采用KM軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

采用PKPM軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)任思澤【摘要】現(xiàn)有建筑加固應(yīng)遵循的原則是：結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、有效、實(shí)用。合理利用PKPM結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)建筑結(jié)構(gòu)加固進(jìn)行有效分析并完成加固設(shè)計(jì)是這一原則的體現(xiàn)，本文中分別以單個(gè)構(gòu)件加固、局部新增構(gòu)件加固為例，結(jié)合本人的設(shè)計(jì)分析經(jīng)驗(yàn)以供參考。單個(gè)構(gòu)件加固由于現(xiàn)有建筑局部使用功能發(fā)生改變，導(dǎo)致現(xiàn)有建筑僅某個(gè)或某幾個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)承載力不滿足后續(xù)使用要求，同時(shí)又在結(jié)構(gòu)的整體承載能力和抗震能力范圍之內(nèi)。對(duì)于這種情況則只需對(duì)單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固即可。設(shè)計(jì)步驟：收集該建筑結(jié)構(gòu)施工圖。根據(jù)施工圖中結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)據(jù)建立PKPM簡(jiǎn)易（一個(gè)結(jié)構(gòu)層）結(jié)構(gòu)分析模型。為分析局部使用功能改變對(duì)同層相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響，分析模型應(yīng)包含使用功能改變區(qū)域相鄰至少1個(gè)結(jié)構(gòu)跨度范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。輸入該區(qū)域原建筑使用結(jié)構(gòu)荷載，完善各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)（材料強(qiáng)度參數(shù)設(shè)置同施工圖說明；由于是局部加固計(jì)算，從偏安全考慮，各項(xiàng)參數(shù)原則上不應(yīng)考慮折減）。然后在SATWE計(jì)算模塊中進(jìn)行第一次計(jì)算，得出計(jì)算結(jié)果。最后將模型中所有正截面受彎構(gòu)件計(jì)算梁配筋面積與原結(jié)構(gòu)施工圖中梁實(shí)際配筋面積進(jìn)行對(duì)比：如＞，則應(yīng)考慮計(jì)算中是否有荷載參數(shù)出錯(cuò)，或該區(qū)域原使用荷載已經(jīng)超出設(shè)計(jì)承載力要求。說明不再屬于單個(gè)構(gòu)件加固，應(yīng)將其按結(jié)構(gòu)區(qū)段加固另行考慮。如0.9≤≤，則可將本次計(jì)算模型直接作為參考模型，進(jìn)行下一步計(jì)算。如≤0.9，則應(yīng)考慮計(jì)算中是否有荷載參數(shù)出錯(cuò)。如已確認(rèn)各項(xiàng)計(jì)算計(jì)算荷載參數(shù)正確。方可將本次計(jì)算模型作為參考模型，進(jìn)行下一步計(jì)算。其中：——為原梁正截面受彎抗拉實(shí)際配筋面積；——為第一次參考模型計(jì)算時(shí)，梁正截面受彎抗拉鋼筋計(jì)算面積。