维普资讯 http://www.cqvip.com 在已建成混凝土梁跨中开倒Ｕ形槽的处理 陈海慧 ｌ概述 某水泥厂包装机房，由于设计时未考虑设备高 度，现厂方要求在一条已建成的矩形混凝土简支梁跨 湿式外包钢加固法又分为构件外部粘钢加固法和 混凝土外包钢三重连接加固法。粘钢加固法粘结钢板 厚度主要依据混凝土强度、锚固长度及施工操作而 定，钢板厚度愈厚，所需锚固长度愈长，而且很硬， 中凿一个倒Ｕ形槽。该梁跨度９２００ｍｍ，高 不易粘贴，根据经验，一般外包钢板厚度不超过 １４５０ｍｍ，宽３００ｍｍ；倒Ｕ形槽槽宽１２００ｍｍ，高 ７５０ｍｍ，长与梁宽相同均为３００ｍｍ，如图（１）所 示。这要截断该梁的全部底筋，折断部分腰筋及箍 筋。这样完全改变了该梁受力性质，必须采取相应的 加固措施，否则该梁将无法承受原截面设计要求所承 受的承载力。 图（１） ２加固方案的选择 外包钢加固法是钢筋混凝土梁、柱四周包以型钢 或钢板的一种加固法，外包钢构架可以完全替代或部 分替代原构件工作，达到加固的目的。对于该工程， 采取外包钢加固法比较合适。 外包刚加固法可分为干式、湿式两种。钢筋混凝 土柱采用外包型钢加固，当型钢与原柱之间无任何连 接，或虽填塞有水泥砂浆但仍不能满足结合面剪力有 效传递时，称为干式外包钢加固法。这种加固方法不 能确保结合面传递剪力，承载力的提高不如湿式外包 钢有效，已经很少被采用。钢筋混凝土梁柱外包型钢 加固，当以乳胶水泥粘贴或以环氧树脂化学灌浆等方 法粘贴时，称为湿式外包钢加固法。 作者：广州市建材．Ｔ＿－２１ｋ研究所 ２８重庆建筑２００２／３ ６ｍｍ，混凝土等级应大于Ｃ１５。混凝土外包钢板三重 连接加固法是用膨胀螺栓将钢板（或型钢）固定在混 凝土构件的表面，并将钢材焊成一个统一整体，然后 用低压低速灌胶法将结构胶注入钢材与混凝土之间， 使两者连成一个牢固而可靠的整体。这种方法的优点 为三重连接相互补充，共同作用，而且混凝土构件的 强度可不受，结构形式可不受，周围环境可 不受，外包钢板的厚度不受。考虑到本工程 由于粱截面高度变化较大，加固时必定要用较厚的外 包钢板，用粘钢加固法不能满足该工程对钢板厚度的 要求。因此采用混凝土外包钢板三重连接加固法是最 佳选择。 ３计算方法 加固设计主要依据《混凝土结构加固技术规范》 ＣＥＣＳ２５：９０进行。 ３．１承载力计算： ｆ ・ｂ・ｘ—ｆ Ａ 一ｆ Ａ ＋ｌ３ｆ Ａ ① Ｍ 一ｆ￣ｍｂｘ（ｈ—Ｏ．５ｘ）＋ｆ Ａ （ｈ—ａ ） ② 式中ｆ 、ｆ 分别为原构件纵向钢筋抗拉、抗压强 度设计值。Ａｓ、Ａｓ 分别为原构件纵向受拉、受压钢 筋截面面积之和，ｆ 为加固钢板抗拉强度设计值，Ａ 为受拉区加固钢板截面面积，Ｊ３为考虑加固钢板的应 力滞后、以及撕脱力影响等强度折减系数为０．９，ｆ 为原构件混凝土弯曲抗压强度设计值，Ｘ为原混凝土 受压区高度，ｂ为原构件宽度。 根据厂方提供的条件，已知跨中弯矩Ｍ一 维普资讯 http://www.cqvip.com １０００ＫＮ・１ＴＩ，ｆ 一１１Ｎ／ｍｍ ，ｆ 一３１０Ｎ／ｍｍ。，Ａ。 一ｆ 一ｆ 一２００Ｎ／ｍｍ。代入③式得Ｘ＜Ｏ，取Ｘ一０即 混凝土不参加工作。为安全起见，忽略受压钢筋的作 用设ｆ 一０，则④式简化为 Ｍ 一Ｂｆ ｙＡ ｈ＝Ｏ．９ｘ２００ｘ８４００ｘ７００＝１０５８ＫＮ・ｒｎ ６２８ｍｍ ，又因梁底筋被切断即ｆ 一０，Ａｓ一０，假 设加固钢板厚３０ｍｍ，则Ａ 一３０Ｘ３００—９０００ｍｍ ， ｆ 一２００Ｎ／ｍｍ 代入公式①算得 Ｙ—Ｑ：堕 二 垒 ｆ ｂ ＞Ｍ一１０００ＫＮ・１ＴＩ满足要求 ３．