中华人民共和国国家标准混凝土结构加固设计规范GB 50367-2005条文说明 3
9.3 受弯构件斜截面加固的计算
9.3.1 根据实际经验,本条对受弯构件斜截面加固的纤维粘贴方向作了统一的规定,并且在构造上只允许采用环形箍、加锚封闭箍、加锚U形箍和加织物压条的一般U形箍,不允许仪在侧面粘贴条带受剪,因为试验表明,这种粘贴方式受力不可靠。
9.3.2 本条的规定与国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002第7.5.1条完全一致。
9.3.3 根据现有试验资料和工程实践经验,对垂直于构件轴线方向粘贴的条带,按被加固构件的不同剪跨比和条带的不同加锚方式,给出了抗剪强度的折减系数。
9.4 受压构件正截面加固的计算
9.4.1 采用沿构件全长无间隔地环向连续粘贴纤维织物的方法,即环向围束法,对轴心受压构件正截面承载力进行间接加固,其原理与配置螺旋箍筋的轴心受压构件相同。
9.4.2 当l/d>12或l/d>14时,构件的长细比已比较大,有可能因纵向弯曲而导致纤维材料不起作用;与此同时,若矩形截面边长过大,也会使纤维材料对混凝土的约束作用明显降低,故明确规定了采用此方法加固时的适用范围。
9.4.3~9.4.4 公式9.4.3-1是考虑了在三向约束混凝土的条件下,其抗压强度能够提高的有利因素。公式9.4.3-2是参照了ACI440、CEB-FIP及我国台湾的公路规程和工业技术研究院设计型录等制定的。
9.5 受压构件斜截面加固计算
9.5.1 本规范对受压构件斜截面的纤维复合材加固,仅允许采用环形箍。因为其他形式的纤维箍均易发生剥离破坏,故在适用范围的规定中加以限制。
9.5.2 采用环形箍加固的柱,其斜截面受剪承载力的计算公式是参照美国ACI440委员会和欧洲CEB-FIP(fib)的设计指南以及我国台湾工业技术研究院的设计实录,并结合我国大陆的试验资料制定的,从规范编制组委托设计单位所做的试设计来看,还是较为稳妥可行的。
9.6 大偏心受压构件加固计算
9.6.1 采用纤维增强复合材料加固大偏心受压构件时,本条之所以强调纤维应粘贴在受拉一侧,是因为本规范已在第9.1.7条中作出了"应将纤维受力方式设计成仅承受拉应力作用"的规定。
9.6.2 本条的计算公式是参照国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002的规定推导的。其中需要说明的是,在大偏心受压构件加固计算中,对纤维复合材之所以不考虑强度利用系数,是因为在实际工程中绝大多数偏心受压构件均处于受压状态。因此,在承载能力极限状态下,受拉侧的拉应变是从受压侧应变转化过来的,故不存在拉应变滞后的问题,亦即认为:纤维复合材的抗拉强度能得到充分发挥。
9.7 受拉构件正截面力口固计算
9.7.1 由于非预应力的纤维复合材在受拉杆件(如桁架弦杆、受拉腹杆等)端部锚固的可靠性很差,因此一般仅用于环形结构(如水塔、水池等)和方形封闭结构(如方形料梢、贮仓等)的加固,而且仍然要处理好围拢(或棱角)部位的搭接与锚固问题。由之可见,其适用范围是很有限的,应事先做好可行性论证。
9.7.2~9.7.3 从本节规定的适用范围可知,受拉构件的纤维复合材加固主要用于上述的构筑物中,而这些构筑物既容易卸荷,又经常在大多数情况下被强制要求卸荷,因此,在计算其承载力时可不考虑二次受力的影响问题,不必在计算公式中引入强度利用系数。
9.8 提高柱的延性的加固计算
9.8,1 采用纤维复合材构成的环向围束作为柱的附加箍筋来防止柱的塑铰区搭接破坏或提高柱的延性,在我国台湾地区震后修复工程中用得较多,而且有设计规程可依.与此同时,我国同济大学等院校也做过不少分析研究工作,在此基础上,经本规范修订组讨论后决定纳入这种加固方法,供抗震加固作用。
9.8.2 公式(9.8.2-2),系以环向围束作为附加箍筋的体积配筋率的计算公式,是参照国外有关文献,由同济大学做了大量分析后提出的。经试算表明,略偏于安全。
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9.9 构造规定
9.9.1~9.9.2 本规范对受弯构件正弯矩区正截面承载力加固的构造规定,是根据国内科研单位和高等院校的试验研究结果和规范修订组总结工程实践经验,经讨论、筛选后提出的.冈此,可供当前的加固设计参考使用。
9.9.3 采用纤维复合材对受弯构件负弯矩区进行正截面承g2力加固时,其端部在梁柱节点处的锚固构造最难处理。为了解决这个问题,修订组曾通过各种渠道收集了国内外各种设计方案和部分试验数据,但均未得到满意的构造方式。本条图9.9.3-2及图9.9.3-3给出的构造示例,是在归纳上述设计方案优缺点的基础上逐步形成的.其优点是具有较强的锚固能力,可有效地防止纤维复合材剥离,但应注意的是,其所用的锚栓强度等级及数量应经计算确定。本条示例图中所给的锚栓强度等级及数量仅供一般情况参考。当受弯构件顶部有现浇楼板或翼缘时,箍板须穿过楼板或翼缘才能发挥其使用。最初的工程试用觉得很麻烦,经学习瑞士安装经验,采用半重叠钻孔法形成扁形孔安装(插进)钢箍板后,施工就变得十分简单。为了进一步提高箍板的锚固能力,还可采取先给箍板刷胶然后安装的工艺。另外,应注意的是安装箍板完毕应立即注胶封闭扁形孔,使它与混凝土粘接牢固,同时也解决了楼板可能渗水等问题。
9.9.4 这是国内外的共同经验。因为整幅满贴纤维织物时,其内部残余空气很难排除,胶层厚薄也不容易控制,以致大大降低粘贴的质量,影响纤维织物的正常受力。
9.9.5 同济大学的试验表明,按内短外长的原则分层截断纤维织物时,有助于防止内层纤维织物剥离,故推荐给设计、施工单位参考使用。
9.9.7~9.9.9 这三条的构造规定,是参照美国ACI440指南、欧洲CEB-FIP(fib)指南和我国台湾工业技术研究院的设计型录以及修订组的试验资料制定的。
10 粘贴钢板加固法
10.1 设计规定
10.1.1 根据粘贴钢板加固混凝土构件的受力特性,规定了这种方法仅适用于钢筋混凝土受弯、受拉和大偏心受压构件的加固。