BA保留參考模型計(jì)算結(jié)果，然后在參考模型中將原結(jié)構(gòu)荷載改為建筑使用功能改變后的結(jié)構(gòu)使用荷載。在不改變其余參數(shù)設(shè)置的情況下進(jìn)行第二次SATWE計(jì)算，得出計(jì)算結(jié)果。將計(jì)算模型中框架柱軸壓比與參考模型中對(duì)應(yīng)框架柱軸壓比進(jìn)行對(duì)比分析。如，可不考慮使用功能改變對(duì)建筑結(jié)構(gòu)豎向作用力的影響；否則應(yīng)建立多個(gè)結(jié)構(gòu)層分析對(duì)下層結(jié)構(gòu)的影響。BA將模型中所有正截面受彎構(gòu)件計(jì)算梁配筋面積與原結(jié)構(gòu)施工圖中梁實(shí)際配筋面積進(jìn)行對(duì)比，再結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件特性選取加固方法：如所有構(gòu)件≤，則表示該構(gòu)件使用荷載在原構(gòu)件設(shè)計(jì)承載力范圍之內(nèi)，不需加固。如模型中邊跨梁構(gòu)件≤，則說明本次使用功能改變對(duì)相鄰區(qū)域構(gòu)件影響較大，則應(yīng)擴(kuò)大結(jié)構(gòu)分析模型范圍。如≤≤，該梁跨高比大于4，且長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不高于60℃，不處于特殊環(huán)境(如高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等)時(shí)，采用碳纖維布的方法對(duì)其進(jìn)行加固。首先，采用差值法初步計(jì)算加固碳纖維布有效截面面積。飯其次，采用鑒,胡計(jì)算出梁加固財(cái)后混凝土受壓臺(tái)區(qū)高度眾。勺然后，驗(yàn)算升加載后該梁最慨大正截面彎矩絞作用力陜。撤最后，形將包帶入《混凝土叫結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)姿規(guī)范》（喂GB5036時(shí)7-2006邪）中第集9.2.匆4剝條計(jì)算實(shí)際應(yīng)女粘貼碳纖維布主截面面積瓦，并根據(jù)梁截褲面尺寸和市場(chǎng)平材料提供信息愈選擇碳纖維布峰加固寬度和層育數(shù)。辟其中金：弄——嚼為考慮二次受擾力碳纖維布強(qiáng)目度折減系數(shù)；丟陡涌——掀為加固碳纖維刮布有效截面面黑積；竿幅猴——靠為原鋼筋強(qiáng)度鑼設(shè)計(jì)值；觀睛奴——結(jié)為加載后第二弟次計(jì)算時(shí)，梁椅正截面受彎抗云拉鋼筋計(jì)算面撐積；拌字——肯、浴為原梁正截面凡受彎抗拉、抗雕壓實(shí)際配筋面腎積；廢炊跑——黎為碳纖維布抗觸拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值味；動(dòng)呢襯——讀為加載后第二毛次計(jì)算時(shí)，梁企正截面最大彎胞矩值；藝灌襯——產(chǎn)為原梁混凝土熔抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)凳值；耳鳥親——容、孤分別為矩形截卡面梁的寬度和劃高度；笛賞貌——區(qū)為加固前截面丈有效高度；廳蠢燥——蛛為縱向受壓鋼把筋合力點(diǎn)至截皆面近邊的距離茄。盯如雖≤飼≤狀，聾長(zhǎng)期使用的環(huán)垮境溫度不高勞于疑6吩0風(fēng)℃拌，不浪處于特殊環(huán)殊境踐(房如高溫、高濕伸、介質(zhì)侵蝕、寇放射寄等貞)健，且不宜采用漸碳纖維布加固搖時(shí)，采用可粘封貼鋼板的方法冊(cè)對(duì)其進(jìn)行加固刻。光首先，采用差糧值法新初步計(jì)算加固兄鋼板有效截面蔬面積呀。虛其次，采用貌,鴨計(jì)算出梁加固忽后混凝土受壓充區(qū)高度撞。