5.4 受压构件正截面加固计算
5.4.1 采用增大截面加固钢筋混凝土轴心受压构件(图5.4.1)时，其正截面受压承载力应按下式确定：
式中：N——构件加固后的轴向压力设计值(kN)；
φ——构件稳定系数，根据加固后的截面尺寸，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定值采用；
Ac0、Ac——构件加固前混凝土截面面积和加固后新增部分混凝土截面面积(mm²)；
ƒ′y、ƒ′y0——新增纵向钢筋和原纵向钢筋的抗压强度设计值(N/mm²)；
A′s——新增纵向受压钢筋的截面面积(mm²)；
αcs——综合考虑新增混凝土和钢筋强度利用程度的降低系数，取αcs值为0.8。
图5.4.1 轴心受压构件增大截面加固
1—新增纵向受力钢筋；2—新增截面；3—原柱截面；4—新加箍筋
5.4.2 采用增大截面加固钢筋混凝土偏心受压构件时，其矩形截面正截面承载力应按下列公式确定(图5.4.2)：
式中：ƒcc——新旧混凝土组合截面的混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²)，可近似按 
确定；若有可靠试验数据，也可按试验结果确定；
ƒc、ƒc0——分别为新旧混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²)；
σs0——原构件受拉边或受压较小边纵向钢筋应力，当为小偏心受压构件时，图中σs0可能变向；当算得σs0＞ƒy0时，取σs0＝ƒy0；
σs——受拉边或受压较小边的新增纵向钢筋应力(N/mm²)；当算得σs＞ƒy时，取σs＝ƒy；
As0——原构件受拉边或受压较小边纵向钢筋截面面积(mm²)；
A′s0——原构件受压较大边纵向钢筋截面面积(mm²)；
e——偏心距，为轴向压力设计值N的作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离，按本节第5.4.3条确定(mm)；
as0——原构件受拉边或受压较小边纵向钢筋合力点到加固后截面近边的距离(mm)；
a′s0——原构件受压较大边纵向钢筋合力点到加固后截面近边的距离(mm)；
as——受拉边或受压较小边新增纵向钢筋合力点至加固后截面近边的距离(mm)；
a′s——受压较大边新增纵向钢筋合力点至加固后截面近边的距离(mm)；
h0——受拉边或受压较小边新增纵向钢筋合力点至加固后截面受压较大边缘的距离(mm)；
h01——原构件截面有效高度(mm)。
图5.4.2 矩形截面偏心受压构件加固的计算
5.4.3 轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力作用点的距离(偏心距)e，应按下列规定确定：
ei＝e0＋ea (5.4.3-2)
式中：ei——初始编心距；
a——纵向受拉钢筋的合力点至截面近边缘的距离；
e0——轴向压力对截面重心的偏心距，取为M/N；当需要考虑二阶效应时，M应按国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010第6．2．4条规定的Cmηnsm²，乘以修正系数ψ确定，即取M为ψCmηnsm²；
ψ——修正系数，当为对称形式加固时，取ψ为1．2；当为非对称加固时，取ψ为1．3；
ea——附加偏心距，按偏心方向截面最大尺寸h确定；当h≤600mm时，取ea为20mm；当h＞600mm时，取ea＝h/30。
5.4 受压构件正截面加固计算
5.4.1 钢筋混凝土轴心受压构件采用增大截面加固后，其正截面承载力的计算公式仍按原规范的公式采用。虽然这几年来有不少论文建议采用更精确的方法修改该公式中的αcs取值，但经规范编制组讨论后仍决定维持原规范对该系数αcs的取值不变，之所以作这样决定，主要是基于以下几点理由：