时还指出:本方法不适用于素混凝土构件(包括纵向受力钢筋配筋率不符合现行设计规范GB 50010最小配筋率构造要求的构件)的加固。据此,应提请注意的是:对梁板结构,若曾经在构件受压区采用增大截面法加大了混凝土厚度,而今又拟在受拉区粘贴钢板进行加固时,应首先检查其最小配筋率是否能满足现行设计规范GB 50010的要求。
0.1.2 在实际工程中,有时会遇到原结构的混凝土强度低于现行设计规范规定的最低强度等级的情况。如果原结构混凝土强度过低,它与钢板的粘结强度也必然很低。此时,极易发生呈脆性的剥离破坏。故木条规定了被加固结构、构件的混凝土强度最低等级,以及钢板与混凝土表面粘接应达到的最小正拉强度。
0.1.3 粘钢的承重构件最忌在复杂的应力状态下工作,故本条强调了应将钢板受力方式设计成仅承受轴向应力作用。
10.1.4 对粘贴在混凝土表面的钢板之所以要进行防护处理,主要是考虑加固的钢板一般较薄,容易因锈蚀而显著削弱截面,甚至引起应力集中,其后果必然影响使用寿命。
10.1.5 本条规定了长期使用的环境温度不应高于60℃,是按常温条件下使用的普通型树脂的性能确定的。当采用与钢板匹配的耐高温树脂为胶粘剂时,可不受此规定限制,但应受现行钢结构设计规范有关规定的限制。在特殊环境下(如高温、高湿、介质侵蚀、放射等)采用粘贴钢板加固法时,除应遵守相应的国家现行有关标准的规定采取专门的粘贴工艺和相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂。
10.1.6 粘贴钢板的胶粘剂一般是可燃的,故应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GB 50016规定的耐火等级和耐火极限要求以及相关规范的防火构造规定进行防护。
10.1.7 采用粘贴钢板加固时,应采取措施尽量卸载.其目的是减少二次受力的影响,也就是降低钢板的滞后应变,使得加固后的钢板能充分发挥强度。
10.2 受弯构件正截面加固计算
10.3 受弯构件斜截面加固计算
10.3.1 根据实际经验,本条对受弯构件斜截面加固的钢箍板粘贴方式作了统一的规定,并且在构造上,只允许采用垂直于构件轴线方向的加锚封闭箍和其他三种有效的U形箍;不允许仅在侧面粘贴钢条受剪,因为试验表明,这种粘贴方式受力不可靠。
10.3.2 本条的规定与现行设计规范GB 50010-2002第7.5.1条完全相同。
10.3.3 根据现有的试验资料和工程实践经验,对垂直于构件轴线方向粘贴的箍板,按被加固构件的不同剪跨比和箍板的不同加锚方式,给出了抗剪强度的折减系数Ψvb值。
10.4 大偏心受压构件正截面加固计算
10.4.2 本条关于正截面承载力计算的规定是参照现行设计规范GB 50010的规定导出的。因为在大偏心受压的情况下,验算控制的截面达到极限状态时,其原钢筋和新加钢板一般都能达到其抗拉强度。
10.5 受拉构件正截面加固计算
10.5.1 本条应说明的内容与本规范条文说明第9.7.1条相同,不再赘述。
10.5.2~10.5.3 这两条规定是参照现行设计规范GB 50010的规定导出的.理由同10.4.2。
10.6 构造规定
10.6.1 原规范仅允许采用2~5mm厚的钢板。此次修订规范,在汲取国外采用厚钢板粘贴的工程实践经验基础上,还组织一些加固公司进行了工程试用,然后才对原规范的本条规定作了修订。修订后的条文,虽然允许使用较厚(包括总厚度较厚)的钢板,但为了防止钢板与混凝土粘接的劈裂破坏,必须要求其端部与梁柱节点的连接构造必须符合外粘型钢焊接及注胶方法的规定。由之可见,它与外粘型钢的构造要求无甚差别,但仍按习惯列于本节中。
10.6.2 在受弯构件受拉区粘贴钢板,其板端一段由于边缘效应,往往会在胶层与混凝土粘合面之间产生较大的剪应力峰值和法向正应力的集中,成为粘钢的最薄弱部位。若锚固不当或粘贴不规范,均易导致脆性剥离或过早剪坏。为此,修订组研究认为有必要采取如本条所规定的加强锚固措施。
10.6.3~10.6.4 这两条的构造措施与本规范第9.9.2条及第9.9.3条完全相同,只是将加固粘贴的钢板替换加固粘贴的纤维复合材,即可将图9.9.3-2及图9.9.3-3改为加贴L形钢板及U形钢箍板锚固的示例图。
10.6.5~10.6.6 这两条所采取的措施,有不少属于细节问题,但它们对增强锚固能力均起着不可忽略的作用,务必在设计中加以注意。
11 增设支点加固法
11.1 设计规定
11.1.1 增设支点加固法是一种传统的加固法,适用于对外观和使用功能要求不高的粱、板、桁架、网架等的加固。此外,还经常用于抢险工程。尽管这种方法的缺点很突出,但由于它具有简便、可靠和易拆卸的优点,一直是结构加固不可或缺的手段。
11.1.2 增设支点加固法虽然是通过减小被加固结构的跨度或位移,来改变结构不利的受力状态,以提高其承载力的,但根据支承结构、构件受力变形性能的不同,又分为刚性支点加固法和弹性支点加固法。前者一般是以支顶的方式直接将荷载传给基础,但也有以斜拉杆作为支点直接将荷载传给刚度较大的梁柱节点或其他可视为"不动点"的结构。在这种情况下,由于传力构件的轴向压缩变形很小,可在计算中忽略不计,因此,结构受力较为明确,计算大为简化。至于后者则是通过传力构件的受弯或桁架作用等间接地将荷载传递给其他可作为支点的结构。在这种情况下,由于被加固结构和传力构件的变形均不能忽略不计,因此,其内力计算必须考虑两者的变形协调关系才能求解。由之可见,刚性支点对提高原结构承载力的作用较大,而弹性支点加固法的计算较复杂,但对原结构的使用空间的影响相对较小。尽管各有其优缺点,但在加固设计时并非可以任意选择的。因此作了"应根据被加固结构的构造特点和工作条件进行选用"的规定。
11.1.3 这是因为有预加力的方案,其预加力与外荷载的方向相反,可以抵消原结构部分内力,能较大地发挥支承结构的作用。但具体设计时应以不致使结构、构件出现裂缝以及不增设附加钢筋为度。
11.2 加固计算
11.2.1~11.2,2 考虑到这两种加固方法的每一计算项目及其计算内容,设计人员都很熟识,只要明确了各自的计算步骤,便可按常规设计方法进行。因此,略去了具体的结构力学计算和截面设计。
11.3 构造规定
