"Código para el diseño de refuerzo de estructuras de hormigón" (GB 50367)
Prefacio
De acuerdo con el "Aviso del Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural sobre la emisión: Jianbiao [2008] No. 102" y el "Aviso sobre el consentimiento": Después Tras una investigación exhaustiva, el equipo de preparación de especificaciones ha solicitado una carta (Jianbiao [2011] 103) para ajustar la modificación parcial a una modificación integral.
Revisar el "Código de diseño para refuerzo de estructuras de hormigón" (GB50367-2006) después de resumir cuidadosamente la experiencia práctica, haciendo referencia a las normas nacionales e internacionales pertinentes, y basándose en una amplia solicitud de opiniones.
El contenido principal de esta especificación incluye: principios generales, términos y símbolos, disposiciones básicas, materiales, métodos de refuerzo de mayor sección transversal, hormigón alternativo, pretensado externo, acero envuelto, placas de acero adheridas y compuestos de fibras adheridas. materiales.
Método de refuerzo de placa compuesta de fibra de carbono pretensada, método de refuerzo de fulcro adicional, método de refuerzo de superficie de mortero de polímero y malla de alambre de acero pretensado, método de refuerzo de bobinado de alambre de acero, tecnología de refuerzo, tecnología de pernos de anclaje, tecnología de reparación de grietas.
Los principales contenidos técnicos de esta revisión de la especificación son: 1. Se agregó tecnología de refuerzo externo pretensado de cordones de acero no adheridos; 2. Se agregó tecnología de refuerzo de placa compuesta de fibra de carbono pretensado; 3. Se agregaron regulaciones de fibra de aramida sobre la aplicación de; materiales compuestos como materiales de refuerzo; 4. Complementó las normas de evaluación de seguridad para adhesivos estructurales anclados de curado rápido.
5. Se complementó el método de prueba para el desempeño sísmico de adhesivos estructurales anclados de curado rápido; 6. Se modificaron los requisitos de diseño y las regulaciones de construcción para el método de refuerzo de la superficie de mortero polimérico de malla de acero; 7. Se complementó el diseño sísmico; de las estipulaciones de los pernos de anclaje; 8. Se complementaron las regulaciones de diseño para el método de refuerzo de acero exterior seco; 9. Se ajustaron los parámetros para el cálculo del refuerzo local;
Las disposiciones marcadas en negrita en esta especificación son obligatorias y deben implementarse estrictamente. El Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural es responsable de la gestión de este código y de la interpretación de las disposiciones obligatorias, y la Academia de Ciencias de la Construcción de Sichuan es responsable de la interpretación del contenido técnico específico. Si tiene algún comentario o sugerencia durante la implementación, envíelo al Instituto Provincial de Investigación de la Construcción de Sichuan (Dirección: No. 55, Sección 3, Norte, Primera carretera de circunvalación, Chengdu, Código postal: 610081).
1 Reglas Generales
1.0.1 Esta especificación está formulada para fortalecer las estructuras de concreto, hacerlas técnicamente confiables, seguras y aplicables, económicamente razonables y garantizar la calidad.
1.0.2 Esta especificación es aplicable al diseño de armaduras estructurales de hormigón armado para edificios y estructuras en general.
1.0.3 Antes de reforzar la estructura de hormigón, se debe probar o evaluar de acuerdo con la norma nacional vigente "Estándar de Evaluación de Confiabilidad para Edificios Industriales" GB50144 o "Estándar de Evaluación de Confiabilidad para Edificios Civiles" GB50292 según el tipo de edificio. Cuando se combina con refuerzo sísmico, la evaluación de la capacidad sísmica debe realizarse de acuerdo con la norma nacional vigente "Estándar de Evaluación Sísmica para Edificios" GB50023 o "Estándar de Evaluación Sísmica para Estructuras Industriales" GBJ117.
1.0.4 El diseño de barras de acero estructurales de hormigón no sólo debe cumplir con lo establecido en este código, sino también cumplir con lo establecido en las normas nacionales vigentes.
2 Términos y símbolos
2.1 Terminología
2.1.1 El refuerzo estructural de estructuras se realiza sobre estructuras portantes, componentes y partes relacionadas que no están suficientemente confiable o requerido por el propietario, reemplazo parcial o ajuste de fuerzas internas y otras medidas para garantizar la seguridad, durabilidad y aplicabilidad de las especificaciones de diseño actuales y requisitos del propietario.
