本文选取一个加固算例,提醒大家在利用PKPM工具箱进行梁加固计算时,要注意下以下情况。本例针对一根混凝土梁区分考虑受压钢筋和不考虑受压钢筋,利用PKPM工具箱进行对比验算。废话不多说,直接先上算例。
02 不考虑受压钢筋
看到上面的计算结果,不知道大家有没有觉得奇怪。混凝土梁考虑受压钢筋计算所得的碳纤维面积比不考虑受压钢筋还要大,到底是什么原因造成的呢?由于PKPM工具箱没有详细计算过程,我们很难直接进行分析,我们需要借助JGTOOL的计算过程进行下判断。
利用JGTOOL的计算结果,我们似乎发现了问题的所在,就是这里出现了特殊情况x<2a,笔者猜测应该是PKPM工具箱在处理该种情况下存在点问题,以下通过分析来验证下这种猜测。
01 《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013我们可以看到《混凝土加固设计规范》10.2.3条文说明给出了以上的解释,PKPM工具箱中确实也是这么处理的X=2a=2*41=82mm,顺着这个思路继续往下,我们把各参数代入加固规范10.2.3-2式进行Afe求解:
α1 fc0bx=fy0As0+ψf ff Afe-f,y0A,s0
1.0×11.9×250×82=300×1521+1.0×1600×Afe-300×1521
解得,Afe=152mm²
我们发现神奇的一幕,PKPM工具箱计算结果与我们手算完全吻合了,PKPM算的没有问题啊!到底有没有问题呢?让我们打开再其他两本规范看看又是怎么处理的。
02 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
03 《纤维增强复合材料工程应用技术标准》GB 50608-2020
看到这里相信很多人已经明白了原因所在,PKPM工具箱利用x=2a代入加固规范10.2.3-2式实际是存在问题的,并不是说这个公式不成立,而是此时受压钢筋其实达不到fy',公式中fy'应该用σs'代替才对,而此时σs'是未知的,再用这个公式其实是无法求解的,而《混凝土结构加固设计规范》并没有给出明确的计算公式。但是我们参考《混凝土结构设计规范》6.2.14或者对受压钢筋取矩建立静力平衡方程,不难得到类似《纤维增强复合材料工程应用技术标准》中的公式,也就是JGTOOL目前所采用的计算方法。
由于笔者采用的PKPMV4.3进行的验算,目前尚不清楚PKPM整体加固计算和最新版本工具箱中是否有优化这个问题。在这里并没有要诋毁PKPM软件的意思,PKPM和YJK做为整体计算软件有无可比拟的主要作用,笔者在进行整体加固计算时也是用主要采用这二者,JGTOOL补充计算。
在这里不仅是想提醒设计师注意该计算问题,也是想抛砖引玉,希望PKPM能够进一步完善鉴定加固模块,切实提高设计效率。