11.3.1~11.3.2 增设支点法的支柱与原结构间的连接有湿式连接和干式连接两种构造之分。湿式连接适用于混凝土支承;其接头整体性好,但施工较为麻烦;干式连接适用于型钢支承,其施工较前者简便。图11.3.1及图11.3.2所示的连接构造,虽为国内外常用的传统连接方法,但均属示例性质,设计人员可在此基础上加以改进。另外,若采用型钢支承,应注意做好防锈、防腐蚀和防火的防护层。
12 植筋技术
12.1 设计规定
12.1.1 植筋技术之所以仅适用于钢筋混凝土结构,而不适用素混凝土结构和过低配筋率的情况,是因为这项技术主要用于连接原结构构件与新增构件,只有当原构件混凝土具有正常的配筋率和足够的筘筋时,这种连接才是有效而可靠的。与此同时,为了确保这种连接承载的安全性,还必须按充分利用钢筋强度和延性的破坏模式进行训'算。但这对素混凝上构件来说,并非任何情况下都能做到的。因为在素混凝上中要保证植筋的强度得到充分发挥,必需有很大的间距和边距,而这在建筑结构构造上往往难以满足。此时,只能改用按混凝土基材承载力设计的锚栓连接。
12.1.2 原构件的混凝土强度等级直接影响植筋与混凝土的粘结性能,特别是悬挑结构、构件更为敏感。为此,必须规定对原构件混凝土强度等级的最低要求。
12.1.3 承重构件植筋部位的混凝土应坚实、无局部缺陷,且配有适量钢筋和箍筋,才能使植筋正常受力。因此,不允许有局部缺陷存在于锚固部位;即使处于锚固部位以外,也应先加固后植筋,以保证安全和质量。
12.1.4 国内外试验表明,带肋钢筋相对肋面积Ar的不同,对植筋的承载力有一定影响。其影响范围大致在0.9~1.16之间。当0.05≤Ar<0.08时,对植筋承载力起提高作用;当Ar>0.08时起降低作用。因此,我国国家标准要求相对肋面积应在0.055~0.065之间。然而国外有些标准对Ar的要求较宽,允许0.05≤Ar≤0.1的带肋钢筋均为合格品。在这种情况下,若接受Ar>0.08的产品,显然对植筋的安全质量有影响,故规定当采用进口的带肋钢筋时,应检查此项目,并且至少应要求其Ar值不应大于0.08。
12.1.5 这是根据建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会抽样检测20余种中、高档锚固型结构胶粘剂的试验结果,参照国外有关技术资料制定的,并且在实际工程的试用中得到验证。因此,必须严格执行,以确保植筋技术在承重结构中应用的安全。
12.1.6 本条规定了采用植筋连接的结构,其长期使用的环境温度不应高于60℃。
但应说明的是,这是按常温条件下,使用普通型结构胶粘剂的性能确定的。当采用耐高温胶粘剂粘结时,可不受此规定限制,但基材混凝土应受现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010及其条文说明对结构表面温度规定的约束。
12.1.7 本条的规定仅就植筋设计而言,但植筋的工作性能及其安全性还在很大程度上取决于其施工质量。因此,在实施本规定时,还应在施工图中对工程监理单位和施工单位提出如何确保质量的具体要求。
12.2 锚固计算
12.2.1~12.2.3 本规范对植筋受拉承载力的确定,虽然是以充分利用钢材强度和和延性为条件的,但在计算其基本锚固深度时,却是按钢材屈服和与粘结破坏同时发生的临界状态进行确定的。因此,在计算地震区植筋承载力时,对其锚固深度设计值的确定,尚应乘以保证其位移延性达到设计要求的修正系数。试验表明,该修正系数只要符合本条的规定,其所植钢筋不仅都能屈服,而且后继强化段明显,能够满足抗震对延性的要求。
另外,应说明的是在植筋承载力计算中还引入了防止混凝土劈裂的计算系数。这是参照ACl38-2002的规定制定的;但考虑到按ACI公式计算较为复杂,况且也有必要按我国的工程经验进行调整,故而采取了按查表的方法确定。
12.2.4 锚固用胶粘剂粘结强度设计值,不仅取决于胶粘剂的基本力学性能,而且还取决于混凝土强度等级以及结构的构造条件。表12.2.4规定的粘结强度设计值是参照ICBO对胶粘剂粘结强度规定的安全系数以及EOTA给出的取值曲线,按我国试验数据和工程经验确定的。从表面上看,本规范的取值似乎偏高,其实并非如此。因为本规范引入了对植筋构件不同受力条件的考虑,并按其风险的大小,对基本取值进行了调整。这样得到的最后结果,对非悬挑的梁类构件而言,与欧美取值相当,相差不到4%:对悬挑结构构件而言,取值要比欧洲低,但却是必要的;因为这类构件的植筋受力条件最为不利,必须要有较高的安全储备才能保证植筋连接的可靠性:所以根据修订组的试验数据和专家论证的意见作了调整。至于一般构件对植筋锚固深度的植筋,其粘结强度设计值虽略有提高,但从C30混凝土的取值来看,也只比欧洲取值高了0.3MPa,且仅用于直径不大于20mm的植筋,不会对安全有显著影响。
12.2.5 本条规定的各种因素对植筋受拉性能影响的修正系数,是参照欧洲有关指南和我国的试验研究结果制定的。
12.2.6 当前植筋市场竞争十分激烈,不少植筋胶公司为了标谤其"优质"产品的性能,任意推荐使用10d~12d的锚固深度。这对承重结构而言是极其危险的,特别是在种植群筋的情况下,无一不在很低的荷载下便发生脆性破坏,而这在单筋短期拉拔试验中是很难查觉的;但有些经验不足的设计人员,却为了解决构件截面尺寸较小无法按锚固深度设计值植筋的问题,而在推销商的误导下,贸然采用很浅的锚固深度,以致给工程留下了隐患。调查表明,在国内已有不少类似的安全事故发生。因此,必须制定强制性条文予以防止这类事故的再度发生。
12.3 构造规定
12.3.1 本条规定的最小锚固深度,是从构造要求出发,参照国外有关的指南和技术手册确定的,而且已在我国试用过几年,其所反馈的信息表明,在-般情况下还是合理可行的;只是对悬挑结构构件尚嫌不足。为此,根据一些专家的建议,作出了应乘以1.5修正系数的补充规定。
12.3.2~12.3.3 与国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002的规定相对应,可参考该规范的条文说明。
12.3.4 植筋钻孔直径的大小与其受拉承载力有一定关系,因此,本条规定的钻孔直径是经过承载力试验对比后确定的,应得到认真的遵守,不得以植筋公司的说法为凭。