2.1.2 Reforzar los componentes estructurales existentes de los antiguos componentes originales.
2.1.3 Estructuras importantes son estructuras portantes en edificios con nivel de seguridad 1.
2.1.4 Estructuras estructurales generales portantes en edificaciones cuyo nivel de seguridad estructural sea el Nivel 2.
2.1.5 La falla de componentes estructurales importantes afectará o pondrá en peligro los componentes portantes de todo el sistema estructural portante.
2.1.6 La falla de componentes generales es un evento aislado y no afecta el trabajo global del sistema estructural portante.
2.1.7 El método de refuerzo con área de sección transversal aumentada de miembros estructurales es un método de refuerzo directo que aumenta el área de sección transversal del miembro original y agrega barras de acero para mejorar su capacidad portante y rigidez. o cambiar su frecuencia natural.
2.1.8 El método de refuerzo de acero subcontratado es un método de refuerzo para marcos soldados de vigas y columnas de hormigón armado para lograr la misma fuerza y restringir los componentes originales.
2.1.9 Método de refuerzo de sección transversal compuesta: el refuerzo de miembros estructurales con materiales de refuerzo externos se logra uniendo los materiales de refuerzo con adhesivo estructural o rociando mortero de cemento modificado con polímeros de alta resistencia (en adelante denominado polímero mortero). Se adhiere a la superficie de concreto del componente original para formar una sección compuesta general.
Mejorando así su capacidad portante y ductilidad. Según los diferentes materiales de refuerzo, se puede dividir en varios métodos de refuerzo, como acero adherido externamente, placa de acero adherida externamente, materiales compuestos reforzados con fibra adheridos externamente, capa superficial de mortero de polímero y malla de acero adherida externamente, etc.
2.1.10 Método de refuerzo con alambre enrollado Los componentes estructurales se refuerzan con alambre enrollado. Este sistema legal es un método de refuerzo directo que restringe el hormigón armado de elementos comprimidos enrollando alambres de acero recocido, mejorando así su resistencia final. Capacidad de carga y ductilidad.
2.1.11 Método de refuerzo pretensado externo El refuerzo pretensado externo de componentes estructurales es un método de refuerzo indirecto que mejora o ajusta la tensión de la estructura y los componentes originales mediante la aplicación de pretensado externo.
2.1.12 Las barras de acero integradas son uno de los métodos de conexión de post-anclaje en el que se implantan barras de acero nervadas o tornillos completamente roscados en el hormigón de cimentación utilizando un adhesivo estructural especial.
2.1.13 Adhesivo estructural El adhesivo estructural es un adhesivo que se utiliza para unir componentes estructurales que soportan carga y puede resistir la tensión de diseño y los efectos ambientales durante mucho tiempo. Se lo conoce como adhesivo estructural.
2.1.14 El polímero reforzado con fibra (FRP) es un material compuesto con efecto reforzado con fibra. Está hecho de fibras continuas de alta resistencia dispuestas en un patrón determinado, impregnadas con adhesivo, unidas y solidificadas. .
2.1.15 El mortero de cemento modificado con polímeros es un mortero de cemento hecho de material modificado con polímeros para mejorar las propiedades de unión. El mortero de cemento modificado con polímeros para estructuras portantes no sólo debería mejorar sus propias propiedades físicas y mecánicas, sino también mejorar significativamente su capacidad para anclar barras de acero y unir hormigón.
2.1.16 El área de la sección transversal efectiva es la sección transversal después de deducir agujeros, defectos, capas de corrosión, capas erosionadas y otras partes debilitadas e ineficaces.
2.1.17 La vida útil del diseño de refuerzo utilizado para fortalecer la estructura existente o sus componentes es el tiempo durante el cual las estructuras y componentes especificados en el diseño de refuerzo pueden usarse para el propósito previsto sin necesidad de volver a utilizarlos. inspección y calificación.
