外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱技術規程目次1總則 總則1.0.1為使外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱技術做到安全適用、技術先進、經濟合理、質量可靠，制定本規程。1.0.2本規程適用于工業與民用建筑和一般構筑物的混凝土柱加固設計、施工及驗收。1.0.3采用外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱前，應按照現行國家標準《既有建筑鑒定與加固通用規范》GB55021、《工業建筑可靠性鑒定標準》GB50144和《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292進行檢測或鑒定。當與抗震加固結合進行時，尚應按現行國家標準《建筑抗震鑒定標準》GB50023和《構筑物抗震鑒定標準》GB50117進行抗震能力鑒定。1.0.4外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱的設計、施工及驗收，除應遵守本規程規定外，尚應符合國家現行有關標準的規定。

2術語和符號2.1術語2.1.1原柱existingcolumn實施加固前的原有柱。2.1.2外套鋼管混凝土增大截面加固法structuralmemberstrengtheningwithsteeltubeandsandwichedconcretejacketing在混凝土原柱外套兩塊半圓形或C型鋼，現場焊接成為圓形或矩形鋼套管，間隙灌注流動性良好的自密實混凝土，使其與原柱形成整體性能良好的組合柱，從而大幅度提升原柱承載力、剛度及延性的一種加固方法。2.1.3含鋼率steelratio外套鋼管增大截面加固混凝土柱截面中鋼管面積除以原柱混凝土面積與后澆混凝土面積之和的值。2.1.4套箍系數confinementcoefficient外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱截面中鋼管面積與鋼材強度設計值乘積，除以原柱混凝土面積與混凝土強度設計值乘積、后澆混凝土面積與混凝土強度設計值乘積之和的值。2.1.5后澆混凝土post-castedconcrete實施加固時填充在外套鋼管與原柱間隙的混凝土。2.2符號2.2.1作用效應和抗力N——作用于加固柱的軸心壓力設計值；Nu——加固柱的軸心受壓承載力；NE——歐拉臨界力；M——作用于加固柱的彎矩設計值；Mu——加固柱的受彎承載力。2.2.2材料性能和抗力Es——原柱鋼筋彈性模量；Ea——新增鋼管彈性模量；Esc——加固柱組合彈性模量；fy——原柱鋼筋抗壓強度設計值；fa——新增鋼管抗壓強度設計值；fak——新增鋼管抗壓強度標準值；fc1——原柱混凝土軸心抗壓強度設計值；fc2——后澆混凝土軸心抗壓強度設計值；fcw——加固柱等效混凝土抗壓強度設計值。2.2.3幾何參數As——原柱縱筋截面面積；Aa——新增鋼管截面面積；Ac1——原柱混凝土截面面積；Ac2——后澆混凝土截面面積；A——加固柱截面面積；A0——加固柱凈截面面積；b，h——矩形原柱的短邊長和長邊長；ba，ha——新增矩形鋼管的短邊長和長邊長；d——圓形原柱的直徑；D——新增圓鋼管的外徑；t——新增鋼管的厚度；ri——加固柱組合截面的回轉半徑；l0——加固柱的計算長度；λsc——加固柱的組合長細比，等于加固柱的計算長度與截面回轉半徑之比；Wsc——加固柱彎矩作用平面內組合截面抗彎模量。2.2.4計算系數α——加固柱的含鋼率；ξ——加固柱的套箍系數；φ——加固柱的軸心受壓穩定系數；γm——加固柱的截面抗彎塑性發展系數；βm——加固柱的等效彎矩系數。