12.3 构造规定
12.3.1 本条规定的最小锚固深度,是从构造要求出发,参照国外有关的指南和技术手册确定的,而且已在我国试用过几年,其所反馈的信息表明,在-般情况下还是合理可行的;只是对悬挑结构构件尚嫌不足。为此,根据一些专家的建议,作出了应乘以1.5修正系数的补充规定。
12.3.2~12.3.3 与国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002的规定相对应,可参考该规范的条文说明。
12.3.4 植筋钻孔直径的大小与其受拉承载力有一定关系,因此,本条规定的钻孔直径是经过承载力试验对比后确定的,应得到认真的遵守,不得以植筋公司的说法为凭。
13 锚栓技术
13.1 设计规定
13.1.1 对本条的规定需要说明两点:
1 轻质混凝土结构的锚栓锚固,应采用适应其材性的专用锚栓。目前市场上有不同品牌和功能的国内外产品可供选择,但不屈本规范管辖范围。
2 严重风化的混凝土结构不能作为锚栓锚固的基材,其道理是显而易见的,但若必需使用锚栓,应先对被锚固的构件进行混凝土置换,然后再植入锚栓,才能起到承载作用。
13.1.2 对基材混凝土的最低强度等级作出规定,主要是为了保证承载的安全。本规范的规定值之所以按重要构件和一般构件分别给出,除了考虑安全因素和失效后果的严重性外,还注意到迄今为止所总结的工程经验,其实际混凝土强度等级多在C30~C50之间,而我国使用新型锚栓的时间又不长,因此,对重要构件要求严一些较为稳妥。至于C20级作为一般构件的最低强度等级要求,与各国的规定是一致的,不会有什么问题。
13.1.3 根据建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会近5年来对各种锚栓所进行的安全性检测及其使用效果的观测结果,本规范修订组从中筛选了两种适合于承重结构使用的机械锚栓,即自扩底锚栓和预扩底锚栓纳入规范,之所以选择这两种锚栓,主要是因为它们嵌入基材混凝土后,能起到机械锁键作用,并产生类似预埋的效应,而这对承载的安全至关重要。目前国外许多重要工程也正因此而采用这两种锚栓。尽管迄今为止,市场上供应的主要是国外产品,但近来也已开始出现具有类似性能的国产锚栓,所以有必要在本规范中作出如何合理应用和如何正确设计的规定。
至于化学锚栓(也称粘结型锚栓),由于目前市场上品牌多,存在着鱼龙混杂的现象,兼之不少单位在设计概念和计算方法上还很混乱,因而不能任其在承重结构中滥用。为此,本规范经过筛选仅纳入一种能适应开裂混凝土性能的"定型化学锚栓"。其所以冠以"定型"作为定语,一是因为需要与其他化学锚栓相区别:二是因为目前能安全地用于承重结构的化学锚栓,均是经过定型设计和安全认证后才投入批量生产的,而且尽管有不同品牌,但其承载原理都是相同的,即:通过材料粘合和具有挤紧作用的键形嵌合来共同承载,从而达到提高锚固安全性之目的。由之可知,也正是因为有了"定型设计和认证"这一前提,才能制定其性能和质量的标准,也才能作出如何进行抽样检验的规定。
另外,目前锚栓产品说明书标明的有效锚固深度多在9dn以内,只有特定行业(如铁道部隧道结构等)专用的锚栓有大于11dn的。在这种情况下,考虑到11dn以上的锚栓已不适于采用锚栓原理计算。况且过大埋深的锚栓在素混凝土中承载也很难在构造上保证其安全。因为建筑结构不可能给出很大的锚栓间距和边距,为此,作出了应在钢筋混凝土构件中应用并按桓筋计算的规定。
13.1.4 膨胀锚栓在承重结构中应用不断出现危及安全的问题已是多年来有目共睹的事实。正因此,前一段时间不少省、市、自治区的建委或建设厅先后作出了禁用的规定,所以本规范也作出了相应的强制性规定。
13.1.5 对于在地震区采用锚栓的限制性规定,是参照国外有关规程、指南、手册对锚栓适用范围的划分,经咨询专家和设计人员的意见后作出了较为稳健的规定。例如:有些指南和手册规定这两种机械锚栓可用于6~8度区;而本规范则规定:对8度区仅允许用于Ⅰ、Ⅱ类场地,原因是这两种锚栓在我国应用时间尚不长,缺乏震害资料,还是以稳健为妥。
13.1.6 对锚栓连接的计算之所以不考虑国外所谓的非开裂混凝土对锚栓承载力提高的作用,主要是因为它只有理论意义,无甚工程应用的实际价值;若判别不当还很容易影响结构的安全。
13.2 锚栓钢材承载力验算
13.2.1~13.2.3 这三条规定基本上是参照欧洲标准制定的,但根据我国钢材性能和质量情况对设计指标稍作偏于安全的调整。此外,还在条文内容的表达方式上作了适当改变:一是与现行设计规范相协调,给出锚栓钢材强度的设计值:二是直接以锚栓抗剪强度设计值取代(13.2.3-1)原公式中的,使该表达式在计算结果相同的情况下概念较为清晰。
13.3 基材混凝土承载力验算
13.3.1~13.3.2 本规范对基材混凝土的承载力验算,在破坏模式的考虑上与欧洲标准及ACI标准完全一致。但在其受拉承载力的计算上,根据我国试验资料和工程使用经验作了偏于安全的调整。计算表明,可以更好地反映当前我国锚栓连接的受力性能和质量情况。
13.3.3 本条规定的受拉承载力修正系数Ψn,在欧洲标准中由5个细分系数的计算公式表达,计算较为繁琐.规范修订组将其中ΨS,N和Ψre,N两个公式在不同情况下算得的结果进行归纳,发现其变化幅度不大,分别在0.8~1.0及0.85~1.0之间。由于这两个系数是连乘关系,若均取0.9,其乘积取整后为0.8。以这个值作为ΨS,N值,其误差不超过3%,故决定予以简化。
13.3.4 与欧洲标准相同,均采用图例方式给出各几何参数的确定方法,供锚栓连接的设计计算使用。
13.3.5~13.3.10 关于基材混凝土受剪承载力的计算方法以及计算所需几何参数的确定方法,均参照ETAG标准进行制定,其中hef的取位,在欧洲标准中未作规定,但考虑到锚栓受剪:仁作特性与植筋刁<同,且涉及安全问题,故作出对hef取值的限制性规定。
3.4 构造规定
3.4.1~13.4.2 对混凝上最小厚度hmin的规定,因考虑到本规范的锚栓设计仅适用于承重结构,且要求锚栓直径不得小于12mm,故将hmin的取值调整为hmin岫应不小于150mm。
