【正文】 材料簡便快捷，加固具有預(yù)應(yīng)力的特點(diǎn)，加固后構(gòu)件的變形減小，較加固前構(gòu)件的裂縫減小或閉 合；缺點(diǎn)是施工比較麻煩，要有一套施加預(yù)應(yīng)力的工序和機(jī)具設(shè)備，包括預(yù)應(yīng)力的施加和測(cè)量設(shè)備以及預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨夾具等。梁的圓化半徑 r，對(duì)碳纖維不應(yīng)小于 20mm，對(duì)玻璃纖維不應(yīng)小于 15mm；柱的圓化半徑，對(duì)碳纖維不應(yīng)小于 25mm，對(duì)玻璃纖維不應(yīng)小于 10mm。 加固后纖維復(fù)合材表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理，以便延緩材料的老化。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中大家直接用得是程序的計(jì)算結(jié)果，是否屬于大偏壓柱是不好區(qū)分的，所以柱縱向粘貼纖維復(fù)合材時(shí)都應(yīng)該采用機(jī)械錨固措施。 （ 4）、當(dāng)梁上無現(xiàn)澆板或負(fù)彎矩區(qū)的支座處需要采取加強(qiáng)的錨固措施時(shí)，可按砼加固規(guī)范的圖。設(shè)計(jì)者可以參考以上原則，結(jié)合梁的受力情況和加固纖維復(fù)合材的多少等情況來確定一個(gè)適當(dāng)?shù)摹把由扉L度范圍”，這種做法與粘鋼法類似。壓條應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置，且應(yīng)在延伸長度的端部設(shè)置一道。 受彎構(gòu)件正彎矩區(qū)受拉面纖維復(fù)合材應(yīng)延伸至支座邊緣，且應(yīng)在纖維復(fù)合材的端部（包括截?cái)嗵帲┘凹泻奢d作用點(diǎn)的兩側(cè)，設(shè)置纖維復(fù)合材U形箍（對(duì)梁）或橫向壓條（對(duì)板）進(jìn)行錨固。 受彎構(gòu)件正彎矩區(qū)的正截面加固，纖維復(fù)合材的截?cái)辔恢镁嗥涑浞掷媒孛娴木嚯x稱為“延伸長度”，用符號(hào) lc表示， lc=ψ1ffAf /ff,vbf+200, 其中 ff 為纖維復(fù)合材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； Af 為纖維復(fù)合材的截面面積； ff,v 為纖維與砼之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的 ，其值不小于 ，不大于 ； bf為粘貼的纖維復(fù)合材總寬度； ψ1為修正系數(shù)，重要構(gòu)件取 ，一般構(gòu)件取 。 受壓構(gòu)件斜截面加固計(jì)算公式與砼規(guī)范給出的斜截面計(jì)算公式類似，只是引進(jìn)了一個(gè)纖維復(fù)合材抗剪強(qiáng)度折減系數(shù) ψvc，該系數(shù)與軸壓比、剪跨比等有關(guān)，其數(shù)值在 ~，查表確定，在砼規(guī)范中該系數(shù)等于 。加固計(jì)算的方法與粘貼鋼板加固法相同，不再贅述。 纖維復(fù)合材的應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系。這種復(fù)合材包括碳纖維復(fù)合材和玻璃纖維復(fù)合材，碳纖 維復(fù)合材又分為碳纖維布和碳纖維板，玻璃纖維復(fù)合材又分為 S玻璃纖維和 E玻璃纖維。它適用于梁、板、柱、墻、屋架等。 表面處理同外粘型鋼加固法，原構(gòu)件截面的棱角不要求打磨成圓角。 加固后鋼板表面防護(hù)處理同外粘型鋼加固法。 箍板的構(gòu)造： （ 1）、宜選用封閉箍或加錨的 U形箍，若僅按構(gòu)造需要設(shè)箍時(shí)，也可采用一般 U形箍。 