3材料3.1加固用鋼材及焊接材料3.1.1加固用鋼材的品種、質量和性能應符合下列規定：1外套鋼管宜采用Q235、Q345、Q390、Q420級鋼材，其質量應符合現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700、《低合金高強度結構鋼》GB/T1591、《建筑結構用鋼板》GB/T19879和《鋼結構設計標準》50017的有關規定；2鋼材的強度設計值應按現行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017的規定采用；3不得使用無出廠合格證、無中文標志或未經進場檢驗的鋼材。3.1.2抗震設計中，鋼材應符合下列規定：1鋼材的屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值不應大于0.85；2鋼材應有明顯的屈服臺階，且伸長率不應小于20%；3鋼材應有良好的可焊性和合格的沖擊韌性。3.1.3加固用鋼管焊接材料的質量和性能應符合下列要求：1手工焊接采用的焊條，應符合現行國家標準《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》GB/T5117和《熱強鋼焊條》GB/T5118的規定，選擇的焊條型號應與被焊鋼管力學性能相適應；2焊絲和焊劑應與被焊鋼管力學性能相適應，并應符合國家現行有關標準的規定；3二氧化碳氣體保護焊接用的焊絲應符合現行國家標準《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T8110的規定。3.2加固用混凝土3.2.1加固柱用的后澆混凝土，其強度等級應比原柱至少提高一級，且不應低于C40；其性能和質量應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010的規定；當采用C80以上的高強混凝土時，應有可靠的依據。3.2.2加固柱用的后澆混凝土宜選用微膨脹自密實混凝土。所用粗骨料、細骨料、拌合用水等應符合現行國家標準《自密實混凝土應用技術規程》JGJ/T283的規定；所用膨脹劑應符合《混凝土膨脹劑應用技術規范》GB50119的規定。3.2.3當加固柱用的后澆混凝土選用纖維混凝土、超高性能混凝土、高延性混凝土等時，應在施工前進行試配，經檢驗其性能符合設計要求后方可使用。3.3防護材料3.3.1外套鋼管表面的防腐蝕、防銹采用的涂裝材料，應符合現行國家標準《工業建筑防腐蝕設計標準》GB/T50046和《鋼結構工程施工規范》GB50755的有關規定。3.3.2加固柱的防火涂裝材料的品種、質量和性能應符合現行國家標準《鋼結構防火涂料》GB14907的有關規定。3.3.3當被加固柱處于其他特殊環境時，應根據具體情況選擇有效的防護材料與處理方法。

4設計方法4.1一般規定4.1.1外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱的設計使用年限，應按現行國家標準《混凝土結構加固設計規范》GB50367的有關規定確定。4.1.2設計應明確結構加固后的用途和使用環境，在設計使用年限內，未經技術鑒定或設計許可，不得改變加固后結構的用途和使用環境。4.1.3采用外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱時，應采取措施卸除或大部分卸除作用在結構上的活荷載。4.1.4原柱混凝土和鋼筋的強度標準值應按下列取值：當原設計文件有效，且不懷疑原柱有嚴重的性能退化時，可采用原設計的標準值；當可靠性鑒定認為應重新進行現場檢測時，應采用檢測結果推定的標準值；當原柱混凝土強度等級的檢測受實際條件限制而無法取芯時，可采用回彈法檢測，但其強度換算值應按現行《混凝土結構加固設計規范》GB50367中的有關規定進行齡期修正，且僅可用于原柱的加固設計。4.1.5抗震設防區鋼筋混凝土柱的加固，除應滿足承載力要求外，尚應復核加固柱的抗震能力，相關設計、計算和構造措施應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011的規定。對加固結構，尚應分析加固柱對結構中的其他構件產生的不利影響。4.2軸心受壓構件加固4.2.1外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱的軸心受壓承載力應滿足下式要求：（4.2.1）式中：N——加固柱的軸心壓力設計值（N）；Nu——加固柱的軸心受壓承載力（N）。