新增次梁如何植筋锚固
浏览量:56 发布时间:2024.08.15加固项目经常会碰到新增次梁的情况,新增次梁与原混凝土梁的连接大样如何设计?
本文把新增次梁与原混凝土梁的连接分为四部分介绍,分别为底部纵筋植筋要求、腰筋植筋要求、抗剪钢筋植筋要求、顶部纵筋植筋要求。
前两项相对简单,抗剪钢筋可能有设计师会忽略,或者布置了抗剪钢筋,但植筋深度不满足要求,抗剪钢筋应该根据计算确认是否需要配置。
顶部纵筋植筋要求相对而言比较复杂,植筋深度不满足规范要求时,经常采用的做法是纵筋穿透混凝土,端部加锚固板,纵筋与锚固板塞焊,锚固板的厚度与尺寸有什么规定?
新增次梁端支座为边框架梁时,边框架梁宽度不满足纵筋植筋深度要求,且边框架梁上有外墙,外墙无法拆除,此种情况如何处理?本文也给出解决思路。
底部纵筋植筋要求
新增次梁按两端铰接设计,理论上底部纵向钢筋伸入支座范围的纵向钢筋应力为0,为构造要求。
根据《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第15.3.1条,构造钢筋的受拉植筋深度为10d,植筋大样如下。
考虑梁端部剪力较大,在端部可能会产生斜裂缝,斜裂缝产生会使底部纵筋应力往支座内延伸,锚固在支座内的纵筋应力不为0。
因此简支梁的底部纵筋按受拉钢筋构造植筋深度10d有点小,参考《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015年版)第9.2.2条规定,简支梁底部带肋钢筋,伸入支座内的锚固长度不小于12d,因此底部纵筋植筋也按12d考虑。
若遇到梁端部1.5h范围内有较大集中荷载作用时,集中荷载加大斜裂缝的产生,因此建议植筋深度按15d。
新增次梁受扭,底部纵筋就不能按构造钢筋要求植筋,应按充分利用抗拉强度来设计,需要满足受拉钢筋的植筋要求。
底部纵筋有两排钢筋时,两排钢筋植筋间距应满足规范要求,采用A级胶植筋间距为5d。
若两排钢筋全部植入原混凝土结构,则对原混凝土结构破坏较大,考虑第二排钢筋非角部钢筋不深入支座。
植筋大样如下:
综合考虑以上因素,底部纵筋植筋要求如下:
腰筋植筋要求
腰筋分为构造腰筋(G)与抗扭腰筋(N),构造腰筋按10d植筋,抗扭腰筋需要满足受拉钢筋的植筋要求。
抗剪钢筋植筋要求
新旧混凝土结合面处的抗剪验算,《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013没有具体计算公式,大家很容易忽略结合面处的抗剪验算。
有的设计师认为新旧混凝土结合面处凿毛,刷界面剂后,新旧混凝土就能很好的结合一起共同受力,但忽略了结合面处所具有的粘结抗剪和抗拉能力,能否满足受剪和受拉承载力的要求。
本文结合相关资料对新旧混凝土结合面处的受力简单介绍。
目前国内外主要规范关于新旧混凝土界面剪切强度的计算公式均以摩擦抗剪理论为基础,剪摩擦理论是学者Birkeland于 1966 年首次提出了基于线性表达式的结合面抗剪计算公式,相关介绍如下。
因为结合面凹凸不平,受剪时发生相对错位,纵向钢筋由受剪变为受拉为主。也就可以理解新旧混凝土之间的结合面凿毛处理是多么重要,另外也是需要注意的,抗剪钢筋并不是构造受拉钢筋,是充分考虑其抗拉强度的,植筋深度满足受拉钢筋的植筋要求。
有的工程师考虑了抗剪钢筋,但是按构造受拉钢筋植筋,例如下图,笔者认为欠妥。
我国学者也对混凝土结合面的剪摩擦抗剪性能进行了深入的研究,以下为李国胜在《建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理》(2006年版)提到的结合面抗剪计算公式(2013出版的第二版中没有此公式):
公式中除了考虑穿缝钢筋的夹压效应,还考虑了结合面的粘结抗剪强度。
其实剪摩擦理论的应用并陌生,在现浇结构中有以下相关的计算。
《装配式混凝土技术规程》JGJ1-2014的第8.3.7条,剪力墙水平接缝的受剪承载力设计。
抗震等级为一级的剪力墙,验算水平施工缝的抗滑移,详《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010的第7.2.12条。
为何认为抗剪钢筋的植筋深度要满足受拉钢筋的植筋要求?
剪力墙施工缝处的抗剪钢筋在图集《22G101-1》中有连接构造,详见下图:
抗剪钢筋伸入混凝土内的锚固长度为LaE,按受拉钢筋锚固,因此新增次梁与原结构交界面处的抗剪钢筋大样如下图。
新旧混凝土结合面处必须凿毛处理,结合面刷界面剂,采用微膨胀高强混凝土浇筑。另外若新增抗剪钢筋施工麻烦,个人建议可以增大顶底部纵筋及抗扭腰筋,把抗剪受力钢筋均匀分到截面周边。
摘自“结构随笔”
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