《混凝土结构加固设计规范》GB

《混凝土结构加固设计规范》GB50367前言本规范是根据建设部建标[1999]308号文的要求，由四川省建筑科学研究院会同有关的高等院校及科研、设计、企业等单位共同修订而成。在修订过程中，规范修订组开展了多项专题研究，进行了大量的调查分析和验证性试验，总结了近年来我国混凝土结构加固设计的实践经验；与国外先进的标准规范进行了比较和借鉴；与相关的标准规范进行了协调。在此基础上以多种方式广泛征求了有关单位和社会公众的意见，并进行了试设计和试点工程的试用，对重点章节进行了反复修改，最后经审查定稿。本规范主要规定的内容有：混凝土结构加固设计的基本规定、材料、增大截面加固法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法、外粘型钢加固法、粘贴纤维复合材料加固法、粘贴钢板加固法、增设支点加固法、绕丝加固法、钢丝绳网片-复合砂浆外加层加固法等的设计、计算与构造规定以及有关的附录。此外，还有与各种加固方法配套使用的植筋技术、锚栓技术、混凝土裂缝修补技术和钢筋阻锈技术等。本规范将来可能需要进行局部修订；有关局部修订的信息和条文内容将在《工程建设标准化》杂志上颁布。本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。为充实提高规范的质量，请各使用单位在施行本规范过程中，结合工程实践，认真总结经验，并将意见和建议寄交成都市一环路北三段55号建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会（邮编：610081；）。本规范主编单位：四川省建筑科学研究院参加单位：同济大学、西南交通大学、福州大学、湖南大学、武汉大学、重庆大学、重庆市建筑科学研究院、辽宁省建设科学研究院、中国科学院大连化学物理研究所、中国建筑西南设计院、上海市工程建设标准化办公室、上海加固行建筑技术工程有限公司、北京东洋机械建筑工程有限公司、喜利得（中国）有限公司、慧鱼（太仓）建筑锚栓有限公司、厦门中连结构胶有限公司、亨斯迈先进化工材料（广东）有限公司、北京风行技术有限责任公司、上海库力浦实业有限公司、湖南固特邦土木技术发展有限公司、大连凯华新技术工程有限公司、台湾安固工程股份有限公司。本规范主要起草人：梁坦王永维陆竹卿梁爽吴善能黄棠林文修卓尚木古天纯贺曼罗倪士珠张书禹莫群速侯发亮卜良桃屈文俊陈大川王立民李力平王稚吴进陈友明张成英线运恒张剑单远铭张首文唐超伦张欣温斌1总则1.0.1为使混凝土结构的加固，做到技术可靠、安全适用、经济合理、确保质量，制定本规范。1.0.2本规范适用于房屋和一般构筑物钢筋混凝土承重结构加固的设计。1.0.3混凝土结构加固前，应根据建筑物的种类，分别按现行国家标准《工业厂房可靠性鉴定标准》GB50144和《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292进行可靠性鉴定。当与抗震加固结合进行时，尚应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011或《建筑抗震鉴定标准》GB50023进行抗震能力鉴定。1.0.4混凝土结构加固的设计，除应遵守本规范规定外，尚应符合国家现行有关标准的要求。2术语、符号2.1术语2.1.1已有结构加固strengtheningofexistingstructures对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施，使具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。2.1.2原构件existingstructuremember实施加固前的原有构件。2.1.3重要构件importantstructuremember其自身失效将影响或危及承重结构体系整体工作的承重构件。2.1.4一般构件generalstructuremember其自身失效为孤立事件，不影响承重结构体系整体工作的承重构件。2.1.5增大截面加固法structurememberstrengthentingwithR.C增大原构件截面面积或增配钢筋，以提高其承载力和刚度，或改变其自振频率的一种直接加固法。