4.2.2外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱（圖4.2.2）的軸心受壓承載力，應按下列公式計算：（4.2.2-1）（4.2.2-2）（4.2.2-3）（4.2.2-4）（4.2.2-5）（4.2.2-6）（4.2.2-7）（4.2.2-8）（4.2.2-9）式中：N0——加固后，組合短柱軸心受壓承載力（N）；——加固柱的軸心受壓穩定系數，也可按表4.2.2-1取值；ξ——加固柱的套箍系數；α——加固柱的截面含鋼率； fcw——加固柱等效混凝土抗壓強度設計值（MPa）；A——加固柱的截面面積（mm2）；A0——加固柱的凈截面面積（mm2），等于加固柱的截面面積減去原柱縱筋的截面面積；As、Aa——原柱縱筋和新增鋼管的截面面積（mm2）；Ac1、Ac2——原柱混凝土和后澆混凝土的截面面積（mm2）；fc1、fc2——原柱混凝土和后澆混凝土軸心抗壓強度設計值（MPa）；fy、fa——原柱鋼筋和新增鋼管的抗壓強度設計值（MPa）；B′、C′——外套鋼管截面形狀對套箍效應的影響系數，應按表4.2.2-2取值；λsc——加固柱的組合長細比，等于加固柱的計算長度與截面回轉半徑之比；——加固柱的正則長細比。表4.2.2-1加固柱軸心受壓穩定系數取值表01.0001300.440100.9751400.394200.9511500.353300.9241600.318400.8961700.287500.8631800.260600.8241900.236700.7792000.216800.7282100.198900.6702200.1811000.6102300.1671100.5492400.1551200.4922500.143表4.2.2-2鋼管截面形狀對套箍效應的影響系數取值表外套鋼管截面形式圓形矩形(a)圓套圓（b）圓套矩（c）矩套矩(d)矩套圓圖4.2.2外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱截面形式1—原柱縱筋；2—原柱混凝土；3—外套鋼管；4—后澆混凝土4.3壓彎構件加固4.3.1當外套鋼管混凝土增大截面加固壓彎構件時，其承載力應符合下列規定：1當時，（4.3.1-1）2當時，（4.3.1-2）（4.3.1-3）（4.3.1-4）（4.3.1-5）當外套鋼管截面形狀為圓形時，ζ0=0.24ξ-0.89+1（4.3.1-6）η0=0.1+0.13ξ-0.83（4.3.1-7）當外套鋼管截面形狀為矩形時，ζ0=0.23ξ-0.92+1（4.3.1-8）η0=0.1+0.10ξ-0.80 （4.3.1-9）式中：N、M——加固柱的軸心壓力設計值（N）和彎矩設計值（N·mm）；——加固柱的受彎承載力（N·mm），應按本規范第4.3.2條執行；βm——等效彎矩系數，按現行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017的規定取值；ζ0、η0——加固柱N/Nu-M/Mu關系曲線中受拉和受壓破壞界限值。4.3.2加固柱的受彎承載力()，應按下列公式計算：（4.3.2-1）（4.3.2-2）1當外套鋼管截面形狀為圓形時，Wsc=πD3/32（4.3.2-3）2當外套鋼管截面形狀為矩形，加固柱繞強軸彎曲時，Wsc=baha2/32（4.3.3-4）3當外套鋼管截面形狀為矩形，加固柱繞弱軸彎曲時，Wsc=ba2ha/32（4.3.2-5）式中：——加固柱截面抗彎塑性發展系數；Wsc——加固柱彎矩作用平面內組合截面抗彎模量（mm3）；D——新增圓鋼管的外徑（mm）；ba，ha——新增矩形鋼管的短邊長和長邊長（mm）。4.3.3當外套鋼管混凝土增大截面加固壓彎構件時，其彎矩作用平面內的穩定性驗算應按下列公式驗算：1當時（4.3.3-1）2當時（4.3.3-2）（4.3.3-3）（4.3.3-4）當外套鋼管截面形狀為圓形時，（4.3.3-5）當外套鋼管截面形狀為矩形時，（4.3.3-6）式中：NE——歐拉臨界力(N)，；Esc——加固柱組合彈性模量（N/mm2），；kE——加固柱組合彈性模量換算系數，應按表4.3.3取用。表4.3.3軸壓彈性模量換算系數kE值鋼材Q235Q345Q390Q420kE918.9719.6657.5626.94.3.4外套矩形鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱彎矩作用平面外的穩定性驗算應按下式驗算：（4.3.4）4.4構造規定4.4.1外套鋼管與原柱間的最小凈距不應小于內填混凝土骨料最大粒徑的3倍且不宜小于30mm。4.4.2外套鋼管的壁厚不宜小于4mm。