6.3 轴心受力构件加固计算

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钢结构加固设计标准 GB51367-2019

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6.3.1 轴心受拉或轴心受压构件宜采用对称的或不改变形心位置的增大截面形式，其加固后强度应按下式验算：

式中：
N——计算构件所承受的总轴心力(N)；
A_n——加固后构件净截面面积(m㎡)；
f——钢材强度设计值(MPa)，取截面中最低强度级别钢材的强度设计值；
η_n——轴心受力构件加固强度修正系数，对双侧加固，按表6.3.1取值；对单侧加固，按表6.3.1系数的0.9倍取值。

表6.3.1 η_n系数取值

注：表中应力比σ_0max/f的限值尚应符合本标准表6.1.6的规定。
6.3.2 当采用非对称或改变形心位置的增大截面加固时，应按本标准第6.4节的规定进行计算。
6.3.3 实腹式轴心受压构件，当无初弯曲和损伤，且采用对称或形心位置不变的增大截面形式加固时，其整体稳定性可按下式验算：

式中：
N——加固时和加固后构件所受总轴心压力(N)；
φ——轴心受压构件稳定系数，应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的规定值采用；
A——构件加固后的截面面积(m㎡)；
η_n——轴心受力构件加固强度修正系数，按本标准第6.3.1条的规定采用；
f*——钢材换算强度设计值(MPa)，按本标准第6.2.4条采用。
6.3.4 当构件有初始弯曲或有形心位置改变引起的附加偏心矩时，应按本标准第6.4节对压弯构件加固的规定计算其整体稳定性。
6.3.5 对初始应力比不大于0.2的负荷下焊接加固的钢柱，其计算可不乘以强度降低系数。

条文说明

6.3.1 轴心构件原有截面一般是对称的，若其损伤的非对称性不显著，可采用对称的加固截面形式；若其损伤非对称性较大，宜采用不改变截面形心位置的加固截面形式，以减小附加受力影响。本条给出的加固构件强度计算公式中引入了轴心受力构件的强度修正系数，以考虑其加固后截面的应力滞后的控制拉应变过大η_n，表达式参照了国外资料，轴心受力构件的加固强度修正系数仍需针对其不同设计工作条件类别和不同加固方法进行取值。取值方法与本标准第6.2.1条相同。
6.3.2 当截面损伤非对称性较大和采用非对称或形心位置改变的加固截面时，应按偏心受力构件计算其强度。标准编制组负荷下焊接加固轴压钢柱试验结果表明，加固后构件的极限承载力和残余变形将受初始负荷大小的影响。为防止初始负荷对其极限承载能力的不利影响，务必在卸荷、计算和构造上采取稳健措施予以处理。
6.3.3 截面加固的实腹式轴心受力构件的稳定性，其承载力与加固前后截面都有关系，由于稳定系数φ是临界应力除以钢材的屈服强度，当加固截面的钢材与原构件钢材屈服强度不一致时，计算将很麻烦。为此，参考国外加固标准的处理方法，在采用本标准的规定进行计算时，引入了换算强度设计值f*，以考虑新、旧材料屈服强度不同的影响。
6.3.5 根据标准编制组近期完成的负荷下焊接加固钢柱的试验研究和有限元分析，发现钢柱在应力比小于0.2时，负荷下加固对其极限承载力无明显影响，推荐按照未负荷焊接加固的情况考虑。

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