2.2 Símbolos
2.2.1 Propiedades del material ES0 - el módulo de elasticidad del acero del componente original; Es - el módulo de elasticidad de las nuevas barras de acero EA - la elasticidad de las nuevas; Módulo de barras de acero; especialmente, el módulo elástico de la placa de acero recién agregada; EF, el módulo elástico del nuevo material compuesto de fibra; C0——El valor de diseño de la resistencia a la compresión axial del componente de concreto original; ¿y0? y0——Los valores de diseño de resistencia a la tracción y a la compresión de las barras de acero del componente original; y,? Y ——Valor de diseño de la resistencia a la tracción y a la compresión de las barras de acero recién agregadas; Respuesta: A - Valores de diseño de resistencia a tracción y compresión de barras de acero recién agregadas.
sp,?sp——Los valores de diseño de resistencia a la tracción y compresión de las placas de acero recién agregadas;? F——El valor de diseño de resistencia a la tracción del nuevo material compuesto de fibra;? f, v——Valor de diseño de la resistencia de unión entre el material compuesto de fibra y el concreto;? BD——Valor de diseño de la resistencia de la unión adhesiva estructural;? Ud——el valor de diseño de la resistencia a la tracción del perno de anclaje; εf——el valor de diseño de la deformación a la tracción del material compuesto de fibra.
εfe——El valor de diseño de deformación de tracción efectiva del aro compuesto de fibra. 2.2.2 Efecto de acción y capacidad de carga M - valor de diseño del momento flector después del refuerzo; M0k - valor estándar del momento flector inicial que actúa sobre la sección de control del elemento de flexión antes del refuerzo; N - valor de diseño de la fuerza axial después del refuerzo; —Valor de cálculo del esfuerzo cortante después del refuerzo.
σs - la tensión de tracción de las barras de acero longitudinales recién agregadas; σs0 - la tensión de las barras de acero de tensión longitudinales o de las barras de acero de compresión del componente original; σa - la tensión de las ramas de tensión de las nuevas barras de acero o menos compresión de las extremidades Tensión; εf0 - deformación de histéresis del material compuesto de fibra ω - deflexión del componente o arco inverso pretensado; 2.2.3 Parámetros geométricos As0 y a′s0: el área de la sección transversal de las barras de acero en las áreas de tensión y compresión del componente original.
As, A's - el área de la sección transversal de las barras de acero en las áreas de tensión y compresión del nuevo componente; el área de la sección transversal efectiva del área del material compuesto de fibra Acor -; el área de la sección transversal del hormigón en el anillo Asp, A'SP - el área de la sección transversal de la placa de acero de tensión y la placa de acero de compresión recién agregadas; Aa, A'a - el área de la sección transversal; de la nueva extremidad de tensión de acero y extremidad de compresión.
D——Diámetro de perforación; H0, h01——altura efectiva de la sección del miembro después del refuerzo y antes del refuerzo; Hw——altura del alma de la sección del miembro;—profundidad de desplazamiento del concreto en la zona de presión; - la altura vertical de la placa de aro de acero fijada al lateral de la viga Hf - la altura vertical de la placa de anillo de fibra fijada al lateral de la viga Hef - la profundidad efectiva de anclaje del perno de anclaje;
Ls - la profundidad de anclaje básica de las barras de acero plantadas; Ld - el valor de diseño de la profundidad de anclaje de las barras de acero plantadas; Ll - la longitud de superposición de tracción de las barras de acero plantadas. 2.2.4 Coeficiente de cálculo α1 - la relación entre el valor de tensión del diagrama de tensión rectangular del hormigón en la zona de compresión y el valor de diseño de la resistencia a la compresión axial del hormigón; αc - el coeficiente de utilización de la resistencia del hormigón nuevo αs - la utilización de la resistencia; coeficiente de las barras de acero recién agregadas.
αa - el coeficiente de utilización de la resistencia del acero recién agregado; αsp - el coeficiente de cálculo para evitar el agrietamiento del concreto; βc - el coeficiente de influencia de la resistencia del concreto; β1 - la altura y neutralidad de la zona de compresión; el diagrama de tensión rectangular Relación de altura del eje; ψ - coeficiente de reducción, coeficiente de corrección o coeficiente de influencia; eta - coeficiente de aumento o coeficiente de aumento;
3 Términos Básicos
3.1 Disposiciones Generales
3.1.1 Cuando se determina que la estructura de concreto necesita ser reforzada mediante evaluación de confiabilidad, se debe basar sobre la conclusión de la tasación y la propuesta del cliente. El diseño del refuerzo se realizará de acuerdo con lo establecido en esta especificación y los requisitos del propietario. El alcance del diseño del refuerzo se puede determinar con base en todo el edificio o en una sección independiente, o se puede determinar con base en estructuras, componentes o conexiones específicas, pero se debe considerar la solidez general de la estructura.
