建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)軟件yhjz2008——增大截面加固與軟件設(shè)計(jì)

1、建筑設(shè)詩ICONSTRUCTIONI建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)軟件YHJZ2008——增大截面加固與軟件設(shè)計(jì)黃振華方東陳斌羅洪輝惠州市藝?yán)L建設(shè)工程技術(shù)咨詢有限公司廣東惠州516002摘要：根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》簡述了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面加固設(shè)計(jì)算原理，應(yīng)用delphi軟件編制了計(jì)算機(jī)的程序YHJZ一2008，本文介紹YHJZ一2008結(jié)構(gòu)加固軟件增大截面受力模塊加固的計(jì)算方法并利用實(shí)例進(jìn)行剖析。關(guān)鍵詞：增大截面加固法；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范；加

2、固軟件設(shè)計(jì)；受彎構(gòu)件；原結(jié)構(gòu)Abstract：Basedon“DesigncodeforStrengtheningConcreteStructmes”，thebasiccalcultingtheoryofs心engtheningRCflexuralmembermemberwithenlargingcross—sectiOllisintroduced；designprocessiscodedandsoftwaredevelopmentis

3、alsealizedusingDelphi70softwareStengtheningmodelandcalculatingmethodofenlargingcrosssegfionofcompressionmemberinYHJZ一2008isfurthergiven；finallyanexampleisusedtoshowthiscourseKcywords：suuctmememberstrengthgatingwith＆C：des

4、igncodeforsatagthening；designforstrtLeturetosuvagtbeningsoftware；flexuralmemberexistingsUlLeturcmember增大截面的加固法就是外包砼加固法，工作的原理就是利用原有的砼加大截面尺寸與原來配筋保證兩者相結(jié)合來共同提高構(gòu)件的承載能力，保證結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，加固方法直觀，且容易理解掌握，運(yùn)用于粱、板、柱、基礎(chǔ)工程、屋架等各種構(gòu)件、用材與鋼筋砼結(jié)構(gòu)工程

5、用料相同，適應(yīng)性強(qiáng)，是常用的混凝土結(jié)構(gòu)加同的一種方法之一。增大截面法是加固受壓構(gòu)件，分為正截面受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件兩類，軸心受壓構(gòu)件采用三面圍套加固方式，偏心受壓構(gòu)件采用單側(cè)、雙側(cè)和圍套鋼筋砼加固三種方式加以選擇。本文以現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500102002、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB503672006為基礎(chǔ)，考慮結(jié)構(gòu)安全性的標(biāo)準(zhǔn)，介紹結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)軟件YHJZ2008擴(kuò)大截面加固設(shè)計(jì)模塊的基本方法，程序和

6、操作界面，通過工程實(shí)例驗(yàn)證模塊的科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和計(jì)算程序相結(jié)合，人與機(jī)直接對話，快速準(zhǔn)確解決設(shè)計(jì)中遇到的問題，供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師參考的。1基本假定和計(jì)算方法采用增大截面法加固混凝土構(gòu)件時(shí)，在滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB305672006)中有關(guān)構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定為基礎(chǔ)，當(dāng)僅在受壓加固受彎構(gòu)件時(shí)，其承載力、抗裂度、鋼筋應(yīng)力、裂縫寬度及撓度的計(jì)算和驗(yàn)算《規(guī)范》關(guān)于疊合式受彎構(gòu)件的規(guī)定進(jìn)行應(yīng)驗(yàn)算結(jié)果表明，僅需增設(shè)砼疊合層即可，

7、滿足承載力要求時(shí)也應(yīng)按構(gòu)造配量受壓鋼筋和分布鋼筋，就擴(kuò)大截面法而言，加固體系是二次受結(jié)構(gòu)，新加部分存在明顯的應(yīng)力。應(yīng)彎滯后的特征，因而加固設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮新舊砼的共同工作按照加固構(gòu)件所處的實(shí)際應(yīng)力水平，同時(shí)考慮新加固砼與原構(gòu)件的協(xié)同工作程度來進(jìn)行合理的分析和計(jì)算，由于篇幅，本文僅介紹偏壓構(gòu)件的加固軟件。Ⅳ和西^I‘^一考)％^‘^一一吾)屆‘(考一I，)(1)口，Ⅳk哳^”以，；也。后^：2a“《Jr“《‘^2偏壓構(gòu)件的加固計(jì)算公式對大、小

8、偏壓的鋼筋混凝土構(gòu)件而言，擴(kuò)大截面法加固工況一般有圍套加固、單側(cè)(受拉側(cè)或受壓側(cè))加固及雙側(cè)加固3種，考慮到實(shí)用性，本選用圍套或雙側(cè)增大截面這兩種加固工況時(shí)皆采用了對稱的加固形式。21單邊加固當(dāng)原構(gòu)件的大偏壓承載力不足時(shí)，可在受拉區(qū)增澆鋼筋混凝土層(圖la)，加固設(shè)計(jì)的計(jì)算公式為：N=af。bxf。^‘。一f^09f’nJIll(2)Ne=alfcbx(1h—x12)f’小’；(1lol—a’，)(3)式中h01一加固截面全部受拉鋼筋的

