5.4.1 采用增大截面加固鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件(圖5.4.1)時，其正截面受壓承載力應(yīng)按下式確定：
式中：N——構(gòu)件加固后的軸向壓力設(shè)計值(kN)；
φ——構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)加固后的截面尺寸，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010的規(guī)定值采用；
Ac0、Ac——構(gòu)件加固前混凝土截面面積和加固后新增部分混凝土截面面積(mm2)；
ƒ′y、ƒ′y0——新增縱向鋼筋和原縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)；
A′s——新增縱向受壓鋼筋的截面面積(mm2)；
αcs——綜合考慮新增混凝土和鋼筋強(qiáng)度利用程度的降低系數(shù)，取αcs值為0.8。
圖5.4.1 軸心受壓構(gòu)件增大截面加固 1—新增縱向受力鋼筋；2—新增截面；3—原柱截面；4—新加箍筋
5.4.2 采用增大截面加固鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件時，其矩形截面正截面承載力應(yīng)按下列公式確定(圖5.4.2)：
式中：ƒcc——新舊混凝土組合截面的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)，可近似按 
確定；若有可靠試驗數(shù)據(jù)，也可按試驗結(jié)果確定；
ƒc、ƒc0——分別為新舊混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)；
σs0——原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋應(yīng)力，當(dāng)為小偏心受壓構(gòu)件時，圖中σs0可能變向；當(dāng)算得σs0＞ƒy0時，取σs0＝ƒy0；
σs——受拉邊或受壓較小邊的新增縱向鋼筋應(yīng)力(N/mm2)；當(dāng)算得σs＞ƒy時，取σs＝ƒy；
As0——原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋截面面積(mm2)；
A′s0——原構(gòu)件受壓較大邊縱向鋼筋截面面積(mm2)；
e——偏心距，為軸向壓力設(shè)計值N的作用點至縱向受拉鋼筋合力點的距離，按本節(jié)第5.4.3條確定(mm)；
as0——原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋合力點到加固后截面近邊的距離(mm)；
a′s0——原構(gòu)件受壓較大邊縱向鋼筋合力點到加固后截面近邊的距離(mm)；
as——受拉邊或受壓較小邊新增縱向鋼筋合力點至加固后截面近邊的距離(mm)；
a′s——受壓較大邊新增縱向鋼筋合力點至加固后截面近邊的距離(mm)；
h0——受拉邊或受壓較小邊新增縱向鋼筋合力點至加固后截面受壓較大邊緣的距離(mm)；
h01——原構(gòu)件截面有效高度(mm)。
圖5.4.2 矩形截面偏心受壓構(gòu)件加固的計算 5.4.3 軸向壓力作用點至縱向受拉鋼筋的合力作用點的距離(偏心距)e，應(yīng)按下列規(guī)定確定：
ei＝e0＋ea (5.4.3-2)
式中：ei——初始編心距；
a——縱向受拉鋼筋的合力點至截面近邊緣的距離；
e0——軸向壓力對截面重心的偏心距，取為M/N；當(dāng)需要考慮二階效應(yīng)時，M應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010第6．2．4條規(guī)定的CmηnsM2，乘以修正系數(shù)ψ確定，即取M為ψCmηnsM2；
ψ——修正系數(shù)，當(dāng)為對稱形式加固時，取ψ為1．2；當(dāng)為非對稱加固時，取ψ為1．3；
ea——附加偏心距，按偏心方向截面最大尺寸h確定；當(dāng)h≤600mm時，取ea為20mm；當(dāng)h＞600mm時，取ea＝h/30。
條文說明
5.4 受壓構(gòu)件正截面加固計算
5.4.1 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件采用增大截面加固后，其正截面承載力的計算公式仍按原規(guī)范的公式采用。雖然這幾年來有不少論文建議采用更精確的方法修改該公式中的αcs取值，但經(jīng)規(guī)范編制組討論后仍決定維持原規(guī)范對該系數(shù)αcs的取值不變，之所以作這樣決定，主要是基于以下幾點理由：
(1)該系數(shù)αcs經(jīng)過近20余年的工程應(yīng)用未出現(xiàn)安全問題； (2)精確的算法必須建立在對原構(gòu)件應(yīng)力水平的精確估算上，但這很難做到，況且這種加固方法在不發(fā)達(dá)地區(qū)用得最為普遍，卻因限于當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)水平，對實際荷載的估算結(jié)果往往因人而異；若遇到事后復(fù)查，很難辨明是非； (3)由于原規(guī)范的αcs取值，系以當(dāng)時的試驗結(jié)果為依據(jù)，并且也意識到試驗所考慮的情況還不夠充分，因此，在原條文中曾作出了“當(dāng)有充分試驗依據(jù)時，αcs值可作適當(dāng)調(diào)整”的規(guī)定。但迄今為止，所有的修改建議均只是以分析、計算為依據(jù)提出的，未見有新的試驗驗證資料發(fā)表。
