水工程结构外包钢加固技术

鉴于湿式外包钢法在其受力上既注重发挥新加型钢钢架的承载力，又通过结合面与原构件共同受力协同变形，故弄清其加固机理就概括了外包钢加固两种子工法的本质。

湿式外包钢法加固工作的关键，在于使结合面有效地传递和承担应力，且应变不能过大。结合面传递的控制能力，主要是剪应力和拉应力。混凝土加固结构结合面的抗剪承载力，可按下式计算：

式中　τ——结合面剪应力设计值；

fv——结合面混凝土抗剪强度设计值；

ρsr——横贯结合面的剪切—摩擦配筋率，ρsr=Asr/（bs）；

Asr——配置在同一截面内箍筋各肢总截面积；

b——截面宽度；

s——箍筋间距；(www.xing528.com)

ft——剪切—摩擦筋抗拉强度设计值。

需要指出的是，式（4.13）得出的承载力是加固结构新旧两部分按整体截面共同工作的必要条件而非充分条件。结合面混凝土的受力性能同一次性整浇结构相比，总是受力上的一个薄弱环节。一般来说，破坏面也往往出现在该处，从而使新旧结构分离而分别单独受力，降低了结构的整体刚度及承载力。因此，在实际设计上根据结合面的构造处理和工艺，采用了截面组合系数ψ（也称共同工作系数）对已求得的结合面抗剪承载力予以修正。在结合面处理充分可靠，或构件四面采用封闭式钢筋混凝土围套加固时取ψ=1.0；在结合面为非封闭或表面光滑或油污渍表面时取ψ=0.8～0.9。

对于受压构件（例如柱子）的加固来说，湿式外包钢法的封闭钢箍还使旧结构形成三向受压应力状态的核心混凝土。混凝土三向受压时，其任一向的抗压强度和极限应变都会随其他两向压应力的增加而有较大程度的提高。加固后旧结构混凝土抗压强度可由下式取得：

式中　fcc——被湿包法钢箍约束后核心混凝土的轴心抗压强度；

fco——原结构混凝土轴心抗压强度；

σr——当钢箍应力达屈服强度时，核心混凝土受到钢箍的径向压应力。

由式（4.14）可看出，封闭钢箍使原结构混凝土的抗压强度提高了4σr，表明增大了加固刚度与承载力。