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主体结构加固

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外包型钢加固法

外包型钢加固法

1. 外包型钢加固法,按其与原构件连接方式分为外粘型钢加固法和无粘结外包型钢加固法;均适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土柱及梁的加固。

2. 当工程要求不使用结构胶粘剂时,宜选用无粘结外包型钢加固法,也称干式外包钢加固法。其设计应符合下列规定:
   1 当原柱完好,但需提高其设计荷载时,可按原柱与型钢构架共同承担荷载进行计算。此时,型钢构架与原柱所承受的外力,可按各自截面刚度比例进行分配。柱加固后的总承载力为型钢构架承载力与原柱承载力之和。
   2 当原柱尚能工作,但需降低原设计承载力时,原柱承载力降低程度应由可靠性鉴定结果进行确定;其不足部分由型钢构架承担。
   3 当原柱存在不适于继续承载的损伤或严重缺陷时,可不考虑原柱的作用,其全部荷载由型钢骨架承担。
   4 型钢构架承载力应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定的格构式柱进行计算,并乘以与原柱协同工作的折减系数0.9。
   5 型钢构架上下端应可靠连接、支承牢固。其具体构造可按本规范第8.3.2条的规定进行设计。

3. 当工程允许使用结构胶粘剂,且原柱状况适于采取加固措施时,宜选用外粘型钢加固法(图8.1.3)。该方法属复合截面加固法,其设计应符合本章规定。

4. 混凝土结构构件采用符合本规范设计规定的外粘型钢加固时,其加固后的承载力和截面刚度可按整截面计算;其截面刚度EI的近似值,可按下式计算:


                                               外粘型钢加固
1—原柱;2—防护层;3—注胶;4—缀板;5—角钢;6—缀板与角钢焊缝


式中:Ec0、Ea——分别为原构件混凝土和加固型钢的弹性模量(MPa);
     Ic0——原构件截面惯性矩(mm4);
     Aa——加固构件一侧外粘型钢截面面积(mm2);
     aa——受拉与受压两侧型钢截面形心间的距离(mm)。

5. 采用外包型钢加固法对钢筋混凝土结构进行加固时,应采取措施卸除或大部分卸除作用在原结构上的活荷载。

6. 对型钢构架的涂装工程(包括防腐涂料涂装和防火涂料涂装)的设计,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017及《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。










构造规定

1. 采用外粘型钢加固法时,应优先选用角钢;角钢的厚度不应小于5mm,角钢的边长,对梁和桁架,不应小于50mm,对柱不应小于75mm。沿梁、柱轴线方向应每隔一定距离用扁钢制作的箍板(图8.3.1)或缀板(图8.3.2a、b)与角钢焊接。当有楼板时,U形箍板或其附加的螺杆应穿过楼板,与另加的条形钢板焊接(图8.3.1a、b)或嵌入楼板后予以胶锚(图8.3.1c)。箍板与缀板均应在胶粘前与加固角钢焊接。当钢箍板需穿过楼板或胶锚时,可采用半重叠钻孔法,将圆孔扩成矩形扁孔;待箍板穿插安装、焊接完毕后,再用结构胶注入孔中予以封闭、锚固。箍板或缀板截面不应小于40mm×4mm,其间距不应大于20r(r为单根角钢截面的最小回转半径),且不应大于500mm;在节点区,其间距应适当加密。

加锚式箍板
1—与钢板点焊;2—条形钢板;3—钢垫板;4—箍板;5—加固角钢;6—焊缝;7—加固钢板;8—嵌入箍板后胶锚

3. 外粘型钢的两端应有可靠的连接和锚固(图8.3.2)。对柱的加固,角钢下端应锚固于基础;中间应穿过各层楼板,上端应伸至加固层的上一层楼板底或屋面板底;当相邻两层柱的尺寸不同时,可将上下柱外粘型钢交汇于楼面,并利用其内外间隔嵌入厚度不小于10mm的钢板焊成水平钢框,与上下柱角钢及上柱钢箍相互焊接固定。对梁的加固,梁角钢(或钢板)应与柱角钢相互焊接。必要时,可加焊扁钢带或钢筋条,使柱两侧的梁相互连接(图8.3.2c);对桁架的加固,角钢应伸过该杆件两端的节点,或设置节点板将角钢焊在节点板上。

4. 当按本规范构造要求采用外粘型钢加固排架柱时,应将加固的型钢与原柱顶部的承压钢板相互焊接。对于二阶柱,上下柱交接处及牛腿处的连接构造应予加强。

5. 外粘型钢加固梁、柱时,应将原构件截面的棱角打磨成半径r大于等于7mm的圆角。外粘型钢的注胶应在型钢构架焊接完成后进行。外粘型钢的胶缝厚度宜控制在3mm~5mm;局部允许有长度不大于300mm、厚度不大于8mm的胶缝,但不得出现在角钢端部600mm范围内。

6. 采用外包型钢加固钢筋混凝土构件时,型钢表面(包括混凝土表面)应抹厚度不小于25mm的高强度等级水泥砂浆(应加钢丝网防裂)作防护层,也可采用其他具有防腐蚀和防火性能的饰面材料加以保护。若外包型钢构架的表面防护按钢结构的涂装工程(包括防腐涂料涂装和防火涂料涂装)设计时,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017及《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。

外粘型钢梁、柱、基础节点构造
1—缀板;2—加固角钢;3—原基础;4—植筋;5—不加固主梁;6—楼板;7—胶锚螺栓;8—柱加强角钢箍;9—梁加强扁钢箍;10—箍板;
11—次梁;12—加固主梁;13—环氧砂浆填实;14—角钢;15—扁钢带;16—柱;l—缀板加密区长度