产业园工程303号建筑结构加固计算整体结构混凝土标号为C30,f c=14.3N/m2,钢筋为HRB400,fy=360N/m2。
梁保护层厚度为30mm。
单层配筋a s取50mm,双层配筋a s取75mm,三层配筋a s 取100mm。
相对界限受压区高度ξb= β1 / [1 + f y / (E s* εcu)]=0.518。
加固采用粘贴碳纤维布或钢板按等强度代换并配合构造技术措施进行加固。
碳纤维布选用300g/m2型,计算厚度为0.167mm,抗拉强度不小于3000MPa,弹性模量不小于2.1x105MPa, 伸长率不小于1.5%,碳纤维布强度设计值为1400MPa,利用系数取0.9;钢板选用-5mmQ235B型钢板,抗拉强度设计值为215MPa,有锚栓削弱强度利用系数取0.8,无锚栓削弱时强度利用系数限0.9。
锚栓采用普通定型化学锚栓。
1.B/14-15轴框架梁:b*h=350*750mm,跨中弯距M B=542KN.m,支座弯矩M14=-734KN.m,M15=-574KN.m跨中弯矩M B,按矩形截面梁计算。
受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=177mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.252<ξbAs=α1 * f c * b * x / f y=2461mm2现梁跨中实配522,As=1900mm2,不满足,需增补的强度相当于HRB400钢筋2461-1900=561mm2。
561*360=0.9*1400*0.167*b,b=960mm,梁底粘贴350mm 宽碳纤维布三层,b=1050mm。
支座弯矩M14=-734KN.m,受压区已配522,As=1900mm2M1=1900*360*0.625/1000=427.5KN.mM2=734-427.5=306.5KNm受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=98mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.145<ξbAs2=α1 * f c * b * x / f y=1360mm2As= 1900+ 1360=3260mm2现支座实配725,As=3436mm2,满足,对该支座粘贴300mm宽碳纤维布双层进行构造加固。
支座弯矩M15=-574KN.m,受压区已配522,As=1900mm2M1=1900*360*0.625/1000=427.5KN.mM2=574-427.5=147KNm受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=45mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.065<ξbAs2=α1 * f c * b * x / f y=626mm2As= A s1+ As2=2526mm2现支座实配525,As=2454mm2,需增补的强度相当于HRB400钢筋72mm2。
72*360=0.9*1400*0.167*b,b=123mm,梁顶粘300mm宽碳纤维三层,b=900mm。
2.B/4-5轴框架梁:b*h=350*750mm,跨中弯距M B=742KN.m,支座弯矩M4=-548KN.m,M5=-886KN.m跨中弯矩M B,按矩形截面梁计算。
受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=275mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.408<ξbAs=α1 * f c * b * x / f y=3614mm2现梁跨中实配425,As=1963mm2,不满足,需对该框架梁增补的强度相当于HRB400钢筋3614-1963=1651mm2,采用粘贴钢板加固1651*360=0.9*5*215*b,b=614mm。
梁底粘贴5mm钢板双层,b=700mm。
支座弯矩M4=-548KN.m,受压区已配425,A s1=1963mm2M1=1963*360*0.6/1000=424KN.mM2=548-424=124KN.m受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=36mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.052<ξbA s2=α1 * f c * b * x / f y=505mm2As=1963+505=2468mm2,现支座实配7 25,As=3436mm2,满足。
支座弯矩M5=-886KN.m,受压区已配4 25,A s1=1963mm2。
M1=1963*360*0.6/1000=424KN.m,M2=886-424=462KN.m受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=154mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.228<ξbAs2=α1 * f c * b * x / f y=2146mm2As= 1963+ 2146=4109mm2现支座实配10 25,As=4909mm2,满足。
3.B/5-6轴框架梁:b*h=350*750mm,跨中弯距M B=738KN.m,支座弯矩M5=-899KN.m,M6=-764KN.m跨中弯矩M B,按矩形截面梁计算。
受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=273mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.405<ξbAs=α1 * f c * b * x / f y=3808mm2现梁跨中实配725,As=3436mm2,不满足,需对该框架梁增补的强度相当于HRB400钢筋3808-3436=372mm2,372*360=0.9*1400*0.167*b,b=636mm。
梁底粘贴300mm宽碳纤维布3层,b=900mm。
支座弯矩M5=-899KN.m,受压区已配725,As=3436mm2M1=3436*360*0.6/1000=742KN.mM2=899-742=157KNm受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=48mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.071<ξbAs2=α1 * f c * b * x / f y=670mm2As= A s1+ As2=4106mm2现支座实配1025,As=4909mm2,满足。
支座弯矩M6<M5,配筋与左支座相同,满足。
4.D/4-5轴框架梁:b*h=350*750mm,跨中弯距M D=793KN.m,支座弯矩M4=-664KN.m,M5=-904KN.m。
跨中弯矩M D,按矩形截面梁计算。
受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=302mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.447<ξbAs=α1 * f c * b * x / f y=4202mm2现梁跨中实配725,As=3436mm2,不满足,需对该框架梁进行补强加固。
4202-3436=766mm2,采用粘贴钢板加固。
766*360=0.9*215*5*b,b=285mm。
梁底粘贴350mm宽钢板。
支座弯矩M5=-904KN.m,受压区已配725,A s1=3436mm2M1=3436*360*0.6/1000=742KN.mM2=904-742=162KNm受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=50mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.074<ξbAs2=α1 * f c * b * x / f y=692mm2As= 3436+ 692=4128mm2现支座实配1025,As=4909mm2,满足。
对于支座弯矩M4<M5,支座配筋与右支座相同,满足。
5.D/5-6轴框架梁:b*h=350*750mm,跨中弯距M D=720KN.m,支座弯矩M5=-897KN.m,M6=-829KN.m跨中弯矩M D,按矩形截面梁计算。
受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=265mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.393<ξbAs=α1 * f c * b * x / f y=3684mm2现梁跨中实配725,As=3436mm2,不满足,需对该框架梁进行补强加固。
3684-3436=248mm2,248*360=0.9*1400*0.167*b,b=424mm。
梁底粘贴300mm 宽碳纤维布3层,b=900mm。
支座负弯矩均小于904KN.m,满足。
6.6/D-E轴框架梁:b*h=350x850mm,跨中弯距M6=1256KN.m,支座弯矩M D=-1177KN.m,M E=-367KN.m。
,按矩形截面梁计算。
跨中弯矩M6受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=459mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.592>ξb =0.518,不满足现在受压区增加两条-5*200mm钢板,N=0.8*5*400*215=344KNM1=344*0.775=266KNm.M2=1256-266=990KNm.受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=340mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.454<ξbAs2=α1 * f c * b * x / f y=4743mm2As=4743+344000/360=5698mm2,梁底实配钢筋面积5890.8mm2,满足,梁下部钢筋做构造加固,粘贴300mm宽碳纤维布双层。
支座弯矩M D=-1177KN.m,受压区已配1225,As=5890.8mm2M1=5890.8*360*0.675/1000=1431.5KN.m>M D=1177KN.m,满足。
支座弯矩M E=-367KN.m,受压区已配525,As=2454mm2M1=2454*360*0.725/1000=640KN.m>M E=367KN.m,满足。
根据强剪弱弯原则,对梁进行抗弯加固后,还应进行构造抗剪加固。