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加固设计的一个盲区

发布日期:2020-01-06 14:35:16 浏览量:1038

二次受力对加固梁的抗弯承载力影响问题一直是业内争议的一个焦点。该问题的计算在设计规范中的相关规定以及实际设计过程之中的处理方式都存在一定问题。


加固设计师通过参照规范推荐的滞后应变公式计算出的结果,得出二次受力影响较小的结论,因此多数设计师在计算过程中将二次受力的影响忽略不计。

加固设计

滞后应变公式的使用条件

《混凝土结构加固设计规范》(GB50367—2013) ( 以下简称《规范》) 提到了在考虑二次受力影响时的计算公式,在使用滞后应变公式之前应满足两个条件:(两条件缺一不可!)


条件一:需要保证钢筋在破坏前不被拉断;

条件二:需要保证钢筋在破坏前要屈服。

加固设计的一个盲区

通过滞后应变公式的计算,多数设计师常常忽略不计,而今天介绍的基本条带法的二阶段接力计算方法不仅考虑了二次受力的影响,还不会因破坏模式的改变而影响结果的准确性。

二次受力下梁正截面

弯矩- 曲率关系的数值分析方法

根据加固梁二次受力的特点,采用加固前后两阶段接力计算分析加固梁的弯矩- 曲率关系,得到的最大弯矩值就是加固梁的抗弯承载力。加固前梁截面的计算简图如图1 所示。
根据加固梁二次受力的特点,采用加固前后两阶段接力计算分析加固梁的弯矩- 曲率关系,得到的最大弯矩值就是加固梁的抗弯承载力。加固前梁截面的计算简图如图1 所示。

将构件截面沿弯曲方向分成n条带,假定同一条带i上各点的应变和应力均等于该条带中心点处的应变和应力。


应用图1(b)可建立截面的几何方程,应用图1(c)可建立截面的平衡方程,利用混凝土和钢筋的应力- 应变关系可获得物理方程。分级加曲率求解上述方程可获得截面的M-Φ关系。


当截面的弯矩M达到梁加固前所承受的最大弯矩M0时,停止计算,记录截面所有的变形参数准备第二阶段加固后的接力计算。


加固后梁截面的计算简图如图2 所示。此时,在梁底部粘贴了截面积为Af的纤维片材( 布或板) 。继续加载( M > M0) ,纤维片材出现拉应变εf,但εf和相应位置处的混凝土的拉应变不相等,两者的差值εf0等于M = M0时截面底部混凝土纤维的拉应变εcn。

和加固前的分析方法类似,应用图2( b) 建立截面的几何方程,应用图2( c)建立平衡方程,补充纤维复合材料的物理方程,通过分级加曲率求解这些方程可获得第二阶段的M -Φ关系,完成接力计算。计算步骤和第一阶段基本相同。


当截面出现下列情况之一时,停止计算:


1)当混凝土条带的压应变达到混凝土的最大应变时,该条带退出工作。若过多的条带退出工作,导致截面平衡条件不能满足时,认为压区混凝土被压碎。


2)当受拉钢筋或纤维片材的受拉应变超过各自的极限受拉应变时,认为钢筋或纤维片材被拉断。

最终结论

二次受力降低了外粘纤维片材加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力,因此在计算过程之中应当考虑二次受力的影响。目前《规范》中推荐的公式用于计算混凝土压碎破坏模式下加固梁的承载力是可以准确考虑二次受力影响的,但是用于计算钢筋拉断和钢筋超筋破坏模式下加固梁的承载力会带来不安全的结果。本文提出的方法能比较准确的给出结果。



文章来源: 永年加固公司
本文链接: http://lubanwang.com/a_20170127005844.html
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