力與砼之間不發(fā)生粘結(jié)剝離破壞
受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算
加固梁破壞形態(tài)
超筋破壞:受拉纖維復(fù)合材屈服前受壓砼被壓壞(纖維復(fù)合材配置過量)
適筋破壞:鋼筋屈服,纖維復(fù)合材達(dá)極限拉應(yīng)變,受壓砼被壓壞
復(fù)合材拉斷破壞:鋼筋屈服后復(fù)合材也達(dá)到極限拉應(yīng)變而被拉斷,此時(shí)受壓區(qū)砼尚未壓壞(纖維復(fù)合材配置過少)
粘結(jié)剝離破壞:砼基層或膠結(jié)面破壞(原砼強(qiáng)度等級過低)
1 受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算公式
推導(dǎo):纖維復(fù)合材強(qiáng)度利用系數(shù)
推導(dǎo):相對界限受壓區(qū)高度
推導(dǎo):相對界限受壓區(qū)高度
推導(dǎo):相對界限受壓區(qū)高度
2 纖維復(fù)合材厚度折減系數(shù)
實(shí)際應(yīng)粘貼的纖維復(fù)合材截面面積
3 受彎構(gòu)件正截面加固粘貼延伸長度
4 由底面粘貼改側(cè)面粘貼的方法
當(dāng)纖維復(fù)合材全部粘貼在梁底面(受拉面)有困難時(shí),允許將部分纖維復(fù)合材對稱粘貼在梁的兩個側(cè)面,此時(shí)側(cè)面粘貼區(qū)應(yīng)控制在距受拉區(qū)邊緣1/4梁高范圍內(nèi),且應(yīng)計(jì)算確定梁兩側(cè)面實(shí)際需要粘貼的纖維復(fù)合材截面面積。
特別注意
當(dāng)采用纖維復(fù)合材加固受彎構(gòu)件時(shí),其正截面受彎承載力的提高幅度不應(yīng)超過40%,并且應(yīng)驗(yàn)算其抗剪承載力,避免因受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞。
受彎構(gòu)件斜截面加固計(jì)算
1 截面尺寸要求:同砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
2 斜截面加固時(shí)的粘貼方式
3 斜截面承載力加固計(jì)算公式
3 斜截面承載力加固計(jì)算公式
軸壓構(gòu)件正截面加固計(jì)算
1 加固方法:環(huán)向約束法(采用沿全長無間隔環(huán)向連續(xù)粘貼纖維織物)
2 適用范圍:長細(xì)比l/d≤12的圓形構(gòu)件;長細(xì)比l/b≤14,截面高寬比h/b≤1.5、截面高度h≤600mm,且截面棱角經(jīng)過圓化打磨的正方形或矩形截面柱(長細(xì)比過大可能因?yàn)榭v向彎曲導(dǎo)致纖維材料不起作用;截面過大,會使得材料約束作用明顯降低)。
3 軸壓構(gòu)件正截面加固承載力計(jì)算
受壓構(gòu)件斜截面加固計(jì)算
1 粘貼方式:環(huán)形粘貼,且纖維方向應(yīng)與柱軸線垂直。
2 承載力計(jì)算公式
2 柱斜截面承載力計(jì)算公式
斜截面受剪強(qiáng)度折減系數(shù)
大偏壓構(gòu)件加固計(jì)算
粘貼方式:粘貼于受拉區(qū)邊緣混凝土表面,且纖維方向應(yīng)與柱軸線一致。
受拉構(gòu)件加固計(jì)算
粘貼方式:纖維方向應(yīng)與受拉方向一致,處理好圍攏部位的搭接和錨固。
2 大偏心受拉構(gòu)件承載力加固計(jì)算
FRP材料概述
FRP的分類
FRP 品種繁多,性能各別,用途廣泛。
(1)其分類按原材料成分可分成玻璃纖維(Glass FRP) GFRP,碳纖維(Carbon FRP) CFRP,芳綸纖維(Arimid FRP)AFRP,連續(xù)玄武巖纖維(Basalt FRP) BFRP和日本新產(chǎn)品: (Dyneema) DFRP。如圖7a~d
FRP的性能
FRP是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,抗拉強(qiáng)度高(為普通鋼材的7~10倍),密度低(僅為鋼材的約 1/5).
碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500MPa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為230~430GPa亦高于鋼。
因此CFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000MPa/(g/cm3)以上,而鋼的比強(qiáng)度僅為59MPa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。材料的比強(qiáng)度愈高,則構(gòu)件自重愈小,比模量愈高,則構(gòu)件的剛度愈大,從這個意義上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景。
FRP的力學(xué)性能對比
FRP的應(yīng)用
纖維的應(yīng)用范圍很廣泛,主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋?span style="display:none">wG2紅軟基地
成熟市場有航空航天及國防領(lǐng)域(飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、雷達(dá)等)和體育休閑用品(高爾夫球桿、漁具、網(wǎng)球拍、羽毛球拍、箭桿、自行車、賽艇等);
新興市場有增強(qiáng)塑料、壓力容器、建筑加固、風(fēng)力發(fā)電、摩擦材料、鉆井平臺等;
待開發(fā)市場有汽車、醫(yī)療器械、新能源等。
FRP的現(xiàn)狀及前景
隨著近年來我國對碳纖維的需求量日益增長,碳纖維已被列為國家化纖行業(yè)重點(diǎn)扶持的新產(chǎn)品,成為國內(nèi)新材料行業(yè)研發(fā)的熱點(diǎn)。
我國碳纖維生產(chǎn)發(fā)展緩慢,而消費(fèi)量卻一直在逐漸增加,市場需求旺盛。國外即使已經(jīng)對我國解除了禁運(yùn),開始也只能是通用級纖維,而不會向我們出售高性能纖維技術(shù)和設(shè)備。國家迫切需要短期內(nèi)突破的高新技術(shù)纖維品種,所以需要國人自力更生、努力創(chuàng)新。
FRP材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)并且高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為科研的熱點(diǎn)并且形成了單獨(dú)的學(xué)科,相信隨著研究的深入以及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)RP將會成為土木行業(yè)的主流材料。
計(jì)算方法
(1)假設(shè)外包鋼與原構(gòu)件共同工作,近似按兩次成型的一次受力構(gòu)件計(jì)算
(2)應(yīng)考慮實(shí)際而次受力的影響,對外包型鋼的強(qiáng)度予以折減,折減系數(shù)取0.9。
用外包鋼法加固混凝土柱
用外包鋼法加固混凝土柱(3/3)
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
一、預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固法
1.方法—受拉區(qū)增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。
2.原理—拉桿內(nèi)產(chǎn)生軸向拉力
在構(gòu)件中產(chǎn)生偏心受壓作用
受彎構(gòu)件變成偏心受壓構(gòu)件
偏心作用克服了部分外荷載效應(yīng)。
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
3.效果—提抗彎能力和斜截面抗剪承載力。
4.受力特點(diǎn)
(1)當(dāng)水平拉桿與構(gòu)件緊密貼合時(shí)
拉桿與構(gòu)件共同撓曲,類似與后張預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件
(2)當(dāng)水平拉桿與構(gòu)件貼合不緊密時(shí)
拉桿不能與構(gòu)件共同撓曲,其應(yīng)力增量小
5.計(jì)算方法
原構(gòu)件與水平拉桿組成復(fù)合超靜定結(jié)構(gòu)體系
根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件求解內(nèi)力
按偏心受壓構(gòu)件方法計(jì)算截面承載力。
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
6.水平拉桿拉力
由預(yù)應(yīng)力和新增荷載產(chǎn)生的拉力組成:
N=Ap(p-l)+N
N—水平拉桿作用效應(yīng)增量,包括:
(1)新增外荷載引起的變形q
(2)水平拉桿偏心反作用彎矩引起的變形M
(3)水平拉桿反作用壓力引起的變形N
(4)水平拉桿軸向拉伸變形p
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
q=A+B
= c(sinA+ sinB)
=c(A+ B)
M=A+B
=-c(sinAM+ sinBM)
=c(AM+ BM)
上述變形應(yīng)滿足:
=q+M+N
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固梁截面計(jì)算簡圖
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
7.預(yù)應(yīng)力的施加方法:機(jī)張法、電熱法和橫向收緊法
橫向收緊張拉時(shí),橫向收緊量H
(1)無撐桿一點(diǎn)收緊
(2)有撐桿一點(diǎn)收緊
(3)有撐桿兩點(diǎn)收緊
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
8.設(shè)計(jì)思路
(1)確定拉桿的截面面積。
(2)根據(jù)偏壓構(gòu)件計(jì)算拉桿軸向拉力N
(3)計(jì)算水平拉桿作用效應(yīng)增量N
(4)確定水平拉桿預(yù)應(yīng)力值p,應(yīng)滿足:
(5)驗(yàn)算斜截面承載力
(6)判斷合理性,否則修改方案。
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
二、預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固法
1.方法—由構(gòu)件和下?lián)问嚼瓧U組成的復(fù)合體系
2.原理—拉桿軸向力傳遞給被加固構(gòu)件
抵消部分外荷載,使構(gòu)件變成偏壓構(gòu)件
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
3.截面內(nèi)力
(1)外荷載效應(yīng)
(2)拉桿產(chǎn)生的附加效應(yīng)
4.計(jì)算方法
按砼偏心受壓構(gòu)件
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
5.作用效應(yīng)增量的計(jì)算
按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算
把拉桿視為多余約束解除
代之多余力N
按力法方程得
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
6.預(yù)應(yīng)力施加
(1)橫向收緊時(shí)H計(jì)算
簡化
假設(shè):水平段與斜段軸力相等
實(shí)際:由于摩擦力存在,水平段上要大于計(jì)算值
斜段上要小于計(jì)算值
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
(2)用梁側(cè)豎向張拉時(shí),張拉量1和2計(jì)算
幾何關(guān)系
ab和bc尚應(yīng)滿足:
解得
用預(yù)應(yīng)力法加固混凝土梁
7.設(shè)計(jì)思路
(1)初步確定拉桿截面面積
(2)按構(gòu)件承載力要求確定N
(3)計(jì)算拉桿作用效應(yīng)增量N
(4)確定對下?lián)问嚼瓧U施加的預(yù)應(yīng)力值p
公路工程概預(yù)算ppt:這是公路工程概預(yù)算ppt,包括了概述,建筑安裝工程費(fèi),設(shè)備、工器具及家具購置費(fèi),公路工程建設(shè)其他費(fèi)用,預(yù)備費(fèi)及建設(shè)期利息,建設(shè)項(xiàng)目總投資費(fèi)用等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
IE工程師PPT:這是IE工程師PPT,包括了生產(chǎn)力管理,生產(chǎn)方式,生產(chǎn)方式的決定,類型分類,生產(chǎn)類型履行方法,制造能力分析等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
工程預(yù)算畢業(yè)答辯ppt模板:這是工程預(yù)算畢業(yè)答辯ppt模板,包括了工程量清單與清單計(jì)價(jià)概述,工程量清單計(jì)價(jià)的編制,小結(jié)等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。