(1)该系数αcs经过近20余年的工程应用未出现安全问题； (2)精确的算法必须建立在对原构件应力水平的精确估算上，但这很难做到，况且这种加固方法在不发达地区用得最为普遍，却因限于当地的技术水平，对实际荷载的估算结果往往因人而异；若遇到事后复查，很难辨明是非； (3)由于原规范的αcs取值，系以当时的试验结果为依据，并且也意识到试验所考虑的情况还不够充分，因此，在原条文中曾作出了“当有充分试验依据时，αcs值可作适当调整”的规定。但迄今为止，所有的修改建议均只是以分析、计算为依据提出的，未见有新的试验验证资料发表。
因此，在这次修订中仍维持原案，我们认为这样处理较为稳妥。至于αcs值今后是否有调整必要的问题，留待积累更多试验数据后再进行论证。
5.4.2 此次修订规范，修订组曾对原规范偏心受压计算中采用的强度利用系数进行了讨论分析。其结果一致认为这是一项稳健的规定，不宜贸然修改。具体理由如下：
1 对新增的受压区混凝土和纵向受压钢筋，原规范为考虑二次受力影响，采用简化计算的方式引入强度利用系数是可行的。因为经过20余年的施行，未出现过任何问题，也足以证明这一点。
2 就新增的纵向受拉钢筋而言，在大偏心受压工作条件下，其理论分析虽能确定钢筋的应力将会达到抗拉强度设计值，而不必再乘以强度利用系数，但不能因此便认定原规范的规定过于保守。因为考虑到纵向受拉钢筋的重要性，以及其工作条件总不如原钢筋，而在国家标准中适当提高其安全储备也是必要的。因此，宜予保留。 另外，由于加固后偏压构件的混凝土受压区可能包含部分旧混凝土，因而有必要采用新旧混凝土组合截面的轴心抗压强度设计值进行计算，但其取值较为复杂，不仅需要考虑不同的组合情况，而且还需要通过试验才能确定其数值。在这种情况下，为了简化起见，编制组研究决定采用近似值，但同时也允许设计单位根据其试验结果进行取值。这样做所引起的偏差不会很大。试算表明，此偏差介于3％～9％之间，大多数不超过5％。因此还是可行的。
5.4.3 本规范修订组所做的加固偏压柱的电算分析和验证性试验结果表明，对被加固结构构件而言，采用现行设计规范GB 50010规定的考虑二阶弯矩影响的M值计算时，还应乘以修正系数ψη值，才能与加固构件计算分析和试验结论相吻合，也才能保证受力的安全。为此，给出了ψη值的取值规定。
φ——构件稳定系数，根据加固后的截面尺寸，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定值采用；
Ac0、Ac——构件加固前混凝土截面面积和加固后新增部分混凝土截面面积(mm²)；
ƒ′y、ƒ′y0——新增纵向钢筋和原纵向钢筋的抗压强度设计值(N/mm²)；
A′s——新增纵向受压钢筋的截面面积(mm²)；
αcs——综合考虑新增混凝土和钢筋强度利用程度的降低系数，取αcs值为0.8。
图5.4.1 轴心受压构件增大截面加固
5.4.2 采用增大截面加固钢筋混凝土偏心受压构件时，其矩形截面正截面承载力应按下列公式确定(图5.4.2)：
确定；若有可靠试验数据，也可按试验结果确定；ƒc、ƒc0——分别为新旧混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²)；
σs0——原构件受拉边或受压较小边纵向钢筋应力，当为小偏心受压构件时，图中σs0可能变向；当算得σs0＞ƒy0时，取σs0＝ƒy0；
σs——受拉边或受压较小边的新增纵向钢筋应力(N/mm²)；当算得σs＞ƒy时，取σs＝ƒy；
As0——原构件受拉边或受压较小边纵向钢筋截面面积(mm²)；
A′s0——原构件受压较大边纵向钢筋截面面积(mm²)；
e——偏心距，为轴向压力设计值N的作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离，按本节第5.4.3条确定(mm)；
as0——原构件受拉边或受压较小边纵向钢筋合力点到加固后截面近边的距离(mm)；
