什么是钢筋混凝土建筑加固计算?

依据 TBDY 2018 加固后的建筑,其抗震安全性按既有建筑的评估原则确定。也就是说,加固计算并非独立的计算,而是以加固后的构件重新进行同一套性能评估。

规范在构件和体系层面定义加固:用FRP、钢筋混凝土或钢材约束柱,增大柱截面(外包),约束梁,新增钢筋混凝土剪力墙,以及加固填充墙。各方法对刚度、承载力和延性的影响各不相同;例如约束方法不会提高柱的受弯承载力,而外包会提高。

在 StatiCAD 中,加固作为构件的属性来定义。关闭“计入加固”选项时,程序计算建筑现状;开启时,计算加固后的状态;刚度、承载力、损伤限值、建筑判定和报告同步更新。

StatiCAD 在钢筋混凝土加固中能做什么?

按规范对应条款,将构件和体系加固纳入计算并生成报告。

柱加固

  • FRP约束,附录 15B:约束混凝土模型、损伤限值和抗剪贡献
  • FRP 搭接长度不足的校核(附录 15B.4)及所需 FRP 厚度
  • 截面增大(外包):1–4 个面,外包纵筋与箍筋;刚度和承载力取 0.9 系数
  • 钢筋混凝土约束与钢套约束带来的抗剪承载力提高

梁加固

  • FRP 约束:约束模型与抗剪贡献,须满足条带间距条件
  • 外加箍筋对抗剪承载力的贡献
  • 计算中按规范要求,约束方法不提高梁的受弯承载力

剪力墙与体系加固

  • 以 FRP 约束剪力墙端部区域
  • 新增钢筋混凝土加固剪力墙:加固前在模型中忽略,加固后作为新构件考虑
  • 校核剪力墙与既有框架之间锚栓的直径、间距、深度和抗剪承载力
  • 剪力墙端部区域与基础的提示说明

填充墙加固(附录 15C)

  • 钢筋网抹面与 FRP 斜向条带加固
  • 以等效斜向压杆建模(FRP 另设拉杆)
  • 依据抗剪承载力与剪切角限值确定损伤区域(TBDY 表 15.2)
  • 加固后的填充墙作为竖向构件参与建筑判定

同一项目中的加固前与加固后

  • 加固数据随项目保存;选项关闭时,结果与既有建筑完全一致
  • 选项开启时,刚度、承载力、损伤限值和建筑判定按加固后的状态计算
  • 报告首页给出加固前→后汇总:建筑性能水平、15.8 准则百分比、被加固构件以及损伤区域发生变化的构件

规范校核

  • 在属性窗口中即时汇总规范各项量值(约束压力、约束强度、抗剪贡献)
  • 不满足条件的输入(FRP 角部半径、边长比、约束层与外包层厚度、锚栓、抹面厚度、开洞率)在“项目检查清单”中以错误或警告显示
  • 加固对刚度和截面的影响同样反映在非线性推覆分析中

工作流程

  1. 先对既有建筑进行性能分析;这就是加固前的状态。
  2. 在待加固的柱、梁、剪力墙和填充墙的属性窗口“加固”选项卡中输入方法和参数。通过多选可同时应用于多个构件。
  3. 在“项目通用设置”中开启“计入加固”选项,并重新运行分析。
  4. 使用“将加固前/后对比加入报告”选项,将两种状态的对比放到报告首页。

报告

加固信息已融入性能报告之中:

  • 柱和梁表格中带有方法及参数的“加固”列
  • 新增剪力墙行中的锚固比与端部区域说明
  • 加固后填充墙的剪切角、承载力和损伤区域
  • 加固前后建筑性能水平对比
  • 项目检查清单中的规范条件行

帮助文档

知识库中的分步使用说明、示例解答、理论基础和验证工作。

验证

加固模块的各关系式,即 附录 15B 约束模型、抗剪贡献、搭接校核、外包截面特性以及 附录 15C 斜向杆件,均已与独立计算和手算进行了数值对比。

每个版本都会检查:关闭加固选项时,结果与未定义加固的建筑结果完全一致。

验证工作详情(知识库)

规范

TBDY 2018 15.9–15.10 附录 15B(FRP) 附录 15C(填充墙) TBDY 2018 第 15 章 TS 500
哪些版本包含? 钢筋混凝土加固模块与钢筋混凝土性能分析一同包含在 StatiCAD Ultimate、Profesyonel 和 Betonarme 版本中。

常见问题

可以计算哪些加固方法?

柱:FRP约束、外包(增大截面)、钢筋混凝土约束和钢套约束;梁:FRP约束和外加箍筋;剪力墙:FRP约束端部区域和新增钢筋混凝土剪力墙;填充墙:钢筋网抹面和FRP斜向条带。

加固前后需要两个独立的项目吗?

不需要。加固作为构件属性保存在同一项目中。关闭“计入加固”选项时计算既有建筑,开启时计算加固后的建筑;两种状态的对比可放到报告首页。

外包与FRP约束有何区别?

依据 TBDY 2018,约束方法(FRP、钢筋混凝土和钢套约束)不会提高柱的受弯承载力,而是提高延性和抗剪承载力。外包因增大了截面,会同时提高刚度、受弯和抗剪承载力。StatiCAD 按这些差异分别计入各方法。

推覆分析中是否也考虑加固?

是的。FRP、外包、新增剪力墙和填充墙加固对刚度和截面的影响也会反映到非线性推覆分析中。钢套、外加箍筋和锚栓等附加抗剪校核则在线性评估中报告。

如果输入了不满足规范条件的加固会怎样?

计算不会中断;相关条件会以错误或警告行的形式出现在“项目检查清单”中,并在属性窗口的汇总中显示。最终决定由工程师作出。

砌体建筑有加固计算吗?

有。砌体建筑可采用喷射混凝土、构造柱、FRP和新增墙体进行加固。详情请参阅砌体建筑软件页面。

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