外套矩形鋼管的寬厚比ha/t不宜大于；外套圓形鋼管的徑厚比不宜大于。4.4.3套箍系數ξ宜控制在0.5~2.0，含鋼率α宜控制在0.03~0.20。4.4.4在外套鋼管混凝土增大截面加固柱的頂端應采用有效的錨固措施與原梁連接。當柱上端有樓板時，可采用上下拉結構造措施，利用穿過樓板的厚鋼板條將下層的外套鋼管與上層構件連接（圖4.4.4），厚鋼板條應有足夠的延伸長度。在有充足論證情況下，也可根據工程經驗采用其他節點處理方式。(a)加固柱柱頂節點連接構造(b)A-A剖面圖4.4.4加固柱柱頂節點連接構造示意圖外套鋼管；2-鋼墊板；3-穿過樓板的鋼板條；4-樓板；5-加固柱4.4.5外套鋼管混凝土增大截面加固柱的柱腳可采用焊接加勁肋方式將外套鋼管與鋼制環形底板連接，可采用自鎖錨桿將環形底板固定在基礎上（圖4.4.5），錨桿的錨固長度和直徑應滿足現行國家標準《擴孔自鎖錨固技術規程》CECS813的規定。底板除滿足強度要求外，尚應具有足夠的面外剛度。(a)加固柱柱底節點連接構造(b)B-B剖面圖4.4.5加固柱柱底節點連接構造示意圖1-加固柱；2-加勁肋；3-對焊的鋼制環形底板；4-擴孔自鎖錨桿；5-基礎

5施工與安全5.1一般規定5.1.1施工應遵循下列工序進行：1按照加固設計尺寸制作半圓形或C型鋼管；2按照加固設計方案，在原柱的表面放線定位并進行表面處理；3將兩塊半圓形或C型鋼管外套在原柱外側，并現場焊接成外套的圓鋼管或矩形鋼管；4在外套鋼管與原柱的間隙內澆筑混凝土；5對加固柱的頂端和柱腳進行節點錨固措施處理；6對加固柱進行防腐和防火等保護措施處理。5.1.2外套鋼管的制作單位應根據已批準的技術設計文件編制施工詳圖，且經原加固設計單位批準。當需要修改時，制作單位應向原加固設計單位申報，經同意并簽署文件后方能生效。5.1.3在制作外套鋼管前，應根據設計文件和施工詳圖的要求編制制作工藝文件。其內容至少應包括：制作所依據的標準，制作廠的質量保證體系，成品的質量保證和為保證成品達到規定的要求而制定的措施。5.1.4加固柱的柱頂和柱底節點施工應編制專項施工方案，并報相關單位批準后實施。5.2施工5.2.1外套鋼管的施工應滿足下列規定：1外套鋼管制作和焊接的施工應按工藝文件執行，并應符合現行國家標準《鋼結構工程施工規范》GB50755和《鋼結構焊接規范》GB50661的相關規定；2外套鋼管構件在吊裝時應控制吊裝荷載作用下的變形。吊點的設置應根據鋼管構件的本身承載力和穩定性經驗算后確定。必要時，應采取臨時加固措施。吊裝就位后，應立即進行校正，采取可靠固定措施以保證構件的穩定性；3對外套鋼管進行現場焊接拼接施工時，應嚴格按照工藝文件規定的焊接方法、工藝參數、施焊順序進行，并應對拼接的誤差和施焊的工藝進行控制；4外套鋼管段的制作容許偏差、各段之間的焊縫質量、以及接長最短拼接長度應符合現行國家標準《鋼結構工程施工規范》GB50755和《鋼管混凝土結構技術規范》GB50936的規定。相鄰兩節管段對接時，縱向焊縫應相互錯開；5外套鋼管表面的除銹方法和除銹等級應符合設計和現行國家標準《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB8923的規定；6外套鋼管表面的防火、防腐涂裝施工應符合設計文件和現行國家標準《鋼結構工程施工規范》GB50755、《鋼管混凝土結構技術規范》GB50936、《建筑鋼結構防火技術規范》GB51249的有關規定。當設計文件無涂裝層厚度具體要求時，按照現行國家標準《鋼管混凝土結構技術規范》GB50936規定，涂層干漆膜總厚度室外構件可為150μm，室內構件可為125μm。5.2.2后澆混凝土的施工應滿足下列規定：1鋼管內后澆混凝土的澆筑工作，應在鋼管焊接安裝完畢并驗收合格后進行，并應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工規范》GB50666的規定；2鋼管內后澆混凝土澆筑施工前應根據設計要求進行自密實混凝土配合比設計和必要的澆筑工藝試驗，并在此基礎上制定澆筑工藝和各項技術措施；3在外套鋼管與原柱間隙澆筑混凝土前，應采取措施保持管內清潔；4采用泵送頂升方法澆筑混凝土時，應對加固柱下部澆筑入口處的鋼管及縱向焊縫進行強度驗算；5后澆混凝土應采取減少收縮的技術措施，宜在鋼管壁適當位置留有足夠的排氣孔，排氣孔的設置數量應符合現行國家標準《組合結構通用規范》GB55004的規定。