頃然后，驗(yàn)算爬加載后該梁最片大正截面彎矩捷作用力坑。辦最后，根據(jù)如、梁截面尺寸再和市場(chǎng)材料供租應(yīng)情況選取加淘固鋼板厚度及僑寬度。繞其中緒：督——鏡為考慮二次受誠(chéng)力鋼板強(qiáng)度折巾減系數(shù)；稱靠眼——老為加固鋼板截?fù)苊婷娣e；蒜墓認(rèn)——弱為原鋼筋強(qiáng)度保設(shè)計(jì)值；歷軟凈——計(jì)為加載后第二觀次計(jì)算時(shí)，梁債正截面受彎抗豎拉鋼筋計(jì)算面對(duì)積；雷煩——灘、些為原梁正截面允受彎抗拉、抗宇壓實(shí)際配筋面吵積；需貴舊——遙為加固鋼板抗兇拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值民；淋扭界——玉為加載后第二射次計(jì)算時(shí)，梁池正截面最大彎卵矩值；庭拜拆——稈為原梁混凝土并抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)鈴值；去特大——嚼、餅分別為矩形截塵面梁的寬度和胳高度；邀儉埋——臭為加固前截面撞有效高度；辯棵繭——俊為縱向受壓鋼儀筋合力點(diǎn)至截戶面近邊的距離墳。習(xí)如念≤槐≤著，且不宜采用御粘貼碳纖維和未鋼板的方法加肅固；或鉗≤名。則該梁宜采恭用梁底加大截劃面的方法進(jìn)行蹲加固處理（新間增混凝土強(qiáng)度裙比原構(gòu)件強(qiáng)度漂提高一個(gè)等級(jí)斧）。泡首先，采用差戰(zhàn)值法簽初步計(jì)算新增欠鋼筋有效截面桌面積領(lǐng)。每其次，采用嘆，計(jì)算出梁計(jì)執(zhí)算出梁加固后笑混凝土受壓區(qū)浩高度嘴。樣然后，驗(yàn)算麻加載后該梁最寧大正截面彎矩酒作用力會(huì)。親最后，根據(jù)蓄、梁截面尺寸廈和市場(chǎng)材料供惡應(yīng)情況選取加禮固梁截面配筋礦。勇其中類：研——奏為新增鋼筋強(qiáng)降度利用折減系鵲數(shù)；午憤邊——騎為新增受拉鋼寄筋截面面積；獄源卷——嫌為原鋼筋強(qiáng)度釣設(shè)計(jì)值；巾頂六——睡為加載后第二調(diào)次計(jì)算時(shí)，梁字正截面受彎抗膝拉鋼筋計(jì)算面蹄積；賠逮——廟、李為原梁正截面直受彎抗拉、抗表壓實(shí)際配筋面踢積；柿農(nóng)卡——碰為新增鋼筋強(qiáng)材度設(shè)計(jì)值；餐帖概——印為加載后第二揮次計(jì)算時(shí)，梁撞正截面最大彎止矩值；職茂奸——汪為原梁混凝土臣抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)建值；漢鏈煙——許、監(jiān)分別為加固前倚矩形截面梁的而寬度和有效截湖面高度；瘡聲運(yùn)——盆為加固后梁截姐面有效高度；運(yùn)道俗——鎖為縱向受壓鋼止筋合力點(diǎn)至截咐面近邊的距離購。妹通如果在第二高次汗SATW倦E艷計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)神超配筋現(xiàn)行，士則需在第二次糾計(jì)算模型中將誼該構(gòu)件截面尺蛾寸加大。然后滾再其余計(jì)算參葉數(shù)不變的情況勉下鏈在令SATW亭E廳計(jì)算模塊中進(jìn)虹行第三次計(jì)算垮。奮【睬實(shí)例勵(lì)】：城成都某購物中賄心財(cái)務(wù)辦公室果重要設(shè)備放置股位置結(jié)構(gòu)加固菌工程概況兵：該購物中心脂為地貌下冷1禽層，地音上哈6伙+1層層框架結(jié)構(gòu)，顏建箭于舌200舉1跨年，建筑面積孫達(dá)使26煙00吐0喚平方米?，F(xiàn)需憶在原結(jié)構(gòu)五層豈某兩根主梁（請(qǐng)圖沃1溝中厭梁叼A饒、運(yùn)梁詞B錘）上分別放惜置愁1院個(gè)饒和鴉9狠個(gè)重要設(shè)備，樹單個(gè)設(shè)備最大殼使用荷載療達(dá)索20k鄙N叼（設(shè)備自禽重炕10k然N傘，最大使用活登載著10k喉N嘴）。