采用PKPM软件进行结构加固设计 任思泽 【摘要】现有建筑加固应遵循的原则是:结构安全、经济、有效、实用.
合理利用 PKPM结构计算软件对建筑结构加固进行有效分析并完成加固设计是这一原则 分析经验以供参考.
1.单个构件加固 由于现有建筑局部使用功能发生改变,导致现有建筑仅某个或某几个结构构件 设计承载力不满足后续使用要求,同时又在结构的整体承载能力和抗震能力 范围之内.
对于这种情况则只需对单个构件进行结构加固即可.
设计步骤: 1.1收集该建筑结构施工图.
根据施工图中结构构件数据建立PKPM简 易(一个结构层)结构分析模型.
为分析局部使用功能改变对同层相 邻结构构件的影响,分析模型应包含使用功能改变区域相邻至少1 个结构跨度范围内的结构构件.
2.1输入该区域原建筑使用结构荷载,完善各项计算参数(材料强度参 数设置同施工图说明:由于是局部加固计算,从偏安全考虑,各项参 数原则上不应考虑折减).
然后在SATWE计算模块中进行第一次计 算,得出计算结果.
最后将模型中正截面受弯构件计算梁配筋面 域原使用荷载已经超出设计承载力要求.
说明不再属于单个构件 加固,应将其按结构区段加固另行考虑.
模型,进行下一步计算.
1.2.3如≤0.9,则应考虑计算中是否有荷载参数出错.
如己 /1 1 确认各项计算计算荷载参数正确.
方可将本次计算模型作为参考 模型,进行下一步计算.
A 为第一次参考模型计算时,梁正截面受弯抗拉钢筋计算面积.
1.3保留参考模型计算结果,然后在参考模型中将原结构荷载改为建筑 使用功能改变后的结构使用荷载.
在不改变其余参数设置的情况下 B
进行第二次SATWE计算,得出计算结果.
将计算模型中框架柱轴压 比与参考模型中对应框架柱轴压比进行对比分析.
如 影响:否则应建立多个结构层分析对下层结构的影响.
1.4将模型中正截面受弯构件计算梁配筋面积与原结构施工图 中梁实际配筋面积.
进行对比,再结合结构构件特性选取加固方法 功能改变对相邻区域构件影响较大,则应扩大结构分析模型范围.
度不高于60℃,不处于特殊环境(如高温、高湿、介质侵蚀、放射等) 时,采用碳纤维布的方法对其进行加固.
3 积A 其次,采用x=4A-4,计算出梁加固后混凝土受压区高 2fb 度x.
然后,验算加载后该梁最大正截面弯矩作用力 M≤a fbxh f4(ha)foA (hh) 2 最后,将带入《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)中第9.2.4 条计算实际应粘贴碳纤维布截面面积.
,并根据梁截面尺寸和市场材料提 供信息选择碳纤维布加固宽度和层数.
一,为碳纤维布抗拉强度设计值: fo 为原梁混凝土抗压强度设计值: 一一h、分别为矩形截面梁的宽度和高度: 一一为纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离.
1.4.3如A≤A1.4A ,长期使用的环境温度不高于60℃,不 处于特殊环境(如高温、高湿、介质侵蚀、放射等),且不宜采用碳 纤维布加固时,采用可粘贴钢板的方法对其进行加固.
首先,采用差值法A=4.
-4初步计算加固钢板有效截面面积 p A. 其次,采用x=4.
4-J4.
,计算出梁加固后混凝土受压 afcb 区高度.
然后,验算加载后该梁最大正截面弯矩作用力 M<afbxh f4(hna)-fo4 (hh) 2 最后,根据、梁截面尺寸和市场材料供应情况选取加固钢板厚度及宽 度. 其中:一 为原钢筋强度设计值: M 为加载后第二次计算时,梁正截面最大弯矩值; 一b、h分别为矩形截面梁的宽度和高度: 一为加固前截面有效高度: 一一为纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离. 行加固处理(新增混凝土强度比原构件强度提高一个等级). 首先,采用差值法A_AJ. -4初步计算新增钢筋有效截面面积 a J A 其次,采用x=. 4. a.f.4m-4. ,计算出梁计算出梁加固后混凝 αfb 土受压区高度x. 然后,验算加载后该梁最大正截面弯矩作用力 M<a f Amhoafobxl h A m 为新增受拉钢筋截面面积: 一为加固后梁截面有效高度: 一为纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离. 1.5如果在第二次SATWE计算结果出现超配筋现行,则需在第二次计算 模型中将该构件截面尺寸加大. 然后再其余计算参数不变的情况下 在SATWE计算模块中进行第三次计算. 【实例】:成都某购物中心财务办公室重要设备放置位置结构加固 工程概况:该购物中心为地下1层,地上61层框架结构,建于2001年,建筑 面积达26000平方米. 现需在原结构五层某两根主梁(图1中梁A、梁B)上分别 放置1个和9个重要设备,单个设备最大使用荷载达20kN(设备自重10kN,最大 使用活载10kN). 由于缺乏原结构设计计算数据,受设备加载直接影响的结构构 件为一般构件且占整个建筑中同类结构构件的比例非常小,因此不便于也没必要 对整个建筑结构进行抗震鉴定分析. 本次加固亦属于构件加固,同时,不改变现 有建筑结构的抗震设防等级、构造以及后续使用年限等. 设计步骤: 1)根据施工图中结构构件数据建立PKPM简易结构分析模型.