排氣孔徑不應小于20mm，且開孔位置應避開焊縫；澆筑混凝土應加強排氣孔觀察，并應確認漿體流出和澆筑密實后再封堵排氣孔；6后澆混凝土澆筑時應預留立方體試塊，以用于驗收時檢驗后澆混凝土的強度等級。5.3安全5.3.1外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱的加固工作開始前應采取卸載或支撐措施，以保證施工的安全。5.3.2外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱頂端節點施工時，應增設臨時支撐，待加固完畢后再行拆除。5.3.3對于外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱施工時的安全技能、勞動保護、防火等，必須符合相關規定。

6檢驗與驗收6.1檢驗6.1.1對鋼材、后澆混凝土、焊接及防護材料等原材料的質量檢驗，除應符合本規程外，尚應符合現行有關國家標準。6.1.2進場時，應會同監理單位對鋼材、焊接及防護材料等的產品合格證、產品質量出廠檢驗報告和包裝完整性進行檢查，同時要檢查制作的型鋼尺寸誤差。同時，應對產品的安全性能進行見證抽樣復檢，質量不合格者，一律不得使用。若分批進場時，每批次進場均需進行相關檢查和復檢。6.1.3外套鋼管吊裝前，定位線、標高基準點等標記應檢驗齊全；吊點與臨時支撐點的設置應符合設計方案要求。檢查數量：全數檢查。檢驗方法：觀察檢查。6.1.4外套鋼管拼接焊接焊縫質量應符合設計要求和現行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205的有關規定。檢查數量：全數檢查。檢驗方法：檢查施工記錄及焊縫檢測報告。6.1.5外套鋼管現場拼接焊接完成后，應按設計文件和現行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205、《鋼管混凝土工程施工質量驗收規范》GB50628的規定對其外形尺寸和現場拼裝的允許偏差進行檢驗。檢查數量：全數檢查。檢驗方法：觀察檢查、尺量檢查及焊縫量規報告。6.1.6外套鋼管內后澆混凝土的強度等級和工作性能應符合設計要求和國家現行有關標準的規定。檢查數量：全數檢查。檢驗方法：檢查試件強度試驗報告和施工記錄。6.1.7外套鋼管與原柱間隙內后澆混凝土的澆筑質量，應采用錘擊法或超聲波法進行檢查，按檢查結果推定的有效粘貼面積不應小于總粘貼面積的95%；對于混凝土不密實的部位，應采用局部鉆孔壓漿法進行補強，然后將鉆孔補焊封固。6.1.8外套鋼管表面的防火、防腐涂裝的質量要求和檢驗方法應符合現行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205的有關規定。6.1.9過程質量檢查與控制。上一道工序經檢查合格后，方可進行下一道工序的施工。如施工質量不能滿足本規程第5章有關條款要求時，應立即采取補救措施或返工。施工過程中，應有專門人員負責質量檢查并做詳細記錄。6.2驗收6.2.1外套鋼管混凝土增大截面加固柱的竣工驗收程序和組織應按現行國家標準《組合結構通用規范》GB55004、《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB50205、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204、《鋼管混凝土工程施工質量驗收規范》GB50628和《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》GB50550等相關規定執行。6.2.2外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱的驗收應具備以下基本資料：1工程概況及原柱鑒定或評估報告；2加固設計文件以及設計變更文件；3施工資料，包括施工組織設計、施工記錄、施工工藝及過程質量控制記錄、隱蔽驗收記錄、材料和工程量統計、加固竣工圖紙等；4監理資料，過程控制記錄；5原材料出廠合格證、檢驗報告、現場質量檢驗報告等。6.2.3外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱的工程質量不合格時，應由施工單位制定補救措施，經設計單位確認后實施，并重新檢驗和驗收。

