国家标准《混凝土结构加固设计规范》修订简介.pdf

5 4 四川建筑科学研究 Si c h ua n Bui l di ng S c i e nc e 第 4 0卷第 5期 2 0 1 4年 1 0月 国家标准 混凝土结构加固设计规范 修订简介 姚 涛 ， 黎红兵 ， 薛伶俐 ( 1 住房和城乡建设部标准定额研究所， 北京 1 0 0 8 3 5 ； 2 湖南大学， 湖南 长沙4 1 0 0 8 2 ； 3 四川省建筑科学研究 院， 四川 成都6 1 0 0 8 1 ) 摘要： 国家标准G B 5 0 3 6 7 -2 0 0 6 4 混凝土结构加固设计规范自颁布实施以来 ， 在混凝土结构加固领域， 起到了规 范加固市场、 指导加固设计的作用。本文回顾了国家标准 G B 5 0 3 6 7 -2 0 0 6 混凝土结构加固设计规范 修订过程 中 的重要环节， 阐明了该标准修订的目的及意义， 并重点介绍了修订过程中的主要工作和主要修订内容。 关键词： 混凝土结构 ； 加固； 设计规范； 修订 中图分类号 ： T U 3 7 文献标 志码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 5 4 0 3 1 修订的 目的及意义 2 。 。 1 应力钢绞线加固法 国家标准 G B 5 0 3 6 7 -2 0 0 6 混凝 土结构加 固设 计规范 发布于 2 0 0 6年 6月 ， 迄今为止已实施 了 近 6年 ， 在每年约 8 0 0 0万平方米混凝土结构维修 、 加固 、 改造工程的设计和施工中起到 了很大的技术 支持作用。然而 ， 由于国家标准的制定 ， 是本着“ 成 熟一条， 制定一条” 的原则进行的 ， 因此 ， 在 2 0 0 6年 批准发布该规范时 ， 尚遗留两种加 固方法和若干参 数 ， 因尚未完成工程试用或验证性试验数据 尚不 足 而未纳人规范 J 。经过近 6年的努力 ， 上述未纳入 规范的内容 已达到 可以推荐应用的程度 。为此 ， 报 请住房和城乡建设部列入局部修订计划 ， 后又根据 技术的发展， 调整为全面修订的计划 ， 以满足全国约 4 0亿平方米建筑物 由于各种原 因而必须分期 、 分批 加固改造的需要。基于这些情况 ， 住房 和城乡建设 部在 2 0 0 8年 l 0月以建标 2 0 0 8 1 2号文下达 了局 部修订本规范计划 ； 又在 2 0 1 1年 1 0月 以建标标便 2 0 1 1 1 0 3号函同意将本规范局部修订调整为全面 修订 ， 以应当前工程实践 的急需。 2主要修订工作 在认真整理近 6年来管理本规范所搜集到的反 馈信息及组织修订组成员学习掌握编制国家标准的 基本要求与编写方法的基础上 ， 主要对几种加固方 法及加 固材料进行了考察 。 收稿 日期 ： 2 0 1 4 - 0 6 1 2 作者简 介： 姚涛 ( 1 9 8 3一) ， 男 ， 工程师 ， 主要从 事标准 化管理 与研 究 。 组织有关编委实地考察了采用无粘结预应力钢 绞线加 固的试点工程和部分推广应用 的工程 ， 并总 结了这些工程的实践经验 。 2 ) 预应力碳纤维复合板加固方法 组织有关单位共同研究了预应力碳纤维复合板 加固方法的关键技术问题 ， 明确了这项技术 的适用 范围， 并提出了锚具的若干设计方案。 3 ) 钢丝绳网一 聚合物改性砂浆面层加 固法 细致总结 了钢丝绳 网一 聚合物改性砂浆面层加 固法 的工程应用经验 ， 明确 了施加预张紧力的重要 性 ， 并通过实测提出了其最佳力值的指标 和检测方 法 ， 使这项加固技术在今后 的工程应用 中更加安全 可靠 。 2 2加 固材料 1 ) 芳纶纤维复合材 对新纳入规范的芳纶纤维复合材进行 了系统的 安全性能检测与鉴定 ， 并在此基础上提 出了对这类 纤维材料的质量和性能要求。 2 ) 抗震锚栓 从我 国是多地震 国家的现实出发 ， 组织研究了 抗震设 防区锚栓技术的应用问题。在此基础上筛选 了 4种较为安全可靠的锚 栓纳入规范 ， 并参照美 国 A C I 3 l 8等有关标 准 ， 给 出了锚栓承载力抗震调整 系数和构造要求 ， 为锚栓连接承载力的验算提供 了 安全可靠的依据。 