對于大偏心受壓構(gòu)件,如果受拉鋼筋配置不足,容易出現(xiàn)類似于受彎構(gòu)件的病害,主要是受拉邊裂縫過寬、過多。用粘貼鋼板時,鋼板粘貼于受拉區(qū),分擔(dān)加固后荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。其計算也根據(jù)分階段受力特點,分別計算鋼筋和混凝土的應(yīng)力。對于大偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)和小偏心受壓構(gòu)件的兩側(cè),混凝土始終處于受壓狀態(tài),結(jié)構(gòu)破壞時混凝土被壓碎,這種情況不適合采用粘貼鋼板加固。故在橋梁加固中一般不采用粘貼鋼板法加固小偏心受壓構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)。
以下主要討論大偏心受壓構(gòu)件在實際使用荷載下,受拉鋼筋配置適當(dāng)或偏少時粘貼鋼板加固的設(shè)計原理。
粘貼鋼板加固的正截面配筋設(shè)計基本原則是:如果完全按承載能力極限狀態(tài)法來設(shè)計計算,不能反映加固構(gòu)件分階段受力的特點,只能反映構(gòu)件最終狀況的承載能力。因此,先按彈性理論的計算方法計算各階段材料的最大應(yīng)力,并按容許應(yīng)力法驗算強度。在第二階段,根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗和工程條件初步擬定粘貼鋼板的量,然后復(fù)核加固后截面的承載能力。具體計算如下:
(1)根據(jù)原結(jié)構(gòu)的受力情況、病害情況、尺寸及鋼筋、現(xiàn)場條件,結(jié)合施工人員的工程經(jīng)驗,初步擬定粘貼鋼板的數(shù)量。
(2)計算第一階段應(yīng)力,即粘貼鋼板前恒載產(chǎn)生的截面彎矩對混凝土和鋼筋產(chǎn)生的應(yīng)力。
(3)計算第二階段應(yīng)力,即粘貼鋼板后活載及后加恒載產(chǎn)生的截面彎矩對混凝土、鋼筋和鋼板產(chǎn)生的應(yīng)力。
(4)驗算以上兩階段截面內(nèi)各材料的應(yīng)力強度,若不符合或富余太多,應(yīng)調(diào)整粘貼鋼板的數(shù)量。
(5)根據(jù)上述初定的鋼板數(shù)量,按規(guī)范進行極限狀態(tài)下正截面承載能力的計算,并根實際情況復(fù)核抗剪承載能力。計算結(jié)果均需符合要求,否則應(yīng)調(diào)整粘貼鋼板量,直到所有材料的強度和承載力均符合要求為止。
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