2.1.6外粘型钢加固法structurememberstrengtheningwithexternallybondedsteelframe对钢筋混凝土梁、柱外包型钢、扁钢焊成构架并灌注结构胶粘剂，以在到整体受力，共同约束原构件要求的加固方法。2.1.7复合截面加固法structurememberstrengtheningwithexternallybondedreinforcedmaterials通过采用结构胶粘剂粘接或高强聚合物砂浆喷抹，将增强材料粘合于原构件的混凝土表面，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。根据增强材料的不同，可分为外粘型钢、外粘钢板、外粘纤维增强复合材料和外加钢丝绳网片-聚合物砂浆层等多种加固法。2.1.8绕丝加固法compressionmemberconfinedbyreinforcingwire该法系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直接加固法。2.1.9外加预应力加固法structurememberstrengtheningwithexternallyappliedprestressing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。2.1.10植筋bondedrebars以专用的结构胶粘剂将带肋钢筋或全螺纹螺杆锚固于基材混凝土中。2.1.11结构胶粘剂structrualadhesives用于承重结构构件粘接的、能长期承受设计应力和环境作用的胶粘剂，简称结构胶。2.1.12纤维增强复合材fibrereinforcedploymer（FRP）采用高强度的连续纤维按一定规则排列，经浸渍适配的胶粘剂固化后形成具有增强效应的复合材料，简称纤维复合材。2.1.13复合砂浆compositemortar（polymermortar）掺有改性环氧乳液或其他改性共聚物乳液的高强度水泥砂浆，也称聚合物砂浆。适合承重结构用的复合砂浆除了应能改善其自身的物理力学性能外，还应能显著提高其锚固钢筋和粘结混凝土的能力。2.1.14有效截面面积effectivecross-sectionarea扣除孔洞、缺损、锈蚀层、风化层等削弱、失效部分后的截面。2.1.15加固设计使用年限designworkinglifeforstrengtheningofexistingstructureoritsmember加固设计规定的结构、构件加固后无需重新进行检测、鉴定即可按其预定目的使用的时间。2.2符号2.2.1材料性能Eso——原构件钢筋弹性模量；Es——新增钢筋弹性模量；Ea——新增型钢弹性模量；Esp——新增钢板弹性模量；Ef——新增纤维复合材弹性模量；fco——原构件混凝土轴心抗压强度设计值；fyo、fyo——原构件钢筋抗拉、抗压强度设计值；fy、fy——新增钢筋抗拉、抗压强度设计值；fa、fa——新增型钢抗拉、抗压强度设计值；fsp、fsp——新增钢板抗拉、抗压强度设计值；——新增纤维复合材抗拉强度设计值；——纤维复合材与混凝土粘结强度设计值；——结构胶粘剂粘结强度设计值；——锚栓抗拉强度设计值；εf——纤维复合材拉应变设计值；εfe——纤维复合材环向围束有效拉应变设计值。2.2.2作用效应及承载力N——构件加固后轴向力设计值；M——构件加固后弯矩设计值；V——构件加固后剪力设计值；Mok——加固前受弯构件验算截面上原作用的初始弯矩标准值；σs——新增纵向钢筋受拉应力；σso——原构件纵向受拉钢筋或受压较小边钢筋的应力；σa——新增型钢受拉肢或受压较小肢的应力；εfo——纤维复合材滞后应变；ω——构件挠度或预应力反拱。