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技术周刊 | 混凝土结构加固设计实例

盈建科  · 公众号  ·  · 2025-02-27 17:21

正文


摘要


当前,我国新型城镇化仍在持续推进,其中城市发展已经从增量建设进入到存量更新优化的时期,城市改造更新的任务将越来越重。 住房城乡建设部部长倪虹表示,2025年将大力实施城市更新。一是坚持“先体检、后更新,无体检、不更新”,建立城市体检和城市更新一体化推进机制。二是加大对城镇老旧小区改造、城中村改造、危旧住房改造等城市更新项目的支持力度。


其中,既有建筑检测鉴定之后,需要对其进行加固设计。 下面采用YJK软件对某一既有房屋进行加固设计,并生成加固施工图。


一、工程概况


本工程为河北地区某一混凝土框架结构房屋,该建筑建造于1996年,其抗震设防类别为丙类,抗震等级为三级,抗震设防烈度为7度, Ⅱ类场地,地震分组为第三组。



业主考虑到其房屋使用年限已久,担心存在安全隐患,采用YJK软件已完成安全鉴定与抗震鉴定,其鉴定报告可详见技术期刊 《混凝土结构安全鉴定及抗震鉴定实例》


现依据该房屋的鉴定结果,结合DWG图纸信息及现场检测数据,采用YJK软件进行加固设计,并生成加固施工图。


由于鉴定阶段已经生成模型并录入了构件的实配钢筋,所以可直接在鉴定模型基础上进行加固设计,现复制一份鉴定模型出来作为本项目的加固模型。


二、加固依据


根据软件的鉴定结果进行加固设计,目前有两种思路:


一:根据鉴定报告,对安全鉴定评为cu、du的构件及抗震鉴定不通过的构件进行加固设计。


二:根据全组合下的钢筋面积鉴定(构件的钢筋计算面积大于实配面积时,配筋简图就会显红,该构件可评定为鉴定不满足要求)进行加固设计。


以目前收集到的工程反馈来看,多数设计师习惯采用钢筋面积鉴定结果来判断是否需要加固,因此本模型依据钢筋面积鉴定结果进行加固设计。


首先,查看设计结果——配筋简图,显红的构件表示鉴定不满足。



进一步查看鉴定加固专项菜单中的实配/计算钢筋面积比。该项可以显示构件具体部位的鉴定结果,如梁的顶部钢筋面积比>1,而底部钢筋面积比<1,表示顶部鉴定满足,底部鉴定不满足;


柱子的b边钢筋面积比>1,h边钢筋面积比<1,表示b边鉴定满足,h边鉴定不满足。



三、加固布置


软件对混凝土梁、柱提供丰富的加固方法,还支持三种组合加固方法。






  • 实际操作时可以根据实配/计算钢筋面积比的结果对鉴定不满足的构件布置加固做法。

  • 左上角的柱子可采用非对称增大截面法加固,即只加大右侧与底侧。

  • 上排中部的柱子可采用增大截面法对三面加固,即加大左侧、右侧与底侧。

  • 中间的柱子可采用外包型钢和外贴纤维复合材料两种加固方法。

柱子加固方案见下图。


  • 对于只有顶部钢筋面积比<1的梁,可采用外粘钢板法,只在顶部布置钢板。

  • 对于只有底部钢筋面积比<1的梁,可采用增大截面法,只在底部增高截面。

  • 对于底部与侧面钢筋面积比都<1的梁,可采用外粘钢板法,在底部布置钢板,侧面布置箍板。

  • 对于顶、底与侧面钢筋面积比都<1的梁,可采用外贴纤维复合材料法,在顶、底与侧面均布置纤维复合材料。

梁加固方案见下图。


在布置加固做法时,要按照加固规范规定的加固构造要求去布置,如新增混凝土层按现浇施工时,最小厚度不应小于60mm。粘钢板的宽度不宜大于100mm等。


四、加固计算


根据《既有建筑鉴定与加固通用规范》第4.2.2条的要求:“结构加固按现行规范与标准的规定进行验算”,在鉴定加固参数中,选择2010系列规范进行加固计算。




影响系数:


分为体系影响系数Ψ 1 与局部影响系数Ψ 2


加固阶段,需勾选“计算采用加固后影响系数”,按后x体系、后y体系与后x局部、后y局部四项系数执行。此系数根据加固后的建筑情况按规范查询手动输入。


加固时考虑二次受力影响:


《既有建筑鉴定与加固通用规范》第6.1.3条第5款规定:“验算结构、构件承载力时,应计入应变滞后的影响,以及加固部分与原结构共同工作程度”。


软件依据《混凝土结构加固设计规范》,对梁正截面采用外粘钢板加固与外贴纤维复合材料加固时设置相关参数,可计入二次受力的影响。



考虑二次受力影响时需要读取加固前受弯构件验算截面上原作用的弯矩标准值M 0k 。软件可通过链接模型的方式获取准确的M 0k 。此链接模型就是加固前的模型,即鉴定阶段的模型。


分项系数:


按照《既有建筑鉴定与加固通用规范》4.2.2条,结构加固后在承载能力验算时按现行规范与标准的规定进行验算,则非地震组合的分项系数为1.3(恒载)与1.5(活载)。



按照《既有建筑鉴定与加固通用规范》第6.4.2条规定,结构加固后在地震作用下的抗震能力验算,可不低于原建造时的抗震要求。由此,本模型对于地震组合的分项系数可设置为1.2(重力荷载代表值)与1.3(地震)。



在软件参数中不勾选“通用规范”,勾选“建筑结构可靠性设计统一标准”即可实现1.3恒+1.5活的非地震组合与1.2x(恒+0.5活)+1.3地震的地震组合进行加固设计。



参数设置完成后,点击 “生成数据+全部计算”,进行加固计算。









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