3.4.3 锚栓的边距和间距,系参照ETAG标准制定的,但不分锚栓品种,统一取Smin=1.Ohef,有助于保证化学锚栓的安全。
3.4.4 本规范推荐的锚栓品种仅有3种,且均属欧洲和美国标准化机构认证为有预埋效应的锚栓,共有效锚固深度的基本值又是以6度区为基准确定的。因此,在进一步限制其设防烈度最高为8度区Ⅰ、Ⅱ类场地的情况下,本条规定的hef修正系数值是能够满足抗震构造要求的。
13.4.5 本条对锚栓的防腐蚀要求仅作出原则性规定。具体设计时,尚应遵守国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50045的规定。
14 裂缝修补技术
14.1 设计规定
14.1.1 迄今为止,研究和开发裂缝修补技术所取得的成果表明,对因承载力不足而产生裂缝的结构、构件而言,开裂只是其承载力下降的一种表面征兆和构造性的反应,而非导致承载力下降的实质性原因,故不可能通过单纯的裂缝修补来恢复其承载功能。基于这一共识,可以将修补裂缝的作用概括为以下5类:
1)抵御诱发钢筋锈蚀的介质侵入,延长结构实际使用年数;
2)通过补强保持结构、构件的完整性;
3)恢复结构的使用功能,提高其防水、防渗能力;
4)消除裂缝对人们形成的心理压力;
5)改善结构外观。
由之可以界定这种技术的适用范围及其可以收到的实效。
14.1.2~14.1.4 裂缝的修补必须以结构可靠性鉴定结论为依据。因为它通过现场调查、检测和分析,对裂缝起因、属性和类别作出判断,并根据裂缝的发展程度、所处的位置与环境,对受检裂缝可能造成的危害作出鉴定。据此,才能有针对地
选择适用的修补方法进行防治。
14.1.5 对本条规定需要说明的是,当遇到对裂缝的注胶防治有补强要求时,应特别注意考察裂缝所处环境的潮湿程度,若湿度很大或无法确定混凝土内部湿度时,必须从严处理,亦即应选用耐潮湿型的改性环氧类修补液,并应在注胶完全固化后取芯样,通过劈裂抗拉试验检验修补的效果。
14.2 裂缝修补效果检验
14.2.1~14.2.3 对混凝土有补强要求的裂缝,其修补效果的检验以取芯法墩为有效。若能在钻芯前辅以超声探测混凝土内部情况,则取芯成功率将会大大提高。芯样的检验以采用劈裂抗拉强度试验方法为宜,因为该法能查出裂缝修补液的粘结强度是否合格。
附录A 已有建筑物结构荷载标准值的确定
现行《建筑结构荷载规范》GB 50009是以新建工程为对象制定的;当用于已有建筑物结构加固设计时,还需要根据已有建筑物的特点作些补充规定。例如:现行荷载规范尚未规定的有些材料自重标准值的确定;加固设计使用年限调整后,楼面活荷载、风、雪荷载标准值的确定等等。为此,修订组与"建筑结构荷载规范管理组"商讨后制定了本附录,作为对现行荷载规范GB 50009的补充,供已有建筑物结构加固设计使用。
附录B 已有结构混凝土回弹值龄期修正的规定
建筑结构加固设计中遇到的原构件混凝土,其龄期绝大多数已远远超过1000d;这也就意味着必须采用取芯法对回弹值进行修正。但这在实际工程中是很难做到的;例如当原构件截面过小、原构件混凝土有缺陷、原构件内部钢筋过密、取芯操作的风险过大时,都无法按照行业标准JGJ/T 23-2001的规定对原构件混凝土的回弹值进行龄期修正。
为了解决这个问题,修订组参照日本有关可靠性检验手册的龄期修正方法,并根据甘肃、重庆、四川、辽宁、上海等地积累的数据与分析资料进行了验证与调整。在此基础上,经组织国内著名专家论证后制定了本规定。这里需要指出:
1 本规定仅允许用于结构加固设计;不得用于安全性鉴定的仲裁性检验;
2 本规定是为了解决当前结构加固设计的急需而制定的;属暂行规定的性质。一旦JGJ/T 23规程对龄期规定进行了修订,或是另有其他有效的检验方法标准发布实施,本规范管理组将立即上报主管部门终止本附录的使用。
附录C 纤维材料主要力学性能
对本附录需要说明三点:
1 本表规定的纤维主要力学性能合格指标,是参照日本、瑞士、美国、英国、德国等的规程、指南、手册的规定,并根据我国大陆、台湾的试验资料制定的。因此,执行本标准的性能指标,不仅能保证结构加固工程的安全可靠性,而且可以据以鉴别目前市场中仿冒名牌的劣质纤维材料。
2 一般厂商所提供的均是纤维制品,如纤维织物和预成型板材等。对这些制品可直接按本规范表4.4,2-1及表4.4.2-2的合格指标进行检验,而无需另行检验纤维材料。因此,本表并非常用的检验用表,只有当人们对制品的原材料质量有怀疑或已在工程上造成质量事故时,才须按本表进行抽样检验。故为了保持条文的连续性而将本表列于附录中。
3 为了节省检验费用,在送检纤维织物前,可采用简易方法先进行自检:即剪下一小块纤维织物用打火机或在煤气炉上点火燃烧,若织物立即卷曲或有灰烬出现,便可判定该产品系用劣质纤维或掺合其他品种纤维(例如黑色滁纶等)制成。
附录D 纤维复合材层间剪切强度测定方法
本方法系参照美国ASTM的《复合材料短梁及其板材强度标准试验方法》D2344/D2344M和我国现行国家标准《单向纤维增强塑料层间剪切强度试验方法》GB 3357-82制定的。
在工程结构领域中,之所以不能直接引用上述标准,是因为它们主要适用于工厂条件下,以中、高温固化工艺生产的纤维复合材或塑料;未考虑施工现场条件下,以湿法铺层和常温固化工艺制作的纤维复合材;然而后者却是工程结构加固主要使用的工艺;然而其所制成的纤维复合材应如何检验其层间剪切性能,直是尚未解决的问题。为此,修订组和有关科研单位做了大量试验与验证分析工作。其结果表明,用本方法测得的纤维复合材层间剪切强度具有良好的代表性,能正确反映现场工艺条件下纤维与胶粘剂的粘结性能。与此同时,建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会也采用本方法草案对近30种国产和进口的纤维织物复合材的层间剪切强度进行了统一的安全性检测,进一步证实了上述结论。以上所做的工作表明:本方法及本规范第4章制定的层间剪切强度合格指标,可以用于评估一种纤维织物与其拟配套使用的胶粘剂在剪切性能方面的适配性问题。因此,决定将本方法纳入规范的附录,以应当前检验工作的急需之用。