因此，在這次修訂中仍維持原案，我們認(rèn)為這樣處理較為穩(wěn)妥。至于αcs值今后是否有調(diào)整必要的問題，留待積累更多試驗數(shù)據(jù)后再進(jìn)行論證。
5.4.2 此次修訂規(guī)范，修訂組曾對原規(guī)范偏心受壓計算中采用的強(qiáng)度利用系數(shù)進(jìn)行了討論分析。其結(jié)果一致認(rèn)為這是一項穩(wěn)健的規(guī)定，不宜貿(mào)然修改。具體理由如下：
1 對新增的受壓區(qū)混凝土和縱向受壓鋼筋，原規(guī)范為考慮二次受力影響，采用簡化計算的方式引入強(qiáng)度利用系數(shù)是可行的。因為經(jīng)過20余年的施行，未出現(xiàn)過任何問題，也足以證明這一點。
2 就新增的縱向受拉鋼筋而言，在大偏心受壓工作條件下，其理論分析雖能確定鋼筋的應(yīng)力將會達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，而不必再乘以強(qiáng)度利用系數(shù)，但不能因此便認(rèn)定原規(guī)范的規(guī)定過于保守。因為考慮到縱向受拉鋼筋的重要性，以及其工作條件總不如原鋼筋，而在國家標(biāo)準(zhǔn)中適當(dāng)提高其安全儲備也是必要的。因此，宜予保留。 另外，由于加固后偏壓構(gòu)件的混凝土受壓區(qū)可能包含部分舊混凝土，因而有必要采用新舊混凝土組合截面的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值進(jìn)行計算，但其取值較為復(fù)雜，不僅需要考慮不同的組合情況，而且還需要通過試驗才能確定其數(shù)值。在這種情況下，為了簡化起見，編制組研究決定采用近似值，但同時也允許設(shè)計單位根據(jù)其試驗結(jié)果進(jìn)行取值。這樣做所引起的偏差不會很大。試算表明，此偏差介于3％～9％之間，大多數(shù)不超過5％。因此還是可行的。
5.4.3 本規(guī)范修訂組所做的加固偏壓柱的電算分析和驗證性試驗結(jié)果表明，對被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，采用現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范GB 50010規(guī)定的考慮二階彎矩影響的M值計算時，還應(yīng)乘以修正系數(shù)ψη值，才能與加固構(gòu)件計算分析和試驗結(jié)論相吻合，也才能保證受力的安全。為此，給出了ψη值的取值規(guī)定。
式中：N——構(gòu)件加固后的軸向壓力設(shè)計值(kN)；φ——構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)加固后的截面尺寸，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010的規(guī)定值采用；
Ac0、Ac——構(gòu)件加固前混凝土截面面積和加固后新增部分混凝土截面面積(mm2)；
ƒ′y、ƒ′y0——新增縱向鋼筋和原縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)；
A′s——新增縱向受壓鋼筋的截面面積(mm2)；
αcs——綜合考慮新增混凝土和鋼筋強(qiáng)度利用程度的降低系數(shù)，取αcs值為0.8。
圖5.4.1 軸心受壓構(gòu)件增大截面加固 1—新增縱向受力鋼筋；2—新增截面；3—原柱截面；4—新加箍筋
5.4.2 采用增大截面加固鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件時，其矩形截面正截面承載力應(yīng)按下列公式確定(圖5.4.2)：
式中：ƒcc——新舊混凝土組合截面的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)，可近似按 確定；若有可靠試驗數(shù)據(jù)，也可按試驗結(jié)果確定；ƒc、ƒc0——分別為新舊混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)；
σs0——原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋應(yīng)力，當(dāng)為小偏心受壓構(gòu)件時，圖中σs0可能變向；當(dāng)算得σs0＞ƒy0時，取σs0＝ƒy0；
σs——受拉邊或受壓較小邊的新增縱向鋼筋應(yīng)力(N/mm2)；當(dāng)算得σs＞ƒy時，取σs＝ƒy；
As0——原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋截面面積(mm2)；
A′s0——原構(gòu)件受壓較大邊縱向鋼筋截面面積(mm2)；
e——偏心距，為軸向壓力設(shè)計值N的作用點至縱向受拉鋼筋合力點的距離，按本節(jié)第5.4.3條確定(mm)；
as0——原構(gòu)件受拉邊或受壓較小邊縱向鋼筋合力點到加固后截面近邊的距離(mm)；
a′s0——原構(gòu)件受壓較大邊縱向鋼筋合力點到加固后截面近邊的距離(mm)；
