钢结构加固设计标准 GB51367-2019
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9.2 圆形钢管构件加固计算

9.2.1 内填混凝土圆形钢管构件的轴心受压承载力应符合下列规定:
    式中:
    N——内填混凝土圆形钢管构件所受轴心压力设计值;
    Nu——内填混凝土圆形钢管构件的轴心受压承载力设计值。
9.2.2 内填混凝土圆形钢管构件的轴心受压承载力设计值,应符合下列规定:
    1 当θ≤1/(α-1)²时,内填混凝土圆形钢管构件的轴心受压承载力设计值应按下式计算:
    2 当θ>1/(α-1)²时,内填混凝土圆形钢管构件的轴心受压承载力设计值应按下式计算:
    3 且本条第1、2款在任何情况下均应符合下列条件:
    式中:
    N0——内填混凝土圆形钢管轴心受压短柱的承载力设计值(N);
    θ——内填混凝土圆形钢管构件的套箍系数,当θ大于2时,θ取2;
    α——与内填混凝土强度等级有关的系数,按表9.2.2-1取值;
    Ac——内填混凝土的截面面积(m㎡);
    fc——内填混凝土的抗压强度设计值(MPa);
    A0——原钢管构件的截面面积(m㎡);
    f——原钢管构件的抗拉、抗压强度设计值(MPa);
    ηc——内填混凝土圆形钢管构件加固强度修正系数,按表9.2.2-2取值;
    φe——考虑偏心率影响的承载力折减系数,按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的规定采用;
    φl——考虑长细比影响的承载力折减系数,按现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936的规定采用;
    φ0——按轴心受压构件考虑的φl值。
表9.2.2-1 系数α
表9.2.2-1 系数α
表9.2.2-2 ηc系数取值
表9.2.2-2 ηc系数取值

    注:表中应力比σ0max/f的限值尚应符合本标准表6.1.6的规定。
9.2.3 当内填混凝土圆形钢管构件的剪跨a小于构件直径D的2倍时,应验算构件的横向受剪承载力,并应符合下式的规定。剪跨a应为横向集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离。
    式中:
    V——横向剪力设计值(N);
    Vuc——内填混凝土圆形钢管构件的横向受剪承载力设计值(N)。
9.2.4 内填混凝土圆形钢管构件的横向受剪承载力设计值,应按下列公式计算:
    式中:
    V0——内填混凝土圆形钢管构件受纯剪时的承载力设计值(N);
    N'——与横向剪力设计值V对应的轴向压力设计值(N);
    a——剪跨,即横向集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离(mm);
    D——原钢管的外径(mm);
    av——新增混凝土的强度修正系数,av取0.85;
    Ac——内填混凝土的截面面积(m㎡);
    fc——内填混凝土的抗压强度设计值(MPa);
    θ——内填混凝土圆形钢管构件的套箍系数,按本标准公式(9.2.2-4)确定。

条文说明
9.2.1、9.2.2 参照现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936给出了圆形钢管构件加固后承载力设计值的计算公式。本条公式(9.2.2-2)和公式(9.2.2-3)右端系数0.9,是参照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010,为提高包括螺旋箍筋柱在内的各种钢筋混凝土受压构件的安全度而引入的附加系数。内填混凝土加固圆形钢管构件的强度修正系数ηc,是考虑二次受力、二次施工质量及施工环境对构件承载力的影响。标准编制组及国内院校等对有初应力的圆钢管混凝土构件进行了试验研究。研究表明钢管初应力降低了钢管混凝土试件的承载力,且钢管的初应力越大,试件的承载力下降得越多。根据试验研究结果,对加固后构件承载力予以折减。
9.2.4 参照现行国家标准《钢管混凝土结构技术规范》GB 50936给出了圆形钢管构件加固后横向受剪承载力设计值的计算公式。同时考虑二次受力、二次施工质量及施工环境对构件承载力的影响,对新增内填混凝土强度予以折减,折减系数取为0.85。

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