a′s0——原构件受压较大边纵向钢筋合力点到加固后截面近边的距离(mm)；
as——受拉边或受压较小边新增纵向钢筋合力点至加固后截面近边的距离(mm)；
a′s——受压较大边新增纵向钢筋合力点至加固后截面近边的距离(mm)；
h0——受拉边或受压较小边新增纵向钢筋合力点至加固后截面受压较大边缘的距离(mm)；
h01——原构件截面有效高度(mm)。
图5.4.2 矩形截面偏心受压构件加固的计算
ei＝e0＋ea (5.4.3-2)
式中：ei——初始编心距；
a——纵向受拉钢筋的合力点至截面近边缘的距离；
e0——轴向压力对截面重心的偏心距，取为M/N；当需要考虑二阶效应时，M应按国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010第6．2．4条规定的Cmηnsm²，乘以修正系数ψ确定，即取M为ψCmηnsm²；
ψ——修正系数，当为对称形式加固时，取ψ为1．2；当为非对称加固时，取ψ为1．3；
ea——附加偏心距，按偏心方向截面最大尺寸h确定；当h≤600mm时，取ea为20mm；当h＞600mm时，取ea＝h/30。
条文说明
5.4 受压构件正截面加固计算
5.4.1 钢筋混凝土轴心受压构件采用增大截面加固后，其正截面承载力的计算公式仍按原规范的公式采用。虽然这几年来有不少论文建议采用更精确的方法修改该公式中的αcs取值，但经规范编制组讨论后仍决定维持原规范对该系数αcs的取值不变，之所以作这样决定，主要是基于以下几点理由：
(1)该系数αcs经过近20余年的工程应用未出现安全问题； (2)精确的算法必须建立在对原构件应力水平的精确估算上，但这很难做到，况且这种加固方法在不发达地区用得最为普遍，却因限于当地的技术水平，对实际荷载的估算结果往往因人而异；若遇到事后复查，很难辨明是非； (3)由于原规范的αcs取值，系以当时的试验结果为依据，并且也意识到试验所考虑的情况还不够充分，因此，在原条文中曾作出了“当有充分试验依据时，αcs值可作适当调整”的规定。但迄今为止，所有的修改建议均只是以分析、计算为依据提出的，未见有新的试验验证资料发表。
因此，在这次修订中仍维持原案，我们认为这样处理较为稳妥。至于αcs值今后是否有调整必要的问题，留待积累更多试验数据后再进行论证。
5.4.2 此次修订规范，修订组曾对原规范偏心受压计算中采用的强度利用系数进行了讨论分析。其结果一致认为这是一项稳健的规定，不宜贸然修改。具体理由如下：
1 对新增的受压区混凝土和纵向受压钢筋，原规范为考虑二次受力影响，采用简化计算的方式引入强度利用系数是可行的。因为经过20余年的施行，未出现过任何问题，也足以证明这一点。
2 就新增的纵向受拉钢筋而言，在大偏心受压工作条件下，其理论分析虽能确定钢筋的应力将会达到抗拉强度设计值，而不必再乘以强度利用系数，但不能因此便认定原规范的规定过于保守。因为考虑到纵向受拉钢筋的重要性，以及其工作条件总不如原钢筋，而在国家标准中适当提高其安全储备也是必要的。因此，宜予保留。 另外，由于加固后偏压构件的混凝土受压区可能包含部分旧混凝土，因而有必要采用新旧混凝土组合截面的轴心抗压强度设计值进行计算，但其取值较为复杂，不仅需要考虑不同的组合情况，而且还需要通过试验才能确定其数值。在这种情况下，为了简化起见，编制组研究决定采用近似值，但同时也允许设计单位根据其试验结果进行取值。这样做所引起的偏差不会很大。试算表明，此偏差介于3％～9％之间，大多数不超过5％。因此还是可行的。
5.4.3 本规范修订组所做的加固偏压柱的电算分析和验证性试验结果表明，对被加固结构构件而言，采用现行设计规范GB 50010规定的考虑二阶弯矩影响的M值计算时，还应乘以修正系数ψη值，才能与加固构件计算分析和试验结论相吻合，也才能保证受力的安全。为此，给出了ψη值的取值规定。
- 上一节：5.3 受弯构件斜截面加固计算
- 下一节：5.5 构造规定