建筑结构抗震加固技术

2012.11建筑结构抗震加固技术一、概述二、钢筋混凝土结构震害分析三、钢筋混凝土结构抗震加固技术四、砖混结构震害分析五、砖混结构抗震加固技术建筑结构抗震加固技术1.1抗震相关规范的发展一、概述1.1抗震相关规范的发展一、概述《工业与民用建筑抗震设计规范》GJ11-74《工业与民用建筑抗震设计规范》GJ11-78《建筑抗震设计规范》GBJ11-89《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2008《京津地区工业与民用建筑抗震鉴定标准》《工业与民用建筑抗震鉴定标准》TJ23-77《建筑抗震鉴定标准》GB50023-95《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009《工业与民用建筑抗震加固技术措施》《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-98《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-20091.2技术规程修订主要内容一、概述一、概述目标使用期T（年）102030405060708090100楼（屋）面修正系数kt10.850.910.950.981.001.021.031.051.061.07目标使用期T（年）102030405060708090100基本风压（上海）0.400.460.500.520.550.560.570.580.590.60目标使用期T（年）102030405060708090100基本雪压（上海）0.1000.1450.1720.1900.2000.2170.2270.2350.2430.250目标使用期T（年）102030405060708090100多遇地震影响系数最大值0.0360.0550.0660.0740.0800.0900.0990.1070.1140.119罕遇地震影响系数最大值—0.3430.4130.4630.5000.5520.5960.6360.6680.696基于目标使用期的荷载和作用1.2技术规程修订主要内容后续设计使用年限30年，承载力抗震调整系数取原来的0.85倍。后续设计使用年限40年，主要构件抗震调整系数取原来的0.95倍；次要构件抗震调整系数取原来的0.90倍。共同工作？应变滞后二次成型二次受力McrM1Myc1s01As0s1yt1tuct1cb1s01s1’As’s’1M2ct2s’2s02s12s12s02s01s’2s’1M1+M2τq1M1Q1q2M2Q21.3加固结构受力特点一、概述Ｍ2Ｍ2Ｍ2ct２cb2cb2ct２ct２1cb21Ｍ1Ｍ1Ｍ1ct1cb1cb1ct1ct11ct1１Ｍ1+M2Ｍ1+M2Ｍ1+M2cb1act1acb1bcb1cct1cct1b(a)(b)(c)1.4与一次受力构件的比较一、概述McrM1bMyc1bs01bAs0s1yt1tuct1bcb1bs01bbs1b’As’s’1bt1fts01aAs0s1a’As’c1aM1aMcrfyAs0s=yM1bMy(a)(b)(c)s1c’As’c1cct1acb1as01aas’1acb1cs01ccs’1cct1c初始状态s0ucs’uccutctubs0ubs’ubctuas1uas’1as1ucs1ubs0ua极限状态1.5初始应力状态对加固效果的影响一、概述qEIEI２EI加固前2ql2/95ql2/18荷载增大1.2qEIEI4EI加固后ql2/52ql2/5采用加大截面法加固梁，截面高度增大20%，刚度增大到(1.2)3≈2倍，跨中截面抗弯承载力提高到5ql2/18x1.2=ql2/3，小于加固后的2ql2/5.1.6基于结构体系的加固技术一、概述需要加固加大截面法??1.6基于结构体系的加固技术二、钢筋混凝土结构震害分析总数基本完好轻微损坏中等破坏严重破坏倒塌8329431020百分比35.0%51.8%12.0%1.2%0钢筋混凝土框架及排架结构建筑（什邡市区）总数基本完好轻微损坏中等破坏严重破坏倒塌2126661百分比9.5%28.5%28.5%28.5%5%钢筋混凝土框架及排架结构建筑（什邡乡镇）总数基本完好轻微损坏中等破坏严重破坏倒塌117112013676百分比9.4%17.1%11.1%57.3%5.1%混合结构建筑（什邡乡镇）2.1总体调查结果二、钢筋混凝土结构震害分析2.2结构整体破坏形式二、钢筋混凝土结构震害分析2.3框架柱受弯破坏二、钢筋混凝土结构震害分析2.4框架柱受剪破坏二、钢筋混凝土结构震害分析2.5框架梁和节点的破坏强柱弱梁？强节点弱构件？二、钢筋混凝土结构震害分析2.6填充墙破坏或坍塌二、钢筋混凝土结构震害分析采取增大混凝土构件（不低于C10）的截面面积，以提高构件和结构承载力并满足正常使用的一种加固方法。加固构件：梁、板、柱、墙、屋架;加固效果：提高承载力、刚度、稳定性和抗裂性；加固形式：单侧、双侧、三侧、四面围套。3.1.1概况3.1钢筋混凝土套加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术)(N'1'111cu0syccAfAfMPafMPaEysss400400002.010200'13'1普通柱加固后)(N2222'1'111cussccsyccAAAfAfs2Ac1Ac2As1A??22sc2210)(sccc、c1εε002.0εc001.0εsusy1εsy2ε0c1c1f新砼新钢筋原砼原钢筋'10s'1s3.1.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术c1εε0ε0.00201.0εsusy1εsy2ε0c1c1f新砼新钢筋原砼原钢筋'10s'1s问题一：原柱承受的荷载水平较高且要通过加固大幅度提高柱的承载力,加固设计中是否应该考虑原柱的作用?s2Ac1Ac2As1A3.1.