混凝土结构加固设计规范

中华人民共和国国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367－2013宣贯培训教材《混凝土结构加固设计规范》管理组2013年12月版1目次I标准化的法律、法规基础……………………………4I.1应遵守的国家法律、法规和规章…………………4I.2应正确处理的标准规范层次关系…………………10I.3应正确理解强制性标准与强制性条文……………17II结构加固方法概述……………………………………21III必须严格执行的强制性条文…………………………44IV应重点学习的若干条文规定…………………………79IV.1“基本规定”部分…………………………………79IV.2“材料”部分………………………………………88IV.3“增大截面加固法”部分…………………………1352续目次IV.4“外加预应力加固法”部分…………………………151IV.5“外包型钢加固法”部分……………………………163IV.6“粘贴钢板加固法”部分……………………………170IV.7“粘贴纤维复合材加固法”部分……………………212IV.8“预应力碳纤维复合材加固法”部分………………263IV.9“预张紧钢丝绳网－聚合物砂浆面层加固法”部分…………………………………………………279IV.10“植筋技术”部分…………………………………298IV.11“锚栓技术”部分…………………………………328IV.12“裂缝处理技术”部分……………………………3363续目次V结构加固设计中常遇问题的处理……………………345V.1混凝土结构、构件施工质量不符合设计要求，但满足现行设计规范要求时如何处理的问题……345V.2实测的砼强度等级偏低问题………………………346V.3混凝土斜裂缝的识别与处理………………………349V.4砼斜截面受剪承载力的确定问题…………………354V.5砼构件尺寸不满足植筋埋深问题的处理…………357V.6关于加固新建房屋如何满足50年使用期要求的问题………………………………………………362V.7植筋破坏性检验的合格判断问题…………………363V.8关于胶体热变形温度测定的问题…………………3654I标准化的法律、法规基础I.1应遵守的国家法律、法规和规章（1）应学习《中华人民共和国标准化法》第十一条及第十三条至第十六条中华人民共和国标准化法第十一条对需要在全国范围内统一的下列技术要求，应当制定国家标准：5（一）互换配合、通用技术语言要求；（二）保障人体健康和人身、财产安全的技术要求；（三）基本原料、燃料、材料的技术要求；（四）通用基础件的技术要求；6（五）通用的试验、检验方法；（六）通用的管理技术要求；（七）工程建设的重要技术要求；（八）国家需要控制的其他重要产品的技术要求。7第十三条对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求，可以制定行业标准。第十四条…行业标准在相应的国家标准实施后，自行废止。8第十五条对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的工业产品的安全、卫生要求，可以制定地方标准。第十六条…地方标准在相应的国家标准或行业标准实施后，自行废止。9（2）应学习第25号建设部令发布的《工程建设行业标准管理办法》第六条及第十条工程建设行业标准管理办法第六条行业标准不得与国家标准相抵触。第十条…行业标准在相应的国家标准实施后，应当及时修订或废止。10I.2应正确处理的标准规范层次关系工程建设国家标准，主要是针对为保障安全、质量、卫生、环保和维护公共利益所必需达到的最低要求作出统一的规定。至于更严质量要求、更高技术水平和更能满足社会生产、生活需求的标准，则应由其他层次的标准规范，如行业标准、CECS推荐性标准和企业标准等在国家标准基础上进行充实和提高。11然而，在前一段时间里，这一最基本的标准化关系，由于种种原因而没有得到遵循，出现了有些标准对安全、质量的要求反而低于国家标准的不正常情况。