2.2.3几何参数ho、ho1——构件加固后和加固前的截面有效高度；hw——构件截面的腹板高度；ff,vfbdfudffhn——受压区混凝土的置换深度；hsp——梁侧面粘贴钢箍板的竖向高度；hf——梁侧面粘贴纤维箍板的竖向高度；hef——锚栓有效锚固深度；Aso、Aso——原构件受拉区、受压区钢筋截面面积；As、As——新增构件受拉区、受压区钢筋截面面积；Afe——纤维复合材有效截面面积；Acor——环向围束内混凝土截面面积；Asp、Asp——新增受拉钢板、受压钢板截面面积；Aa、Aa——新增型钢受拉肢、受压肢截面面积；ls——植筋基本锚固深度；ld——植筋锚固深度设计值；ll——植筋受拉搭接长度；D——钻孔直径；Wet——锚栓截面抵抗矩；2.2.4计算系数α1——受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值；βc——混凝土强度影响系数；β1——矩形应力图受压区高度与中和轴高度的比值；αc——新增混凝土强度利用系数；αs——新增钢筋强度利用系数；αa——新增型钢强度利用系数；αsp——防止混凝土劈裂引用的计算系数；ψ——折减系数、修正系数或影响系数；——增大系数或提高系数。3基本规定3.1一般规定3.1.1混凝土结构经可靠性鉴定确认需要加固时，应根据鉴定结论和委托方提出的要求，由有资质的专业技术人员按本规范的规定和业主的要求进行加固设计。加固设计的范围，可以是整幢建筑物或其中某独立区段，也可以是指定的结构、构件或连接，但均应考虑该结构的整体性是否需要加强。3.1.2加固后混凝土结构的安全等级，应根据结构破坏后果的严重性、结构的重要性和加固设计使用年限，由委托方与设计方按实际情况共同商定。3.1.3混凝土结构的加固设计，应与实际施工方法紧密结合，采取有效措施，保证新增构件和部件与原结构连接可靠，新增截面与原截面粘结牢固，形成整体共同工作；并应避免对未加固部分，以及相关的结构、构件和地基基础造成不利的影响。3.1.4对高温、高湿、低温、冻融、化学腐蚀、振动、温度应力、地基不均匀沉降等影响因素引起的原结构损坏，应在加固设计中提出有效的防治对策，并按设计规定的顺序进行治理和加固。3.1.5混凝土结构的加固设计，应综合考虑其技术经济效果，避免不必要的拆除或更换。3.1.6对加固过程中可能出现倾斜、失稳、过大变形或坍塌的混凝土结构，应在加固设计文件中提出相应的临时性安全措施，并明确要求施工单位必须严格执行。3.1.7混凝土结构的加固设计使用年限，应按下列原则确定：1结构加固后的使用年限，应由业主和设计单位共同商定；2一般情况下，宜按30年考虑；到期后，若重新进行的可靠性鉴定认为该结构工作正常，仍可继续延长其使用年限；3对使用胶粘方法或掺有聚合物加固的结构、构件，尚应定期检查其工作状态。检查的时间间隔可由设计单位确定，但第一次检查时间不应迟于10年。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。3.2设计计算原则3.2.1混凝土结构加固设计采用的结构分析方法，应遵守现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010（以下简称现行设计规范GB50010）规定的结构分析基本原则，且在一般情况下，应采用线弹性分析方法计算结构的作用效应。3.2.2加固混凝土结构时，应按下列规定进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计、验算：1结构上的作用，应经调查或检测核实，并应按本规范附录A的规定和要求确定其标准值或代表值，若此项工作已在可靠性鉴定中完成，宜加以引用。2被加固结构、构件的作用效应，应按下列要求确定：1）结构的计算图形，应符合其实际受力和构造状况；2）作用效应组合和组合值系数以及作用的分项系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009确定，并应考虑由于实际荷载偏心、结构变形、温度作用等造成的附加内力。3结构、构件的尺寸，对原有部分应采用实测值；对新增部分，可采用加固设计文件给出的名义值。4原结构、构件的混凝土强度等级和受力钢筋抗拉强度标准值应按下列规定取值：（1）当原设计文件有效，且不怀疑结构有严重的性能退化时，可采用原设计的标准值；（2）当结构可靠性鉴定认为应重新进行现场检测时，应采用检测结果推定的标准值；（3）当原构件混凝土强度等级的检测受实际条件限制而无法取芯时，允许采用回弹法检测，但其强度换算值应按本规范附录B的规定进行龄期修正，且仅允许用于结构的