不对称增大截面法加固偏心受压柱计算公式探讨

不对称增大截面法加固偏心受压柱计算公式探讨 不对称增大截面法加固偏心受压柱计算公式探讨 曾 炜 吕文龙 (广东省建筑科学研究院 广东广州 510500) 摘要:在实际工程中，由于受场地限制，采用不对称增大截面法加固偏心受压柱的情况相当普遍，但在《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006)只给出了对称增大截面法加固偏心受压柱的计算公式，本文根据该公式并结合相关规范推导出不对称增大截面法加固偏心受压柱的计算公式。 关键词:加固 增大截面 不对称 1 概述 在工程中，由于建筑物的增层、改造、混凝土强度不足等原因造成柱轴压比超限的情况比较普遍。对轴压比超限的柱进行加固广泛采用增大截面法。由于增大截面法有加固效果好，造价低等特点，所以在工程中得到广泛应用。增大截面法按增大形式分对称增大和不对称增大两种。在《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006)只给出了两边对称增大截面法加固偏心受压柱的计算公式，并没有给不对称增大截面法加固偏心受压柱的计算公式。本文根据该公式并结合相关规范推导出不对称增大截面法加固偏心受压柱的计算公式。 2 公式推导 《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006)给出的对称增大截面法加固偏心受压柱的计算公式如下: 图1对称增大截面法加固偏心受压柱计算 图 Page 1 of 4 ''' (5.4.2-1) N,afbx，0.9fA，fA',0.9A,A,,1ccysy0s0sss0s0 '''''' (5.4.2-2) Ne,afbx(h,x/2)，0.9fA(h,a)，fA(h,a),A(a,a),1ccoysosyosoososososos (5.4.2-3) ,,(0.8h/x,1)Ee,fsoo1socuyo (5.4.2-4) ,,(0.8h/x,1)Ee,fsosocuy 由下图可得到，采用不对称增大截面法加固偏心受压柱，混凝土受压区宽度由原来的 ''b，,bb增加到，新增受压钢筋和原受压钢筋排成一排，钢筋边距由原来的变成。 aasos 图2 不对称增大截面法加固偏心受压柱计算图 ''' N,af(b，,b)x，0.9fA，fA',0.9,A,,A1ccysy0s0sss0s0 '''''' Ne,af(b，,b)x(h,x/2)，0.9fA(h,a)，fA(h,a),,A(a,a)1ccoysosyosoossososos,,(0.8h/x,1)Ee,f soo1socuyo ,,(0.8h/x,1)Ee,f sosocuy 3 工程概况 某建筑物角柱与相邻建筑物的位置关系如图1。详细数据数据如下:柱截面尺寸b 2×h=400×400，柱纵筋为HRB335，对称配筋Aso,1500mm，原混凝土强度C20，fc= 9.6 2N/mm，柱计算长度lo=3000，承受的轴向压力设计值N,2000KN，弯距150KN.M。经计算，轴压比Uc=N/(fcA)=2000000/(9.6x400x400)=1.3>0.9不满足要求，钢筋Aso=2379 22mm>1500mm。轴压比和配筋均不满足要求，需要进行加固处理。 Page 2 of 4 图3 柱位置图 4、计算过程: 采用不对称加大截面法加固，加固后尺柱寸b×h=500×500，=460,h需承受的轴向压0 2力设计值，新增混凝土强度C25，fc= 11.9 N/mm。采用对称配筋法，A’s=A’so。 1)计算新旧混凝土组合截面的混凝土轴心抗压强度设计值: 12，，f,f，0.9f ,(9.6+0.9×11.9)/2,10.155N/mm ccc0c2 2)计算偏心距e(《混凝土结构设计规范》): 轴向压力对截面重心的偏心距 63=M/N=150×10/2000×10=75mm e0 附加偏心距取20mm和h/30的较大值，即=20mm eeaa 初始偏心距:e=e+e=75+20=95mm i0a ,,0.5fA/N=0.5×10.155×500×500/2000000=0.635 1c ,,1.15,0.01l/h=1.15-0.01×3000/500=1.09>1,取,1 ,202 l120,,1，(),,偏心距增大系数 12ehh1400/i0 2=1+460×(3000/500)×0.635×1/(1400×95)=1.079 e/h根据《混凝土加固设计规范》第5.4.3条，对非对称形式的加固，=50/500,0.10 ,,0.3，所以修正系数=1.3。 , 因此，偏心距增大系数为1.3×1.079,1.403 e,,e，h/2,a偏心距=1.403×95+500/2-40=343.29 i 3)把数据代入方程组 Page 3 of 4 2000000=1×10.155×(400+100)x+0.9×300×A’s+300×1500-0.9As-1500 ,,ss02000000×343.29=1×10.155×(400+100)x(460-x/2)+ 0.9×300×A’s(460-40) +300×1500(460-140)-×1500×(140-40) ,s0 =(0.8×360/x-1)×200000×0.0033694 轴压比Uc=N/(fccA)=2000000/(10.155x500x500)=0.79 满足要求 5结束语 采用不对称增大截面法加固柱能取得采用对称增大截面法相近的加固效果，且能克服现场施工限制和建筑要求带来的问题，故有着广泛的应用。本文所讨论的计算

方法

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仅针对某一对称配筋的特例。对于不对称配筋的情况和受压区在新增混凝土一侧的情况，计算方法也会发生变化，但基本原理一致，本文不再一一讨论。 参考文献 [1] GB 500367-2006 混凝土结构加固设计规范[S] [2] GB 500010-2002 混凝土结构设计规范[S] [3] 唐业清.建筑物改造与病害处理[M].北京:中国建筑工业出版社，2000 Page 4 of 4