3.1.2 El nivel de seguridad de la estructura de hormigón armado será acordado entre el cliente y el diseñador en función de la gravedad de las consecuencias del daño estructural, la importancia de la estructura y la vida útil de la diseño de refuerzo, así como la situación real.
3.1.3 El diseño del refuerzo de las estructuras de hormigón debe combinarse estrechamente con los métodos de construcción reales, y se deben tomar medidas efectivas para garantizar que los nuevos componentes y piezas estén conectados de manera confiable a la estructura original, y que los nuevos componentes y piezas estén conectados de manera confiable a la estructura original. las secciones están firmemente unidas a las secciones originales para formar un todo * * *Trabajan juntas y se deben evitar partes no reforzadas, así como estructuras asociadas, miembros y cimientos.
3.1.4 Por daños a la estructura original causados por factores como alta temperatura, alta humedad, baja temperatura, congelación-descongelación, corrosión química, vibración, tensión de contracción, tensión de temperatura, asentamiento desigual de los cimientos, etc., se debe considerar el diseño del refuerzo. Se proponen medidas preventivas efectivas y el tratamiento y refuerzo se llevan a cabo en el orden especificado por el diseño.
3.1.5 El diseño del refuerzo de estructuras de hormigón debe considerar de forma integral sus efectos técnicos y económicos para evitar demoliciones o reposiciones innecesarias.
3.1.6 Para estructuras de concreto que puedan inclinarse, perder estabilidad, deformarse excesivamente o colapsar durante el proceso de refuerzo, se deben proponer las medidas de seguridad temporales correspondientes en los documentos de diseño del refuerzo y se debe exigir claramente a la unidad de construcción. implementarlos estrictamente.
3.1.7 La vida útil de diseño de la estructura de hormigón armado se determinará de acuerdo con los siguientes principios: 1. La vida útil de la estructura de acero deberá ser acordada entre el propietario y la unidad de diseño cuando; el material de refuerzo de la estructura contiene resina sintética u otros componentes poliméricos, la vida útil de la estructura reforzada debe considerarse de 30 años.
Cuando el propietario requiere que la vida útil de la estructura reforzada sea de 50 años, el rendimiento de unión del pegamento y el polímero utilizados debe pasar la prueba de resistencia a la tensión a largo plazo después de que expire la vida útil; La evaluación se considerará nuevamente. Cuando la estructura esté funcionando correctamente, su vida útil aún se puede extender.
4. Para estructuras y componentes reforzados con métodos de unión o mezclados con materiales poliméricos, la unidad de diseño debe inspeccionar periódicamente sus condiciones de trabajo, pero la primera inspección no debe ser posterior; de 10 años; 5. Al realizar un refuerzo parcial, se debe considerar el impacto de la vida útil de diseño restante del edificio original en la vida útil de diseño después del refuerzo estructural.
3.1.8 El diseño debe explicar el propósito de la estructura reforzada. Dentro de la vida útil de diseño del refuerzo, el propósito y el entorno de uso de la estructura de refuerzo no se cambiarán sin una evaluación técnica o un permiso de diseño.
3.2 Principios de cálculo del diseño
3.2.1 El método de análisis estructural utilizado en el diseño de refuerzo de estructuras de hormigón debe cumplir con los métodos básicos de análisis estructural estipulados en la norma nacional vigente "Código de Design of Concrete Structures" (GB50010) En principio, se debe utilizar el método de análisis elástico lineal para calcular los efectos estructurales.
3.2.2 Cuando la estructura de hormigón sea armada, el diseño y verificación del estado límite de capacidad de carga y del estado límite de servicio normal se realizará de acuerdo con las siguientes disposiciones: 1. La función estructural se verificará mediante investigación o pruebas, y su valor estándar o valor representativo será El valor debe determinarse de acuerdo con las disposiciones y requisitos del Apéndice A de esta especificación. 2. El efecto de las estructuras y componentes de refuerzo debe determinarse de acuerdo con los siguientes requisitos:
1) Los gráficos de cálculo estructural deben ser consistentes con sus fuerzas y condiciones estructurales reales;
2) Valores de diseño del efecto, el coeficiente del valor de combinación y el coeficiente del subelemento de combinación de acción deben determinarse de acuerdo con la norma nacional actual "Código de carga para estructuras de construcción" GB50009, y las fuerzas internas adicionales causadas por la excentricidad de la carga real, la deformación estructural y los efectos de la temperatura. debe ser considerado.