由于缺乏護(hù)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)斥算數(shù)據(jù)，受設(shè)惰備加載直接影陡響的結(jié)構(gòu)構(gòu)件纖為一般構(gòu)件且悉占整個(gè)建筑中畢同類結(jié)構(gòu)構(gòu)件朋的比例非常小俊，因此不便于主也沒必要對(duì)整訓(xùn)個(gè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)具行抗震鑒定分串析。本次加固扣亦屬于構(gòu)件加刮固，同時(shí)，不逼改變現(xiàn)有建筑垃結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)股防等級(jí)、構(gòu)造稱以及后續(xù)使用嚷年限等。奮題設(shè)計(jì)步驟魔：矛根據(jù)施工圖中津結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)據(jù)手建綠立卻PKP套M難簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)分析棗模型。失都圖而1擦某購物中心集結(jié)構(gòu)加載區(qū)域旗簡(jiǎn)易優(yōu)分析模型啄根據(jù)建筑該區(qū)基域原使用功能津，輸入結(jié)構(gòu)使袖用荷載，并完蘆善各項(xiàng)計(jì)算參畢數(shù)后，在騙然后弦在臺(tái)SATW葬E遞計(jì)算模塊中進(jìn)峰行第一次計(jì)算桶，得出計(jì)算結(jié)驅(qū)果。喝然后遞將心各梁正截面受要彎泄構(gòu)件計(jì)算梁配悔筋面積鳴與填對(duì)應(yīng)伴原結(jié)構(gòu)施工圖鐮中梁實(shí)際配筋脫面積存進(jìn)行對(duì)比框。得出椅0.9蜘≤盲≤器，故可將本次逐計(jì)算模型作為現(xiàn)參考模型。絞圖巨2.晃做某購物中心參襪考模型中梁、紐樓面荷載平面富圖親在曲參考換模型中藥輸入新增重要雙設(shè)備使用荷載殿。在不改變其赴余參數(shù)設(shè)置的辣情況下進(jìn)行第侮二冶次陽SATW騾E圈計(jì)算，得出計(jì)狗算結(jié)果。最后役將茅正截面受彎林構(gòu)件計(jì)算梁配緒筋面積映與原結(jié)構(gòu)施工密圖中梁實(shí)際配柿筋面積莊進(jìn)行對(duì)比污。發(fā)現(xiàn)除梁俘B極以外，其余梁感配筋信息滿足憲≤績(jī)，不需加固。勵(lì)圖俱3相渠某購物中心新剪增設(shè)備荷載平態(tài)面圖粗梁舌B墾的加固計(jì)算：斗已知條件：梁竊寬崗b=45虎0弊，梁前高顛h=70醫(yī)0悠，梁樂跨笛l=8200陸m湊m么，原梁混凝土召抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)燙值什，原梁鋼筋強(qiáng)穩(wěn)度設(shè)計(jì)值敬，原梁底實(shí)際賭配筋癥，原梁頂實(shí)際揀配筋胳，加固計(jì)算梁濁底配筋揀。由于姿且處于盤長(zhǎng)期溫度不應(yīng)哨高某于政6具0買℃辟的謎正常使用環(huán)境朋，故選擇采用兔梁底粘貼碳纖足維布（取裹）的方法對(duì)其狀進(jìn)行加固處理宜。厲野坑首先，采用差別值法求的加固傳碳纖維布有效回截面面積：扭其次，計(jì)算梁刃加固后混凝土漸受壓區(qū)高度：疼漂跡克然后，驗(yàn)算缺加載后該梁最嘆大正截面彎矩邪作用力：腹腎，滿足要求。盒最后，根據(jù)碳估纖維單層厚度鉤，碳纖維彈性恩模量專，假設(shè)梁底粘憑貼碳纖維布層狀數(shù)唇。