當(dāng)對(duì)收彎構(gòu)件負(fù)彎矩區(qū)進(jìn)行正截面加固時(shí)，應(yīng)采取下列構(gòu)造措施： (1)、當(dāng)支座處無障礙時(shí)，鋼板可以連續(xù)粘貼，截?cái)辔恢猛摻睢? 對(duì)于梁來說，此條實(shí)際上只適用于一般的次梁和非地震區(qū)框架梁，對(duì)地震區(qū)框架梁應(yīng)有更嚴(yán)格的錨固措施；對(duì)于板來說，大部分甚至絕大部分延伸到支座邊緣都能滿足錨固長度的要求，不再需要附加錨固措施。 U形箍的上端應(yīng)設(shè)置縱向鋼壓條，壓條下面的空隙應(yīng)加膠粘鋼墊塊填平。 當(dāng)鋼板全部粘在梁底面（受拉面）有困難時(shí)，可以將部分鋼板對(duì)稱地粘貼在梁的兩側(cè)面，側(cè)面粘貼區(qū)域應(yīng)控制在距受拉邊緣 1/4梁高范圍內(nèi)，側(cè)面鋼板應(yīng)按截面有效高度 h0換算。 （三）構(gòu)造規(guī)定 采用手工涂膠時(shí)，鋼板宜裁成多條粘貼，以防粘貼空鼓現(xiàn)象。工程設(shè)計(jì)中大家都希望采用簡單的近似方法，仍然用 PKPM系列軟件來計(jì)算，將鋼板的受拉強(qiáng)度乘以適當(dāng)?shù)恼蹨p系數(shù)，從而確定新增鋼板的截面面積，這個(gè)系數(shù)取多少呢？沒有一個(gè)明確的結(jié)論，參考加大截面加固法等計(jì)算方法，在先加固后加載或加固前適當(dāng)卸載的條件下，取折減系數(shù)為 ~合適？大家可以探討。加固規(guī)范也給出了斜截面的計(jì)算公式，公式類似于砼規(guī)范關(guān)于受彎構(gòu)件斜截面的計(jì)算公式，只是新增了鋼板強(qiáng)度折減系數(shù)ψvb，該系數(shù)是與鋼板的粘貼方式及受力條件有關(guān)的抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)，該系數(shù)在 ~，查表確定，在砼規(guī)范中該系數(shù)等于 。 （二）加固計(jì)算 計(jì)算原則 當(dāng)受彎構(gòu)件正截面加固計(jì)算時(shí)，加固后構(gòu)件的最大承載力，對(duì)于一般構(gòu)件不超過原構(gòu)件的極限承載力，對(duì)于重要構(gòu)件不超過原構(gòu)件的極限承載力的。 （一）設(shè)計(jì)規(guī)定 從受力角度來講，該方法適用于受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件的加固。這種加固法的 優(yōu)點(diǎn)是（與加大截面法相比）施工簡單、速度快，對(duì)生產(chǎn)和生活影響?。蝗秉c(diǎn)是（與加大截面法相比）加固后構(gòu)件的耐濕、耐火性差，要求構(gòu)件的工作環(huán)境溫度不超過 60℃ 、相對(duì)濕度不超過 70%及無化學(xué)腐蝕，否則應(yīng)采取有效的防護(hù)措施，另外砼不宜低于 C15，這主要是由于膠的原因，超過這種限定的環(huán)境膠的性能就會(huì)嚴(yán)重下降。首先應(yīng)打掉構(gòu)件的抹灰層，如局 部有破損，應(yīng)鑿毛后用高強(qiáng)度水泥砂漿修補(bǔ)后在進(jìn)行處理，總之要完全露出堅(jiān)實(shí)的基層，砼表面還應(yīng)打磨和清洗干凈，原構(gòu)件截面的棱角打磨成半徑r≥7mm的圓角；型鋼貼合面要除銹、打磨，并用丙酮或二甲苯擦洗干凈。 加固后型鋼表面必須進(jìn)行防護(hù)處理。