非卸载条件下受拉区加固梁的抗弯设计法

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1、2002年3月重庆大学学报（自然科学版）VOI.25NO.3第25卷第3期JOurnaIOfChOnggingUniversit（yNaturaIScienceEditiOn）Mar.2002文章编号：1000-582X（2002）03-0115-05非卸载条件下受拉区加固梁的抗弯设计法!全学友，刘春茂（重庆大学土木工程学院，重庆400045）摘要：本文以应变平截面假定为基础，对非卸载条件下受拉区加固梁截面的钢筋应变发展及抗弯承载力的发展进行分析研究。研究表明，初弯矩比越大，承载能力极限状态下增补钢筋应变发展越低；增补钢筋用量越大，初配钢筋应变发展越低。当初配钢筋配筋量较小时，

2、即使初弯矩比较大，只要增补钢筋配筋量适当，可以保证初配钢筋及增补钢筋均受拉屈服，并使截面抗弯承载力得到显著提高。关键词：加固；初配钢筋；增补钢筋；增大截面法；抗弯能力中图分类号：TU209文献标识码：A采用正确的加固方法才能达到预期的加固效混凝土的弹性模量。笔者将只针对单筋矩形截面进行果［1］。在受拉区补充浇筑现浇钢筋混凝土的增大截面10.2研究，即=6+。加固法由于具有良好的耐火性及耐久性而往往用于对COEPS1梁的抗弯加固；粘钢加固法以及碳纤维［2］加固由于类受拉区增大截面完成后，组合截面［5］的应变增量似于在受拉区补充受拉钢筋，同样可视为受拉区增大亦将呈线形分布，见图1。

3、承载力极限状态下，压区边截面加固法的一种特例。虽然《混凝土加固技术规范》缘混凝土压应变达EU，初配钢筋AS1的应变由ES11增至（CECS25：90）要求加固时要卸去梁已经承担的全部荷ES1，增补钢筋AS2则获得拉应变ES2。ES1及ES2的大小，载［3］，但实际工程中由于技术、设备以及经济方面的考决定A及A钢筋屈服或不屈服。S1S2虑，加固时能卸去原有荷载的情况并不多见。多数情况下，截面是在初弯矩作用下进行加固的，原有受拉区钢筋（以下将称之为初配钢筋）先于增补钢筋受力，这样，当截面处于受弯承载力极限状态时，增补钢筋可能屈服，也可能不屈服。因此，如何进行初弯矩作用下受弯构件的抗

4、弯承载力设计是加固设计这一领域颇受关心的问题。本文的目的，就是借助已有的受弯构件正截面设计理论，进一步研究初弯矩作用下增大截面法图1加固前后截面及截面应变分布受拉区加固梁的抗弯设计方法。1.1初配钢筋的屈服条件1初配钢筋AS1与增补钢筋AS2的屈服条件利用应变平截面假定，可以推导出初配钢筋AS1的屈服条件为：初弯矩标准值M1I作用下初配钢筋的拉应变及压0.8h01区边缘混凝土应变可按以下方法计算［4］：x=0.8xc""Ebh01（3）fyS11M1I1+E初配钢筋拉应变ES11==（1）ESUES0.87ESAS1h010.8h01压区混凝土边缘应变EM1I（2）其中Eb=。

5、上式表明，AS1钢筋的屈服条件与c11=2fyCEcbh011+EESU其中OE=Es/Ec，PS1=AS1/bh01，Es、Ec分别为钢筋和!收稿日期：2002-01-10作者简介：全学友（1963-），男，四川遂宁人，副教授，主要从事结构工程检测方面的研究工作。ll6重庆大学学报（自然科学版）2002年普通受弯构件适筋梁的限制条件是相同的。c.当初配钢筋ASl不屈服而增补钢筋AS2屈服时l.2增补钢筋的屈服条件2fyES+EUfy2C-［PSl-PS2］C-利用图l中的几何关系，可以推导出要保证ES2!fcmfyfcmEy2，则受压区高度x必须满足fyEESU0.8PSl=

6、0（l3）0.8z02fcmfyx=0.8xc""Sbfz02=（l+S）Sbfz0lfy2ES2lMUl++=C（l+S-0.5C）-EEU2ESUfcmbz0l（4）fyl-l.25CEESU式中，S=Az/z，称为截面有效高度增长率；称为0.8PSlS（）（l4）0lSbffcmCfy加固截面的界限相对受压区高度且（l+S）（l5）C"CbC"Cbj0.8（5）d.当初配钢筋ASl及增补钢筋AS2均不屈服时Sbf=fEy2S2lffl++2yEUy2EU+ES2lEESUEUC-［PSl+PS2］ECS-fcmfyfcmfy2利用图l中的几何关系，可以推导出fyEUfy2

7、EUES2l=ESll+（ESll+Ecll）S（6）0.［8PSl+PS2（l+S）］ES=0（l6）fcmfyfcmfy2ES2l的物理意义为在初弯矩标准值MlI作用下，未加固MU截面在增补钢筋AS2位置处按应变平截面假定计算的2=C（l+S-0.5C）-fcmbz0l应变推算值。对AS2钢筋而言，该应变本身并不存在，fyl-l.25CEESU但却反映了应力滞后的程度。0.8PSlS（）（l7）fcmCfy2抗弯承载力有关分析公式的建立C"Cb且C>（l+S）Cbj（l8）此外，考虑到初