冷毅晃計(jì)算碳纖維布異厚度折減系膠數(shù)技:身叨睜前益計(jì)算粘貼碳纖鈔維布寬度：鋼脂自，取碳布粘貼勝寬蹲度季b=45桃0柜。中結(jié)構(gòu)偷局部新增構(gòu)件鑰加固閥鋒由于旬現(xiàn)有建筑平、徒立面發(fā)生改變脾，在現(xiàn)有建筑皮結(jié)構(gòu)中新增部禁分結(jié)構(gòu)構(gòu)件，懶導(dǎo)致現(xiàn)有建筑僻結(jié)構(gòu)局部區(qū)域斑構(gòu)件荷載效應(yīng)姻發(fā)生變化。對(duì)芒于此種情況應(yīng)描對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)返行整體承載能宰力和抗震能力研進(jìn)行驗(yàn)算分析撈，并確定具體微加固方案。設(shè)計(jì)步驟：切收集雞該建筑致原香結(jié)構(gòu)施工圖。豆根據(jù)施工圖中搜結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)據(jù)蓄，封建哀立舍PKPM疊整體萬分析模型嬌（模型中材料燭強(qiáng)度等參數(shù)等遼應(yīng)參考該建筑宋原結(jié)構(gòu)施工圖屯說明）糊。斷為滿足建筑平綠、立面發(fā)生改他變需求，呼在橋PKPM循整體模型中對(duì)倒應(yīng)位置輸入新須增結(jié)構(gòu)構(gòu)件。肌根據(jù)建筑使用秀功能要求，在盒模型中輸入結(jié)旺構(gòu)使用荷載。愿在葬SATW漸E職計(jì)算模塊中進(jìn)帝行計(jì)算，并得熟出計(jì)算結(jié)果。釋根據(jù)計(jì)算結(jié)果覆進(jìn)行分析如下籌：采常根據(jù)文本文件守輸出數(shù)據(jù)，分冤析結(jié)構(gòu)局部新礎(chǔ)增構(gòu)件后，建將筑整體抗震能庭力是否滿足抗刮震規(guī)范要求。深若滿足抗震要諷求，則進(jìn)行下福一步分析；若對(duì)不滿足，則通乘過調(diào)整模型中層的構(gòu)件尺寸或忠改變新增構(gòu)件燙布局等方式解疊決。摸在結(jié)構(gòu)整體滿鏈足抗震要求的笨基礎(chǔ)上，查看鋤構(gòu)件配筋驗(yàn)算手簡(jiǎn)圖中是否有按超配筋現(xiàn)象。逢若無超配筋現(xiàn)違象直接進(jìn)行下澇一步分析；若忘有超配筋現(xiàn)象媽則應(yīng)通過調(diào)整靜模型中的構(gòu)件軟尺寸或改變新防增構(gòu)件布局等弱方式解決。啦查看構(gòu)件配筋凡驗(yàn)算簡(jiǎn)圖中新姐增構(gòu)件與原結(jié)祖構(gòu)構(gòu)件連接處已結(jié)構(gòu)配筋。如軌配筋合理，便位于通過植筋達(dá)皺到配筋要求，拘則以此次計(jì)算證結(jié)果為依據(jù)選漲擇選擇新增構(gòu)率件結(jié)構(gòu)配筋；味如配筋較大，鐵不易通過植筋墾達(dá)到配筋要求幕時(shí)，則減小模邀型中該處節(jié)點(diǎn)悼負(fù)彎矩調(diào)幅系灶數(shù)甚至將該處歪節(jié)點(diǎn)設(shè)為鉸連箭接，然后再次緊計(jì)算得出結(jié)論皮并對(duì)其進(jìn)行重洪新分析。仙新增構(gòu)件與原累構(gòu)件連接處植側(cè)筋計(jì)算。芬本界藏已知連接處設(shè)祥計(jì)配筋計(jì)算面艷積屯朋，連接處設(shè)計(jì)碰配置鋼筋直徑談和根數(shù)辯。竊法圾述根據(jù)《混凝土姥結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)摔規(guī)范》貌（轎GB5036鳴7-2006怎）中第護(hù)12.2.蜘3處條計(jì)算植筋基旱本錨固深度：半半努裂計(jì)算鋼筋最小挽植筋深度：密速解堡參考單個(gè)構(gòu)件屑加固步驟丙第悲1.熱4價(jià)步