對(duì)柱子的加固，底層柱或地下室柱角鋼的下端應(yīng)錨固于基礎(chǔ)中，基礎(chǔ)有獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等，有的有地下室有的沒有，有的基礎(chǔ)上有覆土有的沒有等等，不同的基礎(chǔ)要用不同的連接方法，具體問題具體分析，可以參考一些例圖來設(shè)計(jì)，比如有條件時(shí)可以采用植筋的方法，再采用增大截面加固法將植筋與加固的角鋼連接；中間層柱的角鋼應(yīng)穿過各層樓板，上端應(yīng)伸至加固層的上一層樓板底或屋面板底，這句話說起來簡單做起來卻有一定的難度，比如穿過樓層時(shí)不光會(huì)碰到樓板有時(shí)會(huì)碰到框架梁，不可能把梁局部打斷，這時(shí)看能否采用連接鋼板“過度”一下，或者采用錨固措施。 （三）構(gòu)造規(guī)定 應(yīng)優(yōu)先選用角鋼，角鋼的厚度不應(yīng)小于 5， 角鋼的邊長對(duì)于梁和桁架不應(yīng)小于 50，對(duì)于柱不應(yīng)小于 75。 在達(dá)到承載能力極限狀態(tài)前，外粘型鋼與砼之間不致出現(xiàn)粘結(jié)破壞。 外粘型鋼加固法適用于需要大幅度提高截面承載力和抗震能力的鋼筋砼梁（受彎）、柱 (軸壓、大小偏壓 )、剪力墻 (軸壓、大小偏壓 )構(gòu)件，這種方法的適用面很廣，但加固費(fèi)用較高，當(dāng)然采用這種加固方法的前題是構(gòu)件截面不超筋。 水泥砂漿保護(hù)層：當(dāng)縱筋采用短鋼筋連接時(shí)，一般采用水泥砂漿做保護(hù)層，其施工要求如下： 基層處理后用 1： 1水泥砂漿摻 10%的建筑膠薄抹一層，約 3mm， 24h后在進(jìn)行抹灰，抹灰前對(duì)基層澆水濕潤，分層、多遍成活，一般分為底層、中層和面層，每層厚度為 6~10mm之間，抹灰的砂漿中可以摻入乳膠等材料，一般養(yǎng)護(hù)不少于 3天。當(dāng)新舊砼界面處的粘結(jié)質(zhì)量要求比較高時(shí)，可以在結(jié)合面鑿小坑，埋入 φ10短鋼筋，其長度為100~150，伸進(jìn)和出坑各一半，間距宜為 200~300，呈梅花狀布置。 新增縱筋與原縱筋的連接可以采用短鋼筋焊接，短鋼筋直徑不應(yīng)小于 20mm，長度不應(yīng)小于 其直徑的 5倍，各短筋的中心距不應(yīng)大于 500mm。 鋼筋要采用熱軋鋼筋，板受力鋼筋直徑不 小于 8；梁受力鋼筋直徑不小于 12；柱受力鋼筋直徑不小于 14；加錨式箍筋直徑不小于 8， U形箍直徑與原箍筋相同；分布筋直徑不小于 6。這種方法一要簡單，可操作性強(qiáng)，二要近似度不能太大，滿足工程設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)增大受拉區(qū)截面時(shí)，加固規(guī)范 給出了正截面和斜截面的計(jì)算公式，公式類似于砼規(guī)范的計(jì)算公式，只是新增的鋼筋和砼強(qiáng)度給了一個(gè)折減系數(shù)，正截面受彎時(shí)鋼筋的折減系數(shù)為 ；斜截面受剪時(shí)鋼筋的折減系數(shù)為 ，砼的折減系數(shù)為 ；軸心受壓正截面計(jì)算時(shí)鋼筋和砼的折減系數(shù)都為 ；偏心受壓正截面計(jì)算時(shí)鋼筋和砼的折減系數(shù)都為 。 可按整截面一次計(jì)算。優(yōu)點(diǎn)是加固效果好、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)面廣；缺點(diǎn)是施工復(fù)雜，濕作業(yè)工作量大，工期長，對(duì)凈空和美觀有影響。 第二部分 常用的幾種加固方法 常用的砼結(jié)構(gòu)的加固方法可分為直接加固法與間接加固法。 粘貼鋼板、外粘型鋼或植筋用的膠結(jié)劑也都必須采用專門配制的改性環(huán)氧樹脂膠結(jié)劑。在寒冷地區(qū)加固砼使用的膠結(jié)劑應(yīng)具有耐凍融性能試驗(yàn)合格的證書。 