使用本方法应注意的是:纤维织物在模具中胶粘、固化成型时,必须始终处于23℃的室温状态,严禁使用中温(≥80℃)或高温(≥150℃)的固化工艺。因为中、高温的作用相当于人为地提高了其层问粘结强度。这样得到的试验结果是不真实的,不能正确地评估一种纤维与拟配套使用的胶粘剂的适配性。
附录E 粘接材料粘合加固材与基材的正拉粘接强度
现场测定方法及评定标准
对这项测定方法及其评定标准需说明三点:
1 本规范之所以需要在附录巾纳入这项测定方法及其评定标准,主要是因为在采用纤维复合材加固钢筋混凝土结构、构件时,其加固设计的选材,不仅要以纤维材料与胶粘剂的适配性检验结果为依据,而且要求这项检验必须在模拟现场仰贴的条件下进行。因此,对结构加固设计而言,这个方法标准是不可或缺的。与此同时,注意到施工规范的制订尚需一段时日,因此,不论从设计或施工角度来考虑,均有必要先纳入本规范,以应当前结构加固工程的急需。
2 以规范修订组对国内外同类方法标准所做的检索来看,这个方法标准虽早已被各国所采用,但在试验设计水平和技术要求的尺度上,则存在着差别。本规范从承重结构的安全保障出发,以大量对比试验与分析结果为依据制定的这项方法标准,其试用情况表明:对劣质胶粘剂和不适用的纤维织物具有较强的检出能力,因而可用于结构加固的适配性试验和粘贴质量检验。
3 本方法对适配性检验所规定的纤维织物尺寸,是根据以下两点的考虑确定的:一是目前国内采用的纤维织物,其幅宽多为0.25m;二是试样倘若过宽,粘贴时容易出现空鼓,影响检验结果的正确性。另外,取纤维织物长度为1.6m,主要是考虑粘贴钢标准块的间距不宜小于0.5m,边距不宜小于0.3m的要求。这里还需指出的是,当受检的织物幅宽略大或略小一些也可以使用。但若宽达1.Om,仍以裁成标准宽度为宜,以免粘贴不均匀,影响检验结果。
附录F 粘接材料粘合加固材与基材的正拉粘结
强度试验室测定方法及评定标准
对本方法标准应说明三点:
1 本方法标准测定的力学性能项目与本规范附录E相同,但本方法适用于试验室条件,而非现场条件,执行时应加以注意;
2 试验室条件下的正拉粘结强度测定,主要用于新开发的粘接材料进入市场前的认证性试验,以及加固设计选材的检验;另外,当对产品质量有怀疑时,也可按见证取样的规定,送独立试验室进行检验;
3 本方法系在试验室条件下,以俯贴方式进行粘合操作,无法反映厚型碳纤维织物现场粘贴存在的严重问题,因而不适用于质量大于300g/m2碳纤维织物与基材的正拉粘结强度测定。
录G 富填料胶体、聚合物砂浆体劈裂抗拉强度测定方法
填料胶粘剂及高强聚合物砂浆,其力学性能介于胶粘剂与高强度水泥砂浆之间,直接进行拉伸试验较为困难,不少国家已改用劈裂抗拉试验.其优点是试验结果的离散性小,试验方法又简便,因而在结构设计选材上得到了广泛的应用。本规范采用的劈裂受拉试验方法,虽然在概念上是引自混凝土和水泥砂浆,但由于胶粘剂和高强复合砂浆在实际应用上,其体积远比前者小,且初凝较快,无法采用大尺寸的试件而必须重新设计。为此,规范修订组通过大量的对比试验与统计分析,筛选出适用于胶粘剂和复合砂浆的试件形状与尺寸。其试用情况表明,劈拉的测值不仅能反映粘接材料的抗拉性能,而且不同品种材料的强度分布区间较有规律性,有助于制订合格评定标准。因而本规范用它作为评价这类粘接材料安全性的主要指标之一.但应注意的是:由于试件尺寸小,需采用小吨位的试验机进行试验,才能得到精确的结果。
附录H 高强聚合物砂浆体抗折强度测定方法
本方法标准系参照现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002制订的,但在试件尺寸、成型模具、加荷制度等方面,均按高强复合砂浆的特性以及其工程应用的实际条件做了修改。本方法的试用情况表明:按修改后的尺寸和成型方法制作试件,其试验结果能较好地反映聚合物砂浆的力学性能,可用于检验聚合物砂浆体的抗折性能。故决定纳入本规范供加固设计选材使用。
附录J 富填料粘接材料拉伸抗剪强度测定方法
(钢套筒法)
本方法标准为测定富填料胶粘剂及高强复合砂浆拉伸抗剪强度的专用测定方法;是为了解决这类粘接材料采用常规试验方法有困难而制定的。本方法最早由建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会于1999年提出:曾先后在植筋和锚栓胶粘剂的安全性统一检测过程中进行了近5年的试用。其试用情况表明,能较好地反映这类胶粘剂与钢材之间的粘结性能。特别是在20余种国产和进口胶粘剂的统一检测中,积累了大量数据,因而能用以确定本方法检验结果的合格指标。这也就使得本规范在制定表4.5.6的安全性评定合格指标时,有了可靠的基础。故决定纳入本规范供结构加固设计的选材使用。
附录K 约束拉拔条件下胶粘剂粘接
钢筋与基材混凝土的粘结强度测定方法
本方法标准系参照欧洲技术认证组织EOTA的《后锚固连接(植筋)技术报告》ETAGN°001/2003(第5部分)制定的,但根据我国自1998年以来积累的试验数据和检测、评估经验进行了修改和补充。因而较为符合我国当前植筋工程的皎粘剂性能和实际质量情况,可供结构加固设计的选材使用。
附录L 结构用胶粘剂湿热老化性能测定方法
本方法系参照欧洲标准《结构胶粘剂·试验方法5--湿热老化试验》EN 2243-5/1992和我国国家标准《玻璃纤维增强塑料湿热老化试验方法》GB 2574-1989制定的,但在检测的力学性能项目和湿热环境的条件上,按结构加固的要求作了选择与调整:在老化时间和老化检验合格指标的制订上,按胶粘剂的等级作了分档处现;因而能较好地检出使用劣质固化剂及其他劣质添加剂的结构胶粘剂.这项试验对保证加固结构安全性和耐久性极为重要,因而不仅应列入本规范,而且在本规范第4.5.7条中作出了必须强制性执行的规定。
附录M 锚栓连接受力分析方法
对混凝土结构加固设计而言,内力分析和承载力验算是不可或缺的、相互影响的两大部分。从欧美规范的构成可以看出,结构分析的内容占有相当篇幅,甚至独立成章守过去我国规范中以截面计算为主,很少涉及这方面内容.然而自从《混凝土结构设计规范》GB 50010于2002年修订以后,已在该规范中增补了"结构分析"一章,由之可见其重要性已被国人所认识。为此,也将这方面内容纳入本规范的附录,以供锚固设计使用。
