由于悬挑梁的受力冗余度不足,而且悬挑梁常常位于走廊等人员密集的位置,结构破坏容易造成较大人员伤亡和财产损失,因此在设计混凝土悬挑梁时,应当仔细核对。在对既有建筑进行加固改造时,由于建筑年代久远、构件损伤严重、建筑使用功能改变造成荷载增大等因素,悬挑梁常常需要加固;悬挑梁加固除满足承载力要求,亦需注意悬挑梁可靠性、延性等要求,并根据现场实际和建筑使用功能要求,选择合适的加固方式。悬挑梁加固的方法可采用粘贴钢板加固、粘贴纤维复合材料加固、增大截面或增设钢斜撑等加固方法。2.1 粘贴钢板加固或粘贴纤维复合材料加固
根据《混凝土结构加固设计规范》9.2.11条规定:钢筋混凝土结构构件采用粘贴钢板或粘贴纤维复合材料加固后,其正截面受弯承载力的提高幅度,不应超过40%。在实际加固设计过程中,加固后的正截面受弯承载力提供幅度不超过40%时,可采用粘贴钢板或粘贴纤维复合材料加固。但加固后的正截面受弯承载力提供幅度超过40%时,必须采用其它的加固方式。2.2 增大梁截面加固
1)采用增大梁高的方法加固,增加的钢筋较多时,植筋间距难以满足规范规定的间距构造要求。如图1,在条件允许的情况下,可通过钻穿框架柱,面筋锚入内跨梁;当框架柱的截面较小,钢筋弯折角度较小的情况下,面筋可绕过框架柱锚入内跨板。
图1 悬挑梁面筋放置
2)在加固悬挑梁,植筋难以满足间距构造要求时,可以将梁面筋置于板内,如图2所示。对该加固方式,需满足ΔBs≤4倍板厚。 图2 梁面筋放置于板内加固大样
2.3 增加钢斜撑加固
如图3,悬挑梁的悬挑长度较大,或是悬挑梁所承担的荷载增加比较多,采用加大截面的方式难以满足时,可采用增加钢斜撑的方式进行加固。图3 悬挑梁增加钢斜撑加固
钢斜撑的下支撑端,可以支撑在本层框架柱的中部,也可以支撑至柱底。当支撑于本层框架柱中部,在计算时,需注意钢斜撑对框架柱产生的水平推力的影响,如图4,钢斜撑的下支撑点位于框架柱中部时,由于钢斜撑的轴力在水平方向分力,造成框架柱中部弯矩剧增,因此必须对框架柱进行验算。图4 钢斜撑下支撑在框架柱中部时弯矩图
在yjk模型中将斜撑建入模型并计算,发现斜撑对该结构整体参数几乎没有影响,仅对悬挑附近的梁柱配筋影响明显。图5 增加钢斜撑加固完成后节点实景(参考文献1)
2.4 增加钢拉杆加固
采用钢拉杆加固悬挑梁在实际工程中的应用较少,但从加固效果来看是比较高效的一种方式,值得推广应用,如图6。钢拉杆构件可以在工厂制作,在施工现场安装和拧紧两端螺栓,即可在钢拉杆中施加预应力,施工方便快捷。图6 结构计算模型简图
在混凝土悬挑梁进行加固设计时,应根据混凝土悬挑梁的实际受力情况、现状、选用的加固方法施工难度以及所采用的加固方式,在施工过程中以及实际受力对其它构件所造成的影响,综合考虑选择合适的加固方式。参考文献:
罗永成,谯旭东,等.组合加固混凝土悬挑梁力学性能研究[J]建筑结构2021.8
荣维生,杨沈,等.大跨度悬挑梁的鉴定与加固设计[J]建筑科学 2007.7
《混凝土结构加固设计规范》
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