3. Las dimensiones de las estructuras y componentes deben basarse en los valores de diseño originales o valores medidos con base en el informe de tasación, para piezas nuevas, los valores nominales dados en el diseño de acero; Se pueden utilizar documentos.
4 Los valores normalizados del grado de resistencia del hormigón y de la resistencia a la tracción del acero de la estructura original y sus componentes se determinarán de acuerdo con las siguientes disposiciones:
1) Cuando el original El documento de diseño es válido y no hay duda de que la estructura tiene un rendimiento serio. Cuando se deteriora, se puede utilizar el valor estándar del diseño original;
2) Cuando la evaluación de confiabilidad estructural determina que se debe realizar una inspección en el sitio. realizarse nuevamente, se debe usar el valor estándar inferido de los resultados de la inspección;
3) Cuando la detección del grado de resistencia del componente de concreto original está limitada por las condiciones reales, se puede usar el método de rebote para la detección, pero su valor de conversión de resistencia debe corregirse según la edad de acuerdo con las disposiciones del Apéndice B de este código, y solo puede usarse para el diseño de refuerzo estructural.
5. El desempeño y calidad de los materiales de las barras de acero deben cumplir con lo establecido en el Capítulo 4 de esta especificación, su valor estándar de desempeño debe determinarse de acuerdo con la norma nacional vigente “Especificación Técnica para la Evaluación de Seguridad de; Materiales de refuerzo estructural de ingeniería "GB50728; sus valores de diseño de rendimiento se adoptarán de acuerdo con las disposiciones pertinentes del Capítulo 4 de esta especificación.
6 Al comprobar la capacidad portante de estructuras y componentes, se debe considerar el estado tensional real de la estructura original durante el refuerzo, incluida la influencia del retraso por deformación en la parte reforzada y el grado de trabajo de la parte reforzada. y la estructura original.
7 Al cambiar la ruta de transmisión de fuerza o mejorar la calidad estructural después del refuerzo, se deben realizar las comprobaciones necesarias en las estructuras, componentes y cimientos del edificio relevantes.
3.2.3 Además de cumplir con los requisitos de capacidad portante, las estructuras y componentes del área de fortificación sísmica también deben someterse a una verificación de capacidad sísmica. No debe haber fortalecimiento local ni cambios repentinos de rigidez que formen nuevos puntos débiles.
3.2.4 Para evitar fallas accidentales de la parte de refuerzo de la estructura que provoquen el colapso, cuando se utilizan adhesivos u otros métodos de refuerzo polimérico, el diseño del refuerzo debe llevarse a cabo de acuerdo con las disposiciones de este código y se debe verificar la estructura original.
Al comprobar el cálculo, se debe exigir que la estructura y los componentes originales resistan n veces el valor de carga muerta estándar. Cuando la relación del valor estándar de carga variable (excluyendo efectos sísmicos) al valor estándar de carga permanente no es mayor a 1, se toma n = 1,2; cuando la relación es igual o mayor a 2, se toma n = 1,5; se determina mediante interpolación lineal.
3.2.5 Se pueden utilizar varios métodos de refuerzo en este código para el refuerzo sísmico de estructuras, pero el diseño, cálculo y construcción deben cumplir con la norma nacional actual "Código para el diseño sísmico de edificios" (GB50011). y los estándares actuales de la industria Norma “Reglamento Técnico para Refuerzo Sísmico de Edificaciones” (JGJ116).
3.3 Métodos de refuerzo y tecnologías de soporte
3.3.1 Las barras de acero estructural se pueden dividir en barras de acero directas y barras de acero indirectas. Se pueden seleccionar métodos de refuerzo y tecnologías de soporte apropiados de acuerdo con la situación real y los requisitos de uso durante el diseño.
3.3.2 Para refuerzo directo, el método de refuerzo de ampliación de sección, sustitución de hormigón o combinación de secciones debe seleccionarse de acuerdo con las condiciones reales del proyecto.
3.3.3 Para el refuerzo indirecto, el método de refuerzo externo pretensado, el método de refuerzo de fulcro adicional, el método de soporte adicional de disipación de energía o el método de muro sísmico adicional deben seleccionarse de acuerdo con las condiciones reales del proyecto.
3.3.4 Las tecnologías utilizadas junto con los métodos de refuerzo estructural deben adoptar tecnología de reparación de grietas, tecnología de anclaje y tecnología antioxidante que cumplan con los requisitos de esta especificación.