附录N 锚固承载力现场检验方法及评定标准
N.1 适用范围及应用条件
N.1,1~N.1.2 混凝土结构锚固工程质量的现场检验,其主控项目为锚固件抗拔承载力抽样检验。因为它涉及锚固件种植和安装的质量,以及锚固件投入使用后承载的安全,故受到设计、施工、监理和业主等各方的共同关注,但其检验标准必须由设计规范制定,才能确保锚固工程完工后具有国家标准所要求的施工质量和锚固承载的安全可靠性。
本标准同样适用于进口的产品,不论其在原产地是否经过技术认证,一旦进入我国市场,且用于承重结构工程上,均应执行我国设计、施工规范的规定。
N.1.3~N.1.7 破坏性检验虽然检出劣质产品、不良施工质量的能力最强,且样本最可比非破损检验小得多,但它所造成的基材混凝土破坏在不少情况下是很难修复或重新安装锚固件的。因此,本方法标准规定了在不得已情况下允许使用非破损检验方法的条件。这里应指出的是非破损检验所需的样本量远远大于破坏性检验,因为其检出劣质产品或不良施工质量的能力很低,必须依靠增加检验数量来防止不合格的锚固工程过关。
另外,调查发现有些锚固工程,本应采用破坏性检验,但因限于现场条件或结构构造条件,无法进行原位破坏性检验的操作。对于这种情况,如果能在事前是考虑到,则允许按N.1.7的规定,以专门浇注的混凝土块材(参见本规范附录K图K.2.3),种植同品种、同规格的锚固件,作同条件下的破坏性检验,但应强调的是:这项检验必须事先征得设计和监理负贵人书面同意,并始终在场见证、签字,才能被认定有效。
.2 抽样规则
.2.1~N.2.3 这三条较完整地给出了抽样规则。这里应指出的是:锚栓锚固质量的非破损检验之所以需要很大的样本量,是因为在以基材混凝土承载力为主控制设计的情况下,倘若抽检的锚栓数量只有1‰,很难在设计荷载的2min持荷时间内,以足够大的概率查出锚固质量问题。在这种情况下,为了降低潜在的风险,只有加大非破损检验的抽样频率。目前一些检测单位采用的抽样量过少,是无法维护业主和设计单位的权益的。为此,本规范重新作出了规定。另外,应指出的是,国家标准是最低标准,故检验单位应有责任禁止施工单位以其他标准替代国家标准。
.2.4 这是因为国内外标准在制定检验合格指标时,均是以胶粘剂产品使用说明书标示的完全固化期为准所取得的试验结果为依据确定的;因此,对实际工程中胶粘的锚固件,其检验日期也应以此为准,才能如实反映其胶粘质量状况.倘若时间拖久了,将会使本来固化不良的胶粘剂,其强度有所增长,甚至能达到合格要求,但并不能改善其安全性和耐久性能。另外应指出的是,目前市场中还有一些固化期很长(例如15~30日)的劣质胶粘剂正在介入加固工程。这对施工和使用都有不良影响,设计和监理单位应坚决拒用,否则易造成安全事故。
N.3 仪器设备要求
N.3.1 现场检测设备较为简单.配置时,应注意的是加荷设备的支承点与锚固栓之间的净间距,应能保证基材混凝土的破坏不受约束,以避免影响检测的结果。
N.4 拉拔检验方法
N.4.1 非破损检验采用的荷载检验值,系在听取欧洲有关专家建议的基础上,经规范修订组组织验证性试验后确定的。这里应指出的是,荷载检验值之所以用[Y]Nd的形式表达,主要是为了要求Nd值应由设计单位给出,以保证检验结果的可靠性。
N.5 检验结果的评定
N.5.2 本评定标准系参照国际建筑协会ICBO的评估标准,经验证性试验和对比分析后确定的,但略比ICBO所取的安全系数放宽一些。从现场检验积累的数据来衡量,还是能保证锚固的质量和工程的安全的。
附录P 钢丝绳网片-复合砂浆外加层加固法
P.1 设计规定
P.1.1 本条规定了钢丝绳网片-复合砂浆外加层加固法的适用范围。由之可以看出本规范仅对受弯构件及大偏心受压构件使用这种方法作出规定,而未提及其他受力种类的构件。这是因为这种加固方法在我国应用时间还不长,现有试验数据的积累,只有这两种构件较为充分,可以用于制定标准,至于其他受力种类的构件还有待于继续做工作。
P.1.2 在实际工作中,有时会遇到原结构的混凝土强度低于现行设计规范规定的最低强度等级的情况。如果原结构混凝土强度过低,它与复合砂浆的粘结强度也必然很低。此时,极易发生呈脆性的剪切破坏或剥离破坏。故本条规定了被加固结构、构件的混凝土强度的最低等级,以及复合砂浆与混凝土表面粘接应达到的最小正拉粘结强度。
P.1.3 以粘结方法加固的承重构件最忌在复杂的应力状态下工作,故本条强调了应将钢丝绳网片的受力方式设计成仅承受轴向拉应力作用。
P.1.4 规范修订组和湖南大学等单位所做的构件试验均表明:对梁和柱只有在采取三面或四面围套外加层的情况下,才能保证混凝土与复合砂浆外加层之间具有足够的粘结力,而不致发生粘结破坏。因此,作出了本条规定,以提示设计人员必须予以遵守。
P.1.5 本条规定了长期使用的环境温度不应高于60℃,是根据砂浆、混凝土和常温固化聚合物的性能综合确定的。对于特殊环境(如腐蚀介质环境、高温环境等)下的混凝土结构,其加固不仅应采用耐环境因素作用的聚合物配制砂浆;而且还应要求供应厂商出具符合专门标准合格指标的验证证书,严禁按厂家所谓的"技术手册"采用,以免枉自承担违反标准规范导致工程出安全问题的终身责任。与此同时还应考虑被加固结构的原构件混凝土以及聚合物砂浆中的水泥和砂等成分是否能承受特殊环境介质的作用。
P.1.6 尽管不少厂商,特别是外国厂家的代理商在推销其聚合物砂浆的产品时,总要强调它具有很好的防火性能,但无法否认的是砂浆中,其所掺的聚合物,几乎都是可燃的。在这种情况下,即使砂浆不燃烧,它也会在高温中失效。故仍应按现行国家标准《建筑防火设计规范》GB 50016规定的耐火等级和耐火极限要求进行检验与防护。
P.1.7 采用粘结钢丝绳网片加固时,应采取措施尽量卸载。其目的是减少二次受力的影响,也就是降低钢丝绳网片的滞后应变,使得加固后的钢丝绳网片能充分发挥强度。
P.2 材 料
P.2.1~P.2.2 考虑到我国目前小直径钢丝绳,采用高强度不锈钢丝制作的产品价格昂贵,因此,根据国内试验、试用的结果,引入了高强度镀锌的钢丝绳:在区分环境介质和采取阻锈措施的条件下,将两类钢丝绳分别用于重要构件和一般构件,从而可以收到降低造价和合理利用材料的效果。