3 ) 纤维复合材及其用胶 通过调研和总结大量工程应用经验 ， 适 当调整 2 0 1 4 N o 5 姚涛， 等： 国家标准 混凝土结构加固设计规范 修订简介 5 5 了纤维复合材及其用胶 的性能指标并 明确规定了厚 型碳纤维布的应用条件 ， 使之更经济适用， 也更符合 工程实际需要。 3主要修订 内容 3 1 关于结构加固后设计使用年限的修订 原规范从 既有建筑结构 的使用情况 出发 ， 参照 欧美有关标准的规定 ， 作出了以 3 0年为宜的规定 ， 而现实的国情是 ： 有不少新建工程也存在着必须立 即加固的问题 ， 并且要求加 固后 的结构仍能保持 5 0 年的设计使用年限。这对使用普通结构加 固的工程 而言， 有较大难度 。因为这类胶通常是按 3 0年的使 用期限设计的， 按国际上 的共识， 只要求能通过 2 0 0 0 h耐湿热老化检验 ， 便可认为能满足 3 O年使用 期的要求。如果要求结构胶安全工作 5 O年 ， 按国际 惯例 ， 就必须 以著名的 F i n d l e y理论 为依 据 ， 进行不 少于 5 0 0 0 h的耐长期应力作用 的检验。经鉴定通 过后 ， 才允许用于结构加固工程。 据此 ， 为了及时处理这一急待解决的实际问题 ， 这次修订时， 本规范作出相关规定： 当结构加固材料 中含有合成树脂或其他聚合物成分时， 其结构加 固 后 的使用年限宜按 3 0年考虑 ； 当业主要求结构加固 后的使用年限为 5 0年时， 其所使用 的胶和聚合物的 粘结性能 ， 应通过耐长期应力作用能力的检验。 3 2 关于无粘结钢绞线体外预应力加 固法的正截 面计算方法问题 元粘结钢绞线体外预应力加 固钢筋混凝土梁的 正截面计算 ， 不少文献是按压弯构件进行 的。此次 修订本规范改为按受弯构件计算 。其理由如下 ： 1 ) 从混凝土结构设计规范 的规定可知 ： 对普通 的有粘结预应力混凝 土梁 ， 应要求其受压 区混凝土 相对高度 。因此对无粘结 钢绞线体外预应力 加固的钢筋混凝土梁 ， 也应有同样的要求 ， 以保证加 固后的梁仍然是适筋梁 而非超筋梁 ， 以避免混凝土 发生脆性破坏。因此 ， 钢绞线的配置量应受到相应 的限制。 2 ) 如果按照压弯构件进行计算 ， 有可能 出现大 偏心受压构件和小偏 心受压构件两种情况 ， 如果呈 现小偏心受压状态， 也就是说该梁已经属于超筋梁 ， 这是不容许的。如果呈现大偏心受压状态 ， 说 明该 梁仍然属于适筋梁 ， 其加 固方案是可行的。根据压 弯构件的 一 V相关 曲线可知 ， 在大偏心受压状态 下 ， 压力 的存在对抗弯承载力是有利 的， 因此不考虑 受弯构件的纵向压力是偏于安全的。 3 ) 对一般框架梁施加预应力 ， 产生的预压应力 不全是由框架梁单独承担 ， 而框架梁到底承受多少 预压应力是无法准确判定的。因此 ， 若按压弯构件 进行设计计算 ， 如何确定预压应力将很 困难 ， 况且 ， 一 般加固梁施加的预应力也不是很大 ， 预压应力在 计算中不予计入， 仅作为安全储备 ， 不仅可行， 而且 相应 的计算将得到简化。 3 3 关于预应力碳纤维复合材加固法仅允许使用 碳纤维板的规定 在碳纤维复合材加固技术引进的初期 ， 由于碳 纤维板材价格较 昂， 很多单位均致力于研究 以碳纤 维布作为预应力筋材 的加 固工艺 ， 并为此次修订规 范做了不少工作 。但实践效果表明， 采用碳纤维布 施加预应力不仅施工难度大 ， 均匀性和可靠性差 ， 并 且也不经济 ； 而采用碳纤维板施加预应力 ， 其工艺相 对 比较简单 ， 施力均匀而可靠 ， 经济性也较好 ， 尤其 是其价格这几年来不仅大幅下降 ， 而且 国内也能成 批生产 。在这种情况下 ， 本规范仅推荐采用预应力 碳纤维板加固法 ， 以确保工程应用的安全可靠性。 3 4 关于钢 丝绳网一 聚合物改性砂浆面层 加固法 的预张紧力必须量化的问题 这几年来 ， 各地在应用钢丝绳网一 聚合物改性砂 浆面层加 固法过程 中， 之所 以出现褒贬不一的声音 ， 主要是由于安装过程中所施加的预加张紧力的大小 相差悬殊 。