粘結(jié)劑 —結(jié)構(gòu)膠：承重結(jié)構(gòu)用的膠結(jié)劑，按 其基本性能分為 A級(jí)膠和 B級(jí)膠，對(duì)重要結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)、承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)采用 A級(jí)膠，對(duì)一般結(jié)構(gòu)可采用 A級(jí)或 B級(jí)膠，這兩個(gè)等級(jí)的主要區(qū)別在于其韌性和耐濕熱老化性能的合格指標(biāo)不同。承重結(jié)構(gòu)加固用的碳纖維，必須選用聚丙烯腈基（ PAN基） 12k或 12k以下的小絲束纖維，嚴(yán)禁使用大絲束纖維。 螺栓：用 Q235或 Q345級(jí)鋼制作。 型鋼、鋼板、扁鋼和鋼管：宜選用 Q235級(jí)碳素結(jié)構(gòu)鋼或 Q345級(jí)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。 四、加固材料的基本要求 鋼筋：宜選用比例極限變形較小、強(qiáng)度較低、可焊性較好的熱軋鋼筋，一般可用 HPB235或HRB335級(jí)鋼。 要考慮到施工的方便和施工過程中原結(jié)構(gòu)的安全，必要時(shí)采用可靠的支撐。 三、加固的原則 加固設(shè)計(jì)的大原則是：技術(shù)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工簡便。 原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的砼強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值要按下列規(guī)定取值：當(dāng)原設(shè)計(jì)文件有效，且不懷疑結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的性能退化時(shí)，可采用原設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)結(jié)構(gòu)可靠性鑒定認(rèn)為應(yīng)重新進(jìn)行現(xiàn)場檢測(cè)時(shí)，應(yīng)采用檢測(cè)結(jié)果推定的標(biāo)準(zhǔn)值?，F(xiàn)行規(guī)范包括現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)行的《砼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB50367二者相互補(bǔ)充。這主要是由于加固前原結(jié)構(gòu)服役時(shí)間各不相同，加固后結(jié)構(gòu)功能又有所改變，因此不能直接沿用其新建時(shí)的安全等級(jí)作為加固后的安全等級(jí)，也不能一刀切統(tǒng)一定一個(gè)安全等級(jí)，要視具體情況由雙方商定。 結(jié)構(gòu)的耐久性降低：比如西安南郊某醫(yī)院的水塔支架出現(xiàn)裂縫，使該構(gòu)筑物的耐久性降低，最后采用了加大截面加固法。這次講座中，根據(jù)自己對(duì)規(guī)范的理解，提出了一些實(shí)用的、近似的計(jì)算方法，因?yàn)闆]有與同行交流，不知道是否正確？請(qǐng)大家學(xué)習(xí)后批評(píng)指正。加固方案一要可靠，二要施工簡便，三要經(jīng)濟(jì)。 砼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì) 張 浩 二 OO九年九月 前 言 應(yīng)院結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)的要求，給大家作一次結(jié)構(gòu)加層加固設(shè)計(jì)方面的講座。工程加固設(shè)計(jì)有它的特殊性，要照顧到工程的現(xiàn)狀，不像新設(shè)計(jì)那樣方便。另外也是由于時(shí)間的問題，這次講座沒有附圖（原計(jì)劃是要附圖），這是一件很遺憾的事情，大家可以參閱加固規(guī)范和有關(guān)的參考書，如果圖文并茂效果會(huì)更佳，但工作量會(huì)太大，時(shí)間上不允許，請(qǐng)大家諒解。 