在建筑物加固过程中，若遇到上述情况，一定要按照国家标准化法和建设部第25号部令的规定来处理标准规范之间的层次关系，以避免违反法律、法规。12这里需要指出的是：国家标准之间的相互关系，应以通用技术标准为基础，其他技术标准的要求应高于通用技术标准。一般而言：设计规范和施工质量验收规范均是通用标准，也是所有设计、施工人员所必须首先遵守和执行的标准。13至于国家标准与“导则”、“通则”的关系，则较为复杂，须区别不同情况予以处理：（1）名为导则，但有标准代号和编号，并有批准发布机关者，应按其代号确定其属性。如冠以GB的，即是国家标准；冠以JGJ、JTJ、HG等等，即是行业标准；冠以CECS、CCES的，即是协会标准或学会标准。14（2）名为导则，且有行政主管部门文号者，如住房和城乡建设部以“建村函[2009]69号函”发给有关部门的《农村危险房屋鉴定技术导则（试行）》，属于相关标准在特定情况下增发的指导性文件，不仅应结合本地区实际参照执行，而且其中所涉及的安全性能指标和参数，均不得低于相关标准的要求。15（3）名为通则，意即通用规则或原则，实质是某层次的标准。因此，一般均有标准代号与编号。例如：《民用建筑设计通则》标准号为JGJ37，即是行业标准；《建筑工程抗震性态设计通则》标准号为CECS160，即是中国建设标协的推荐性标准等等。16（4）名为规则或规定者，其含义一般与标准、规范、规程无异。如《铁路测量技术规则》TBJ101和《铁路结合梁设计规定》TBJ24，均为铁道部的行业标准，与其他行标无异。17I.3应正确理解强制性标准与强制性条文1）国家标准化法第七条规定：保障人体健康、人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准是强制性标准。18工程建设强制性标准是指直接涉及工程质量、安全、卫生及环境保护等方面的工程建设标准强制性条文（建设部令第81号）。192）强制性条文与主控项目条文的区别强制性条文实施的是事前和事后监督检查并举的机制，亦即只要违反强条，不论是否造成后果均应进行处罚；20主控项目的性质虽与强制性条文一致，但它实施的是事前督查、事后验证处理的机制，亦即只有造成后果，才能依据标准的规定按照有关法规进行处罚。21II结构加固方法概述II.1增大截面加固法这是通过在构件截面外围新浇混凝土，并加配受力钢筋或构造钢筋，以达到提高原构件承载力、刚度、稳定性和抗裂性之目的；对受压构件还可降低其长细比和轴压比。因此，常用于梁、柱、板和基础等的加固。22图II.1-1增大截面加固柱、梁示意图23这种加固方法具有施工工艺简单、使用经验丰富、受力可靠、加固费用较低等优点，很易被人们所接受，很易被人们所接受；但其施工时湿作业工作量大，养护期长，占用建筑空间较多等缺点，也使其应用受到一定限制。24这种加固方法的施工要点，在于如何保证新、旧材料的共同工作，其关键是新旧混凝土界面上的剪应力能否有效地传递。为此，在施工工艺上应充分了解和贯彻设计的意图，采取适当的技术措施，以确保新、旧混凝土共同工作的可靠性。25II.2钢筋混凝土面层加固法这是增大混凝土截面加固法在砌体柱、墙中的引用；也称钢筋网夹板墙或围套。具有成熟的设计和施工经验；能提高构件受压、受剪承载力和抗震能力，是砌体结构最常用的加固方法。施工简单，但湿作业时间长，且安装箍筋和拉结筋所需的凿洞工作量大。26图II-2增大截面加固砌体柱、墙示意（a）砖柱加固；（b）砖墙加固；（c）带壁柱砖墙加固27II.3复合截面加固法通过采用结构胶粘结或高强聚合物砂浆喷抹，将增强材料粘合于原构件表面，使之形成具有整体性的复合截面，以提高其承载力和延性的一种直接加固法。281）粘钢加固粘贴钢板法是在混凝土构件表面用结构胶粘贴钢板，以提高构件承载力的一种加固方法。该方法适用于对钢筋混凝土构件受弯、斜截面受剪、受压和受拉构件的加固，但不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的最小配筋率的构件加固。29图II.3（1）粘钢法加固形式示意图302）粘贴纤维复合材加固这种加固法是以结构胶为粘料，将纤维织物或纤维板材外贴于被加固构件表面，利用纤维复合材的高抗拉强度和受拉弹性模量达到提高结构承载力和延性的目的。