9、合力作用點(diǎn)至受壓邊緣問的距離；匆、fjrl—原有、新加鋼筋的設(shè)計(jì)搞拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；e—軸壓力距受拉鋼筋合力作用點(diǎn)的距離。當(dāng)原構(gòu)件小偏壓承載力不足時(shí)可在受壓區(qū)增澆鋼筋混凝土層(圖1口I《廣甜州●II荔五名●●IIllD1^o。7hl_a一受拉區(qū)加固；b受壓區(qū)加固b啊1受拉區(qū)、受壓區(qū)增澆鋼筋混凝土層lb)，加固結(jié)構(gòu)的計(jì)算公式為：N=axf。b(xh)fo’。一0^o9(affdbAhf’，t^’。)(4)Ne=afeb(xAh)[ha(xAh

10、)／2]f’?！?hnAha’。)也9hfdbAhghaAh／2)f’“7。t11ha’。)】(5)式中orS—原有受拉鋼筋的應(yīng)力。2299側(cè)對稱加固～弋’trff●●●●^J|●●●●●●tl^i～。^，■圍2雙側(cè)對稱加固熊吏壅堡E墨萬方數(shù)據(jù)I建筑設(shè)計(jì)lCONSTRUCTION在這種加固工況下(圖2)，大、小偏壓狀態(tài)下的平衡方程可統(tǒng)一寫成：N=afcb(xh)f。小’。一d。A，o9(aL。bAhf’nA’n—a。，丸，)(6)Ne=

11、a：fcb(x一△h)[hm一(xAh)／2]f7止7。(h札一△h—a’)09[aL。bAh(ha—Ah／2)f‘nA‘“(1=ha。n)](7)式中盯sl～新加受拉鋼筋的應(yīng)力。23關(guān)天盯s、盯sl的取值以及偏心距的計(jì)算大偏心受壓截面加固時(shí)，由于新加鋼筋的彈性比例極限應(yīng)變值為000104)0025，而原有鋼筋的極限拉應(yīng)變一般取001，因而大偏壓破壞狀態(tài)下新、舊鋼筋都能達(dá)到其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，所以在上述各工況下的大偏壓計(jì)算公式中魘有和新增

12、受拉鋼筋的應(yīng)力取值分別為f3，和f3rl。相比而言，小偏心受壓構(gòu)件加固時(shí)受拉鋼筋應(yīng)力的精確計(jì)算要復(fù)雜得多，它要按照加同設(shè)計(jì)的幾個(gè)基本假定列出加固前后兩個(gè)階段的平衡關(guān)系及變形協(xié)調(diào)方程來加以疊代求解?？紤]到工程應(yīng)用，本加同軟件采用近似的安全算法，即在小偏壓情況下取原有受拉鋼筋和新拉鋼筋的應(yīng)力同為：oson=(_o8)∥(n—O8)(8)式中一受壓區(qū)高度系數(shù)，x／ho；b一界限受壓區(qū)高度，如對HRB335型鋼筋則取為055；嗍筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度

13、。對于不同的加固開工，軸向力至受拉鋼筋合力作用點(diǎn)的距離e的計(jì)算都是以加固后的截面尺寸b(b)、h，為準(zhǔn)：e爿leiho一hl／2(9)式中，ho，為加固截面的受拉鋼筋合力作用點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離，當(dāng)選用在受壓區(qū)加澆鋼筋混凝土加固工況時(shí)取ho。=h0△h；當(dāng)選用在受拉區(qū)加澆鋼筋混凝土加固工況時(shí)取ho=hoAh／2；選用圍包及雙側(cè)對稱加同T況時(shí)取hol曲。15Ah。3設(shè)計(jì)流程和界面在進(jìn)行偏壓構(gòu)件的加固設(shè)計(jì)時(shí)，本設(shè)計(jì)模塊采用先分別按大、小偏

14、壓試算后冉用限制條件來加以判定取舍的方法，由此很好地解決了受壓狀態(tài)的判別問題；在進(jìn)行循環(huán)計(jì)算時(shí)，其加大截面尺寸的起點(diǎn)均為按構(gòu)造要求所需的最小值。為節(jié)省篇幅起見，本文僅以偏壓構(gòu)件的單側(cè)加固下況為例，其加固界面和設(shè)計(jì)流程分別見圖3、圖4。4工程實(shí)題惠陽區(qū)檸檬酸廠原車間首層柱bXh400X600，層高5500m，原囪城市建設(shè)圈3偏壓構(gòu)件加固界面圈四小偏壓單側(cè)加固流程設(shè)計(jì)的軸力3100kN，彎矩230kNm。配筋4qb25，混凝土為C20，因其

15、改變功能需要附加設(shè)計(jì)彎矩Am=69kNm設(shè)計(jì)增加砼的面積尺寸和配筋量。本混凝土柱采用雙側(cè)加固方案。加固后的截面高度h=800mm受拉區(qū)增高=100mm受拉區(qū)增加鋼筋A(yù)s=800mm2受壓區(qū)增高=100mm受壓區(qū)增加鋼筋A(yù)s800ram25結(jié)語本文介紹了鋼筋混凝土立柱擴(kuò)大截面法加固的基本計(jì)算理論，并應(yīng)用Delphi70對幾種常用的加固t況進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)，使用者可通過交互式界面方便地進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，工程實(shí)踐和計(jì)算實(shí)例都表明，本加固模