本規程用詞說明1為便于在執行本規程條文時區別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:1）表示很嚴格，非這樣做不可的:正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴禁”；2）表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：正面詞采用“應”，反面詞采用“不應”或“不得”；3）表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”；4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。2條文中指明應按其他有關標準執行的寫法為“應符合……的規定”或“應按……執行”。

引用標準名錄1《建筑結構荷載規范》GB500092《混凝土結構設計規范》GB500103《建筑抗震設計規范》GB500114《建筑設計防火規范》GB 500165《鋼結構設計標準》GB500176《建筑抗震鑒定標準》GB500237《工業建筑防腐蝕設計標準》GB/T500468《構筑物抗震鑒定標準》GB501179《混凝土膨脹劑應用技術規范》GB5011910《工業建筑可靠性鑒定標準》GB5014411《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB5020412《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB5020513《民用建筑可靠性鑒定標準》GB5029214《混凝土結構加固設計規范》GB5036715《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》GB5055016《鋼管混凝土工程施工質量驗收規范》GB5062817《鋼結構焊接規范》GB5066118《混凝土結構工程施工規范》GB5066619《鋼結構工程施工規范》GB5075520《鋼管混凝土結構技術規范》GB5093621《建筑鋼結構防火技術規范》GB5124922《鋼結構加固設計規范》GB5136723《組合結構通用規范》GB5500424《既有建筑鑒定與加固通用規范》GB5502125《碳素結構鋼》GB/T70026《低合金高強度結構鋼》GB/T159127《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》GB/T511728《熱強鋼焊條》GB/T511829《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T811030《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB892331《鋼結構防火涂料》GB1490732《熔化焊用鋼絲》GB/T1495733《自密實混凝土應用技術規程》JGJ/T28334《高層建筑結構用鋼板》YB410435《矩形鋼管混凝土結構技術規程》CECS15936《擴孔自鎖錨固技術規程》CECS813

外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱技術規程條文說明

目次1總則 282術語和符號 292.2符號 293材料 303.1加固用鋼材及焊接材料 303.2加固用混凝土 314設計方法 324.1一般規定 324.2軸心受壓構件加固 334.3壓彎構件加固 354.4構造規定 375施工與安全 385.1一般規定 385.2施工 386檢驗與驗收 406.1檢驗 401總則1.0.1本條規定了制定本規程的目的和要求，并提出了外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱結構必須遵循的原則。外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱技術，相比于傳統增大截面加固技術，充分利用了外套鋼管對核心混凝土有效約束作用，使得核心混凝土處于三向受壓狀態，從而大幅度提高被加固混凝土柱的承載力、剛度和延性等性能。