as——受拉邊或受壓較小邊新增縱向鋼筋合力點至加固后截面近邊的距離(mm)；
a′s——受壓較大邊新增縱向鋼筋合力點至加固后截面近邊的距離(mm)；
h0——受拉邊或受壓較小邊新增縱向鋼筋合力點至加固后截面受壓較大邊緣的距離(mm)；
h01——原構(gòu)件截面有效高度(mm)。
圖5.4.2 矩形截面偏心受壓構(gòu)件加固的計算 5.4.3 軸向壓力作用點至縱向受拉鋼筋的合力作用點的距離(偏心距)e，應(yīng)按下列規(guī)定確定：
ei＝e0＋ea (5.4.3-2)
式中：ei——初始編心距；
a——縱向受拉鋼筋的合力點至截面近邊緣的距離；
e0——軸向壓力對截面重心的偏心距，取為M/N；當(dāng)需要考慮二階效應(yīng)時，M應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010第6．2．4條規(guī)定的CmηnsM2，乘以修正系數(shù)ψ確定，即取M為ψCmηnsM2；
ψ——修正系數(shù)，當(dāng)為對稱形式加固時，取ψ為1．2；當(dāng)為非對稱加固時，取ψ為1．3；
ea——附加偏心距，按偏心方向截面最大尺寸h確定；當(dāng)h≤600mm時，取ea為20mm；當(dāng)h＞600mm時，取ea＝h/30。
條文說明
5.4 受壓構(gòu)件正截面加固計算
5.4.1 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件采用增大截面加固后，其正截面承載力的計算公式仍按原規(guī)范的公式采用。雖然這幾年來有不少論文建議采用更精確的方法修改該公式中的αcs取值，但經(jīng)規(guī)范編制組討論后仍決定維持原規(guī)范對該系數(shù)αcs的取值不變，之所以作這樣決定，主要是基于以下幾點理由：
(1)該系數(shù)αcs經(jīng)過近20余年的工程應(yīng)用未出現(xiàn)安全問題； (2)精確的算法必須建立在對原構(gòu)件應(yīng)力水平的精確估算上，但這很難做到，況且這種加固方法在不發(fā)達(dá)地區(qū)用得最為普遍，卻因限于當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)水平，對實際荷載的估算結(jié)果往往因人而異；若遇到事后復(fù)查，很難辨明是非； (3)由于原規(guī)范的αcs取值，系以當(dāng)時的試驗結(jié)果為依據(jù)，并且也意識到試驗所考慮的情況還不夠充分，因此，在原條文中曾作出了“當(dāng)有充分試驗依據(jù)時，αcs值可作適當(dāng)調(diào)整”的規(guī)定。但迄今為止，所有的修改建議均只是以分析、計算為依據(jù)提出的，未見有新的試驗驗證資料發(fā)表。
因此，在這次修訂中仍維持原案，我們認(rèn)為這樣處理較為穩(wěn)妥。至于αcs值今后是否有調(diào)整必要的問題，留待積累更多試驗數(shù)據(jù)后再進(jìn)行論證。
5.4.2 此次修訂規(guī)范，修訂組曾對原規(guī)范偏心受壓計算中采用的強(qiáng)度利用系數(shù)進(jìn)行了討論分析。其結(jié)果一致認(rèn)為這是一項穩(wěn)健的規(guī)定，不宜貿(mào)然修改。具體理由如下：
1 對新增的受壓區(qū)混凝土和縱向受壓鋼筋，原規(guī)范為考慮二次受力影響，采用簡化計算的方式引入強(qiáng)度利用系數(shù)是可行的。因為經(jīng)過20余年的施行，未出現(xiàn)過任何問題，也足以證明這一點。
2 就新增的縱向受拉鋼筋而言，在大偏心受壓工作條件下，其理論分析雖能確定鋼筋的應(yīng)力將會達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，而不必再乘以強(qiáng)度利用系數(shù)，但不能因此便認(rèn)定原規(guī)范的規(guī)定過于保守。因為考慮到縱向受拉鋼筋的重要性，以及其工作條件總不如原鋼筋，而在國家標(biāo)準(zhǔn)中適當(dāng)提高其安全儲備也是必要的。因此，宜予保留。 另外，由于加固后偏壓構(gòu)件的混凝土受壓區(qū)可能包含部分舊混凝土，因而有必要采用新舊混凝土組合截面的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值進(jìn)行計算，但其取值較為復(fù)雜，不僅需要考慮不同的組合情況，而且還需要通過試驗才能確定其數(shù)值。在這種情況下，為了簡化起見，編制組研究決定采用近似值，但同時也允許設(shè)計單位根據(jù)其試驗結(jié)果進(jìn)行取值。這樣做所引起的偏差不會很大。試算表明，此偏差介于3％～9％之間，大多數(shù)不超過5％。因此還是可行的。
5.4.3 本規(guī)范修訂組所做的加固偏壓柱的電算分析和驗證性試驗結(jié)果表明，對被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，采用現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范GB 50010規(guī)定的考慮二階彎矩影響的M值計算時，還應(yīng)乘以修正系數(shù)ψη值，才能與加固構(gòu)件計算分析和試驗結(jié)論相吻合，也才能保證受力的安全。為此，給出了ψη值的取值規(guī)定。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