自然災(zāi)害與偶然事故：象地震、風(fēng)災(zāi)、火災(zāi)、水災(zāi)、爆炸、滑坡等，比如去年的汶川大地震后，大量的破損房屋都要進(jìn)行維修和加固。 關(guān)于加固后結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)問題，要根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后的嚴(yán)重性、結(jié)構(gòu)的重要性和加固設(shè)計(jì)的使用年限，由委托方和設(shè)計(jì)方按實(shí)際情況共同商定。 對(duì)于加固設(shè)計(jì)來說，還要面臨一個(gè)問題：就是要滿足哪一本規(guī)范算是滿足要求？由于加固的樓往往是按照老規(guī)范設(shè)計(jì)的，因而安全度比按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)的樓低，那么加固設(shè)計(jì)是要滿足老規(guī)范還是要滿足現(xiàn)行規(guī)范？能否比現(xiàn)行規(guī)范適當(dāng)降低？一般來說是要滿足國家現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸取值，對(duì)原有部分應(yīng)采用實(shí)測(cè)值，對(duì)新增部分采用設(shè)計(jì)值。當(dāng)然新設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算中沒有考慮這部分強(qiáng)度，為了使加固設(shè)計(jì)與新設(shè)計(jì)具有相同的安全儲(chǔ)備，建議不考慮這部分強(qiáng)度。 應(yīng)盡量保留和利用原有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，避免不必要的拆除和更換，當(dāng)然保留的部分要安全可靠。 在可能條件下考慮建筑美觀，盡量避免遺留加固的痕跡。當(dāng)錨固件為鋼螺桿時(shí)，應(yīng)采用全螺紋的螺桿，不得采用錨入部位無螺紋的螺桿。當(dāng)原結(jié)構(gòu)的砼強(qiáng)度較高時(shí)，如采用與原結(jié)構(gòu)相同的強(qiáng)度等級(jí)，必須采取技術(shù)措施以保證新舊砼之間有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。 纖維復(fù)合材：包括碳纖維布、碳纖維板、 S玻璃纖維布和 E玻璃纖維布。選用纖維復(fù)合材時(shí)必須要有良好適配性的配套樹脂類粘結(jié)材料及表面防護(hù)材料與之配套使用。在承重結(jié)構(gòu)用的膠結(jié)劑中嚴(yán)禁使用乙二胺作為改性環(huán)氧樹脂的固化劑，因?yàn)樗且环N毒性大而又有脆性的固化劑。底膠和修補(bǔ)膠應(yīng)與浸漬、粘結(jié)膠粘劑相適配。濕熱老化檢驗(yàn)檢出不良固化劑的能力很強(qiáng)，劣質(zhì)固化劑雖然不影響短期強(qiáng)度，但抗老化能力急劇下降。它適用于梁、板、柱、墻、基礎(chǔ)等一般構(gòu)件。 原構(gòu)件的砼強(qiáng)度不應(yīng)低于 C10。當(dāng)增大受壓區(qū)截面時(shí)，變成了疊合式受彎構(gòu)件，因而就采用現(xiàn)行砼規(guī)范關(guān)于疊合式受彎構(gòu)件的計(jì)算方法。 實(shí)用計(jì)算法 由于加固規(guī)范給出的計(jì)算公式對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說是比較煩的，必須借助于電算程序， 08版 PKPM系列程序已經(jīng)增加了加固設(shè)計(jì)這一部分，但