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术c1εε0ε0.00201.0εsusy1εsy2ε0c1c1f新砼新钢筋原砼原钢筋'10s'1s问题二：是否可以考虑后加柱对原柱的约束作用？如何考虑?s2Ac1Ac2As1A3.1.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术c222122001111ccccccf新加混凝土强度利用系数为原柱应变水平s''1022022011/1cscsycsycEfEf新加钢筋强度利用系数，新加钢筋进入塑性区1s'2'222'1'111ysscccysccufAfAfAfAN加固后柱承载能力为截面组合系数cccccccccccfff20200112混凝土应力—应变关系'''yssssfE钢筋应力—应变关系201()ccc新加混凝土有效应变3.1.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术10cs＝时，01,1~csIIII＝时，（级钢筋）0.74sIV（级钢筋）因此，优先使用I、II级钢筋控制使用III、IV级钢筋基本不用高强钢筋0.27s（热处理高强钢筋）应变水平和钢筋、混凝土强度利用系数00.20.40.60.81.01.00.80.60.40.2csIV级高强I级III级II级3.1.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术《混凝土结构加固技术规范》计算公式的合理性''''11112222uccsycccssyNAfAfAfAf理论式:sc2'''2222222''''222222211/1/ssccccssycsccsysycEEAfAfAfAfff,,/2'2cyff,'2s''''0.9ucocosoyocsccsyNAfAfAfAf规范式:cs为加固部分钢筋和混凝土强度的利用系数0.8cs00.20.40.60.81.01.00.80.60.40.2csIV级高强I级III级II级?3.1.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术（1）原柱承担的荷载越小（2）偏心距越大（3）沿弯曲方向加大厚度越大轴心受压构件偏心受压构件加固材料强度利用率00.40.60.81.00.60.80.91.00.70.5加固前荷载水平e0/h=0.00.20.30.1新增材料强度利用率越高规范规定，轴压构件取0.8，偏压构件取0.93.1.3偏心受压构件的正截面加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术3.1.3偏心受压构件的正截面加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术3.1.4受弯构件的正截面加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术新增箍筋强度利用系数0.9受拉区增设配筋混凝土层，U形箍逐个焊接时围套加固，采用胶锚式箍筋时新增混凝土强度利用系数0.7新增箍筋强度利用系数0.73.1.5受弯构件的斜截面加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术三、钢筋混凝土结构抗震加固技术hef,minhef,minhef纵筋宜选用HRB335，箍筋可用HPB235纵筋遇楼板，凿洞上下连接；深入基础，满足锚固要求宜采用细石混凝土，不低于原构件混凝土强度等级3.1.6构造要求三、钢筋混凝土结构抗震加固技术3.1.6构造要求三、钢筋混凝土结构抗震加固技术3.1.6构造要求3.2钢构套加固技术三、钢筋混凝土结构抗震加固技术加固时采用改型环氧树脂粘结胶进行灌胶，可大幅度提高其承载能力、抗震能力、刚度。优点：对被加固结构外观和使用空间影响小工艺简便，施工周期短缺点：节点处理难度大，费用较高适用：环境温度不超过60oC，相对湿度不大于70%混凝土强度不低于C15，无化学腐蚀3.2.1概述3.2.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术)(9.0''''000aaasoyccAfAfAfN新增型钢强度利用系数0.9（抗震计算取1.0）00.20.40.60.81.01.00.80.60.40.2sIV级高强I级III级II级3.2.2轴心受压构件的加固三、钢筋混凝土结构抗震加固技术ccNNN21ccMMM21ssNN2ssMM2Ｍ２Ｎ２Ｍ２cＮ２cＭ２sＮ２sccIE25.0aAEasccAEasAE2抗弯刚度：轴向刚度：干式外包钢加固柱不考虑共同工作按照刚度分配内力三、钢筋混凝土结构抗震加固技术3.2.3偏心受压构件的加固新增型钢强度利用系数0.7?aaaaaasssoycAAfAAfbxfN''00''001)()()()2('0''000'00''0001aaaassssssoycahAfaaAahAfxhbxfNe新增型钢强度利用系数0.93.2.4构造规定三、钢筋混凝土结构抗震加固技术角钢厚度不小于5mm，边长不小于75mm加固柱时，角钢遇楼板，凿洞上下连接；深入基础，满足锚固要求3.2.4构造规定三、钢筋混凝土结构抗震加固技术3.3粘贴钢板加固技术三、钢筋混凝土结构抗震加固技术采用结构胶将钢板粘贴于构件受力部位表面提高其承载能力、刚度和抗裂性能的加固方法。优点：对被加固结构外观和使用空间影响小工艺简便，施工周期短缺点：节点处理难度大，费用较高适用：环境温度不超过60oC，相对湿度不大于70%混凝土强度不低于C15，正拉粘结强度不低于1.5MPa，无化学腐蚀受弯、受拉、大偏压3.3.1概况三、钢筋混凝土结构抗震加固技术原有受拉钢筋、粘贴钢板先后屈服，受压区混凝土压碎受压区混凝土压碎,原有受拉钢筋、粘贴钢板未屈服弯曲型破坏适钢/筋破坏超钢/筋破坏剥离型破坏端部剥离破坏中部剥离破坏弯曲裂缝引起的界面剥离弯剪裂缝引