２钢板锚固长度的计算 由于受拉钢板受到槽洞的，不能向两端延 伸，这样梁截面变化处必出现应力集中现象。为解决 这个问题，应在梁截面变化处周边外包构造钢板，使 该处形成一钢构架，如图（２）。该钢构架用膨胀螺栓 一 ！ Ｑ 二 １１ｘ３００ 鱼兰量 将Ｘ＝４３２ｍｍ代入②式算得： Ｍ 一１１ｘ３００ｘ４３２ｘ（７００—０．５ｘ４３２）十３１０ｘ６２８ｘ （７００—３５）一８２０ｘｌ０ Ｎ・ｍｍ一８２０ＫＮ・１ＴＩ ＜Ｍ一１０００ＫＮ・１ＴＩ不满足要求，应在受压区粘贴钢 板。这样被加固梁的截面承载力按下列公式计算： ｆ ・ｂ・ｘ—ｆ Ａ 一ｆ Ａ ＋Ｏｆ ｙＡ ③ Ｍ 一ｆ￣ｎｂｘ（ｈ－－０．５ｘ）十ｆ Ａ （ｈ—ａ ）十Ｊ３ｆ 将钢板固定在混凝土构件表面，并将钢材焊接成一个 整体（为使钢板便于焊接，应加大钢板Ｍｂ０２￣Ｍｂ０５ 的宽度，钢板尺寸如图３），然后用低压低速灌胶法 将结构胶注入钢材与混凝土之间，使两者连成一个牢 Ａ ｈ ④ 固而可靠的整体，这样钢板的锚固问题就转化为螺栓 的抗剪抗拔问题，即当锚固区设置的螺栓数目足以能 承担截面变化处的剪力和弯矩时，锚固就牢靠了。 式中０为加固钢板抗压强度设计值。Ａ 为受压 区加固钢板截面面积。 假设受拉区受压区钢板厚度均为２８ｍｍ，分别位 于梁顶及槽顶处，则Ａ ：Ａ 一２８ｘ３００—８４００ｍｍ。， （螺栓的受力计算及构造要求应按照ＧＢＪ１７～８８《钢 结构设计规范》中规定的方法计算，此处从略。） Ｍｂ０２ ∞ — Ｊ ８ｌ １ （图２） №３ ２００２ ＣＨＯＮＧＱＩＮＧ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ２９ 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｌ——— 型——— ＭｂＯ２（Ｍｂ０３） ＝！！！！！！！竺！！！！ ∞ ｚ。 ｌ２ １２￡６ ｂ ％４ｘ１６００ｘ２￣ （３６４ｘｌ２００×己８厚） Ｍｂ０４ １１１１１１１１竺１ ３６４ｘ７５０ｘｌ２厣 （图３） ４施工建议 ４．１ 加固前应对被加固构件进行卸荷，即先要 在被凿部位两端加支撑支顶，如图（４）。支撑必须经 过设计计算后，再精心施工。 图（５） ４．２安装钢板前凿梁不能凿断被凿部位的底筋、 箍筋及腰筋。 ４．３安装钢板之前，构件表面必须打磨平整，无 杂物和尘土。外包钢应须防腐处理，以提高耐久性。 ４．４安装侧向钢板Ｍｂ０１。 ４．５切断梁底筋及露出混凝土梁的箍筋、腰筋。 （ａ）梁底筋切断处的处理方法： 图（６） ５结束语 该工程已建成投入使用三年多，情况正常。可见 采用混凝土构件外包钢三重加固法对特殊要求构件的 加固确有显著效果。 将梁底筋在中点处切断，并将其向梁截面方向弯 直角，用带直钩的钢筋ａ与梁底筋相交处点焊焊接， 钢筋ａ两端部直弯钩与两侧钢板双面焊接。如图 （５）。 （ｂ）梁箍筋切断处的处理方法： 将箍筋切断并向梁截面方向弯直角，钢筋相交处 焊接。如图（６）。 参考文献 ［１］ 《混凝土结构加固技术规范》ＣＥＣＳ２５：９０，中国 计划出版社１９９１年版。 （ｃ）切断处腰筋双向焊于侧向钢板Ｍｂ０１上。 ６．用Ｃ３０细石混凝土将槽周边受损部位填平。 ７．分别安装钢板ＭｂＯ２￣Ｍｂ０５。 Ｅ２３ 《钢筋混凝土结构事故分析与加固》，中国建筑工 业出版社１９９７年版。 ８．钢板与梁面间空隙应采用结构胶填实。 Ｃ３３ 《建筑结构》１９９７年１ｌ期。 图（４） ３０重庆建筑２００２／３
