有不少用户朋友问过在梁加固模块中,参数M0k该如何取?本文通过一个实例分析,并结合笔者的设计经验,提出M0k的取值建议供读者参考。 《混凝土结构加固设计规范》5.2.4条
M0k——加固前受弯构件验算截面上原作用的弯矩标准值。规范这句话,其实还是写的挺笼统的,笔者自己的理解是“在加固的那一刻,还作用在加固构件上的恒荷载和活荷载,对构件产生的弯矩标准值”。在实际加固工程中,结构构件在加固前已经承受了一定的荷载作用,发生了一定程度的变形,在这种状态下不管是选择粘贴碳纤维、钢板还是加大截面,此时新增受力部件并不受力,只有当继续增加荷载(二次受力)时,新增受力部件才开始发挥受力作用。
M0k就是用来考虑二次受力影响的。由M0k可以求出其作用下的原受拉钢筋应变值,进而得到纤维复合材或者粘钢加固的加固材料利用系数ψf或ψsp,通俗点讲M0k就是用来确定对纤维复合材或粘钢钢材强度的折减系数,这就直接跟最终计算出来的加固材料面积息息相关。M0k想得到准确的取值是比较困难,这是因为构件加固前的状态是比较难评估的,特别是加固前构件上的荷载很难做出评估。有人会说,按照原设计的全部恒活一起考虑取值,这样会过于保守;也有人会说,只考虑自重,这样又会偏于不安全。在实际施工时,构件上荷载究竟能卸载到什么程度,不仅取决于设计图纸的要求,更多取决于施工单位的重视程度,所以作为设计人员还是很难把握的。我们下面通过一个算例的三种情况,谈谈M0k怎么取比较合适。
假定原有混凝土梁,截面为250x600,受力纵筋4f22,HRB400级,混凝土等级C30,设计控制弯矩300kN.m(非地震内力组合)。我们假定情况2:取M0k为恒载作用下的弯矩标准值120。我们假定情况3:取M0k为恒载+活载作用下的弯矩标准值(近似取为300/1.3=230)。我们利用加固设计软件JGTOOL分别对以上三种情况进行计算。不难发现M0k不同,二次受力影响的变化是不容忽略的。一般来说,情况1是不可能出现的,梁类构件上固有梁板荷载是不可忽略的,所以一般项目的Mok值应该通常介于情况2与情况3之间(在无装饰面层的情况下也可能会小于情况2),从上述计算可以看出情况2与情况3相差在20%以内。以上对比计算虽然不一定具有普遍代表意义,但还是可以对我们的设计工作有一定的指导意义,建议在设计时可以按以下做法来考虑梁的二次受力影响:1、设计文件一定要注明“加固施工前充分卸除构件上的活荷载”,把加固材料潜能最大程度发挥出来。
2、建议M0k取恒载(自重+装饰荷载)作用下的弯矩标准值。有计算模型可直接提取,无整体模型可取弯矩设计值M的0.4倍。3、考虑施工过程可能存在的卸载不完全情况,建议对计算加固量放大10%~20%左右。相信通过以上的做法,加固计算中的二次受力影响就不会再是什么难题了。