P.2.3~P.2.6 这是根据现行国家标准{建筑结构可靠度设计统一标准》的要求制定的。至于钢丝绳计算用的截面面积,则是参照原国家标准《园股钢丝绳)GB 1102-74制定的。其所以采用原标准,除了其算法偏于安全外,还因为现行标准删去了这部分内容,而其他行业标准的算法又很不一致。因此,决定仍按原标准的算法采用。
P.2.7 涂有油脂的钢丝绳,其与聚合物砂浆的粘结力将严重下降,故作出本规定。
P.2.8 目前市场上聚合物乳液的品种很多,但绝大多数都不能用于配制承重结构加固用的聚合物砂浆。为此,根据规范修订组通过验证性试验的筛选结果,经专家讨论后作出了本规定,以供加固设计单位在选材时使用。
P.2.9 据规范修订组所进行的调查研究表明,国外对结构加固用的聚合物砂浆的研制是分档进行的。不同档次的聚合物砂浆,其所用的聚合物品种、含量和性能有着显著的差异,必须在加固设计选材时予以区分。前一段时间,有些进口产品的代理商在国内推销时,只推销低档次的产品,而且选择在原构件混凝七强度很低的场合演示其使用效果。一旦得到设计单位和当地建设主管部门认可后,便不分场合到处推广使用,这是必须制止的很危险做法。因为采用低档次聚合物配制的砂浆,与强度等级在C25以上的基材混凝土是粘结不好的,会给承重结构加固工程留下严重的安全隐患;设计、监理单位和业主务必注意。
P.3 受弯构件正截面加固计算
P.3.1 本条前四款的规定,是根据国内外试验研究成果的共识部分制定的;第五款主要是出于简化计算目的而采用的近似方法。
P.3.2 如同本规范第9.2.2条及第10.2.2条一样,是为了控制"最大加固量",防止出现"超筋"而采取的保证安全的措施,应在加固设计中得到执行。
P.3.3~P.3.5 参阅本规范第10.2.3第、第10.2.5第及第10.2.6条的说明。
P.3.6 参阅本规范第10.2.8条的说明。
P.4 受弯构件斜截面加固计算
P.4.2~P.4.3 参阅本规范第10.2.2条及第10.2.3条的说明。
P.5 构造规定
P.5.1 本条的1、2两款是参照现行国家标准GB/T 8918-1996、GB/T 9944-1988以及行业标准YB/T 5196-1993和YB/T 5197-1993制定的。其余各款是参照国内高等院校及有关公司和科研单位的试用经验制定的。
P.5.2~P.5.5 这四条也是对国内工程经验的总结,可供设计单位参照使用。
P.5.6 对粘结在混凝土表面的聚合物砂浆外加层,其面上之所以还要喷抹一层防护材料(一般为配套使用的乳浆),是因为整个外加层只有30mm厚;其防水性能还需要加强,其所掺加的聚合物也还需要防止日光照射。倘若使用的是镀锌钢丝绳,该防护材料还应具有阻锈的作用。
附录Q 绕丝加固法
Q.1 设计规定
Q.1.1 绕丝加固法的优点,主要是能够显著地提高钢筋混凝土构件的斜截面承载力,另外由于绕丝引起的约束混凝土作用,还能提高轴心受压构件的正截面承载力。不过从实用的角度来说,绕丝的效果虽然可靠(特别是机械绕丝),但对受压构件使用阶段的承载力提高的增量不大,因此,在工程上仅用于提高钢筋混凝土柱位移延性的加固。由于这项用途已得到有关院校的试验验证,因而据以对其适用范围作出规定。
Q.1.2 绕丝法因限于构造条件,其约束作用不如螺旋式间接钢筋。在高强混凝土中,其约束作用更是显著下降,因而作了"不得高于C50"的规定。
Q.1.3 本条系参照螺旋筋和碳纤维围束的构造规定提出的,其限值与ACI、FIB和我国台湾地区等的指南相近。
Q.1.4 本规范仅确认当绕丝面层为细石混凝土时,可以采用本假定。而对有些工程已开始使用的水泥砂浆面层,因缺乏试验验证,尚嫌依据不足,故未将水泥砂浆面层的做法纳入本规范。
Q.2 柱的抗震加固计算
Q.2.1 本条计算公式中矩形截面有效约束系数φv,s的取值,是根据我国试验结果,采用分析与工程经验相结合的方法确定的,但由于迄今研究尚不充分,未区分轴压比和卸载情况,也未考虑混凝土外加层的有利作用,只是偏于安全地取最低值。
Q.3 构造规定
Q.3.1~Q.3.2 由于圆形箍筋对核心区混凝土的约束性能要高于方形箍筋,因此对方形截面的受压构件,要求在截面四周中部设置四根ф25钢筋,并凿去四角混凝土保护层作园化处理,使得施工时容易拉紧钢丝,也使绕丝对核心混凝土的约束作用增大。
Q.3.3 由于喷射混凝土与原混凝土之间具有良好的粘着力,故建议优先采用喷射混凝土,以增加绕丝构件的安全储备。
Q.3.4 绕丝最大间距的规定,是根据我国对退火钢丝的试验研究结果作出的。
Q.3.5 工程实践经验表明,采用钢楔可以进一步绷紧钢丝,但应注意检查的是:其他部位是否会因局部楔紧而变松。
附录R 已有混凝土结构的钢筋阻锈技术
R.1 设计规定
R.1.1 本规范采用的钢筋阻锈技术,是完全针对已有混凝土结构的特点进行选择的,因而仅纳入适合这类结构使用的喷涂型阻锈剂;但应指出的是,对新建工程中密实性很差的混凝土构件而言,也可作为补救性的有效防锈措施,用以提高有缺陷混凝土构件的耐久性。
R.1.2 本条以示例方式列出应进行阻锈处理的场合,可供加固设计单位参考使用。
R.1.3 本条从三个最重要的方面提出了对阻锈剂的技术要求。在选材时,应结合本规范第4.7节的质量与性能标准全面执行。
R.2 喷涂型钢筋阻锈剂使用规定
R.2.1 这是对国内外使用喷涂型阻锈剂的工程经验总结,务必予以重视,否则很可能收不到应有的处理效果。
R.2.2 亲水性的钢筋阻锈剂虽然能很好地吸附在混凝土内部钢筋表面,对钢筋进行保护,但却不能有效滤除混凝土基材内的氯离子、氧气及其它有害杂质。随着时间的推移,这些有害成分会不断累积,从而使混凝土中钢筋受到新的锈蚀威胁。因此,在露天工程或有腐蚀性介质的环境中,使用亲水性阻锈剂时,需要采用附加的表面涂层,以起到滤除氯离子及其它有害杂质的作用。
R.3 阻锈剂使用效果的检测与评定
R.3.1~R.3.5 本节规定的检测方法及其评定标准,是参照国外的有关试验方法与评估指南制定的;较为可信而先进:尤其是对锈蚀电流降低率的检测,能够最有效地衡量出阻锈剂的使用效果;其惟一的缺点是测试的时间较晚,从喷涂时间算起,需等待150天才能进行检测,但它所作出的评估结论却是最准确的,因而仍然受到设计和业主单位青睐。