为了解决这个 问题 ， 编制组委托北京和 厦门两地 的编制组成员进行张紧度与承载力关系的 测试研究 。其结果一致表明 ： 在最佳张紧度下 ， 这种 加固法的承载力可 比韩 国的手感绷 紧法提 高 1 8 以上 ， 且破坏的模 式有显著 的规律性和一致性 。因 此， 这次修订本规范作出了预张紧力应予定量， 并取 为 0 ( 为钢丝绳抗拉强度设计值 ) ， 且应进行 检测的规定 。 3 5 关于抗震设 防区使用锚栓连接的计算与构造 规定应进一步充实的问题 原规范的锚栓一章基本上是参照欧洲相应标准 编制的， 其所采用 的锚栓品种及其设计 ， 虽经过欧洲 有关机构认证为“ 地震 区适用” ， 但欧洲毕竟缺乏地 震灾害 的考验。因而在经历 了 5 1 2强震后 ， 编制 组组织专家重新对 原规定进行 了评估。其结果表 明： 宜按美国 A C I 3 1 8标准进行必要的充实。据此， 在这次修订 中， 作 出了如下新规定 ： 1 ) 仅允许使用 4种较为安全可靠 的锚栓 ： 承重 5 6 四川建筑科学研究 第 4 0卷 结构用的机械锚栓 ， 应采 用有锁键效应的后 扩底锚 栓。这类锚栓按其构造方式 的不 同， 又分为 自扩底 、 模扩底和胶粘- 模扩底 3种 ； 承重结构用的胶粘型锚 栓 ， 应采用特殊倒锥形胶粘型锚栓。 自攻螺钉不属 于锚栓体系 ， 不得按锚栓进行设计计算 。 2 ) 参照 A C I 3 1 8的规定 ， 在承载力计算 中补充 了“ 锚栓承载力抗震调整系数 ” ， 以提高锚栓的抗震 能力。 3 ) 作 出抗震设 防区承重结构使 用锚 栓连接有 效锚 固的最小深度的规定。 3 6 关于适当提高植筋连接粘结强度设计值 的问 题 原规范对植筋连接 的粘结强度设计值作了偏于 保守 的取值 规定。其 理 由是我 国施 工质量不如 欧 洲 ， 而植筋技术在当时又是新引进的。现经十多年 的应用已积累了不少数据和经验。在这种情况下 ， 不少单位建议将其粘结强度设计值提高到与欧美等 国相当的水平， 经修订组研究、 试算后作出了平均提 高约 1 0 的决定。 4 结 语 国家标准 G B 5 0 3 6 7 i2 0 0 6 ( 混凝土结构加固设 计规范 的修订丰富了推荐使用 的加 固技术及加 固 材料 ， 在安全范围内修正了若干技术参数 ， 使混凝土 结构的加固技术更为可靠 、 安全 、 适用 、 经济合理 ， 并 确保其质量 。 参 考 文 献 ： G B 5 0 3 6 7 -2 0 0 6混凝土结构加 固设计规范 s 黄小许 ， 黄穗欢 ， 罗辉 群 ， 等 关于 现行 混凝 土结构加 固设计 规范 中碳纤维布抗拉强度设计取值问题的探讨 c 第五 届全 国 F R P学术交流会论 文汇编 2 o o 7： 5 3 - 5 8 严景明 ， 严林 应用混凝 土结构 加固设计规范 对框架柱进行 加固设计的探讨 c 第九届全 国建筑物 鉴定与加 固改造学 术会议论文集 2 0 o 8 ： 7 2 7 - 7 3 2 霍艳华 ， 熊进刚 预埋 钢筋 和植筋锚 固长度 的对 比分析 J 混 凝土 ， 2 0 1 1 ( 6 ) ： 1 3 6 1 3 9 项剑锋 ， 陈 微关 于 混 凝 土 结 构 加 固 设 计 规 范 ( G B 5 0 3 6 7 -2 6 ) 中几个 问题的探 讨 c 第 二届全 国工程 结构抗震加固改造技术交 流会论文集 2 0 1 0： 3 - 3 4 6 王春林 ， 陈越粤 ， 周强 ， 等 对 混凝土结构加 固设计规范 中 植筋技术的讨论 J 特种结构 ， 2 0 0 8 ， 2 5 ( 1 ) ： 1 0 3 一 l o 4 宋文强 对 混凝土结构加 固设计 规范 有 关纤维 复合材 的个 别条款 的探讨 C 第二届全 国工程结构 抗震加 固改造技术 交流会论文集 2 0 1 0 ： 3 4 2 - 3 4 3 ， 5 2 7 欧 阳煜 ， 王鹏 ， 张云超 ， 等 玄武岩纤维布加 固钢筋混凝土 梁 受弯受剪承载力计算分析 J 工业建筑 ， 2 0 0 7， 3 7 ( 6 ) ： 2 4 - 2 7 j 1 1j 1 j 1 J 1J