目前常用的有三种纤维材料：碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）和芳纶纤维（AFRP）。它们的施工方法基本一致。31图II.3（2）-a碳纤维织物（布）加固混凝土梁32图II.3（2）-b板底贴碳纤维布加固33图II.3（2）-c梁高（T形截面腹板高）450mm时应加贴腰压带343）外贴型钢加固这是在混凝土柱的四角包以型钢，并用结构胶粘结成整体的一种加固方法。最常用的是在方形或矩形柱的四角粘以角钢，并在横向以钢缀板施加约束的做法。这种加固方法可以大幅度提高原构件的承载能力，且无上限的控制，又不影响建筑空间，因而为大跨、重型结构加固所首选，但须由熟练的钢结构专业人员施工。35图II.3（3）外粘型钢加固36II.4混凝土构件绕丝加固法这是通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用，从而提高其极限承载力和延性的一种加固法。在GB50367中，主要用于位移延性不足的混凝土柱的抗震加固。施工单位喜欢在新浇柱的砼强度达不到要求时使用。因为它可提高原混凝土强度1～2级。37图II.4绕丝构造示意图38II.5钢丝绳网-聚合物改性水泥砂浆面层加固法这是将小直径钢丝绳网片（钢铰线网片）敷设并固定于被加固构件部位，再在其表面喷涂约30mm厚聚合物改性水泥砂浆面层，固化后形成整体受力的加固方法。一般用以替代碳纤维复合材加固砼或砌体构件。其优点是原构件表面处理简单，缺点与碳纤维相近。90年代开始从韩国引进，但应用不多。39图II.5-1钢丝绳网-聚合物改性水泥砂浆外加层构件示意图40图II.5-2节点详图之一(a)双面加固穿实心楼板节点；(b)双面加固穿实心楼板节点；(c)双面加固穿空心楼板节点41II.6外加预应力加固法这是通过施加体外预应力，使原结构、构件的受力得到改善或调整的一种间接加固法。1采用无粘结预应力钢绞线加固如图II.6-1、II.6-2所示；多用于工业建筑加固；2采用预应力碳纤维板加固；多用于公路桥梁加固。42图II.6-1预应力下撑式拉杆构造（次梁加固）1-主梁；2-次梁；3-楼板；4-拉杆；5-拉紧螺栓；6-支撑垫板及钢筋棒；7-挡板；8-钢套箍；9-锚栓43图II.6-2预应力下撑式拉杆构造（主梁加固）1-主梁；2-次梁；3-楼板；4-拉杆；5-拉紧螺栓；6-支撑垫板及钢筋棒；7-柱；8-钢套箍；9-锚栓44Ⅲ必须严格执行的强制性条文第一条(3.1.8)未经技术鉴定或设计许可，不得改变加固后结构的用途和使用环境。制定本条文的依据：结构的加固设计，系以委托方提供的结构用途和使用环境为依据进行的。倘若加固后任意改变其用途或使用环境，将显著影响结构加固部分的安全性及耐久性。因此，改变前必须经技术鉴定或设计许可，否则其后果将很严重。45第二条(4.3.1)纤维复合材用的纤维必须为连续纤维，其品种和质量应符合下列要求：1承重结构加固用的碳纤维，应选用聚丙烯腈基不大于15k的小丝束纤维。2承重结构加固用的芳纶纤维，应选用饱和吸水率不大于4.5%的对位芳香族聚酰胺长丝纤维。其5000h、1000MPa应力作用下的蠕变值不应大于0.15mm。463承重结构加固用的玻璃纤维，应选用高强度玻璃纤维、耐碱玻璃纤维或碱金属氧化物含量低于0.8%的无碱玻璃纤维，严禁使用高碱的玻璃纤维（A纤维）和中碱的玻璃纤维（C纤维）。4承重结构加固工程，严禁采用预浸法生产的纤维织物。47不同型号碳纤维织物强度大致分布图48制定依据：（1）碳纤维按其主原料分为三类，即聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青（PITCH）基碳纤维和粘胶（RAYON）基碳纤维。从结构加固要求衡量，以PAN基碳纤维为最佳；粘胶基碳纤维最不适用；沥青基碳纤维只有高模量的长丝（Ⅰ级≥6.0×105MPa；Ⅱ级3.5×105～5.0×105MPa），可用于需要高刚性材料的场合，但目前很少遇到这类用途，