同時，外套鋼管可以作為永久模板，避免拆模和支模流程，加固過程更加方便快捷。目前，外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱技術在國內外迅速發展，并積累了很多理論、試驗研究成果和工程經驗。制定本標準規程的目的是為了使采用外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱技術規范化和系統化，以獲得更好的社會效益和經濟效益。1.0.2本條規定了本規范的適用范圍。本規范適用的工程對象除房屋建筑、工業廠房的鋼筋混凝土柱外，還包括道路橋梁、輸變電塔等構筑物和基礎設施的鋼筋混凝土柱。被加固柱的截面形式包括目前主要存在的圓形和矩形截面柱，而外套鋼管的形狀也相應包括圓形和矩形截面兩種，最終形成圓套矩、圓套圓、矩套矩和矩套圓四種主要的加固柱截面形式。1.0.3、1.04這兩條主要針對本規范在實施過程中與其他相關標準配套使用的關系作出規定。2術語和符號2.2符號2.2.1~2.2.4本規范采用的符號及其意義，盡可能與現行國家標準《鋼結構加固設計標準》GB51367、《混凝土結構加固設計規范》GB50367、《鋼管混凝土結構技術規范》GB50936等相一致，以便于在加固設計、計算中引用其公式，只有在遇到公式中必須給出外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱設計專用符號時，才另行規定。即使這樣，在制定過程中仍然遵循下列原則：1對主體符號及其上、下標的選取，應符合現行國家標準《工程結構設計基本術語和通用符號》GB/T50132的符號用字及其構成規則。2當必須采用通用符號，但又必須與新建工程使用的該符號有所區別時，可在符號的釋義中加上定語。

3材料3.1加固用鋼材及焊接材料3.1.1外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱所選用的鋼材要求與普通鋼管混凝土構件相同，應按現行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017執行。3.1.2抗震設計時，對鋼材的要求是根據現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011制定的。加固用鋼管及開孔封補用鋼材，應保證抗拉強度、屈服強度、沖擊韌性合格及硫、磷和碳含量的限制值。當用于高層結構混凝土柱加固時，還應符合冶金工業標準《高層建筑結構用鋼板》YB4104的規定。抗拉強度是實際上決定結構安全儲備的關鍵，伸長率反映鋼材能承受殘余變形量的程度及塑性變形能力，鋼材的屈服強度不宜過高，同時要求有明顯的屈服臺階，伸長率應大于20%，以保證構件具有足夠的塑性變形能力，沖擊韌性是抗震結構的要求。當采用國外鋼材時，亦應符合我國現行國家標準的要求。3.1.3加固柱中的外套鋼管是由兩塊半圓形或C型鋼，現場焊接成為圓形或矩形鋼套管。因此，焊接質量嚴重影響結構的整體性能和加固效果。為此，焊接所使用的焊條、焊絲和氣體保護焊所采用的氬氣材料性能應符合國家現行標準《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》GB/T5117、《熱強鋼焊條》GB/T5118、《熔化焊用鋼絲》GB/T14957、《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T8110等的規定。3.2加固用混凝土3.2.1后澆混凝土的強度等級比原柱混凝土至少提高一級，且不低于C40，不僅是為了保證加固后新舊混凝土之間能有足夠的界面粘結強度，還因為原柱和外套鋼管之間的間隙比較狹小，澆筑空間有限，施工條件遠不及全構件新澆的混凝土。調查和試驗結果表明，在小空間模板內澆筑的混凝土均勻性較差，其現場取芯確定的混凝土強度可能要比正常澆筑的混凝土低10%以上，故有必要適當提高其強度等級；但當混凝土強度等級達到C80以上時，根據相關試驗數據表明，盡管有外套鋼管的有效約束，鋼管混凝土結構延性表現較差。因此，當設計采用C80以上的后澆混凝土時，應有可靠依據。3.2.2后澆混凝土的填充間隙一般較小，為保證后澆混凝土的澆筑密實性，后澆混凝土應采用流動性良好、骨料粒徑低于25mm的自密實混凝土。同時，應使后澆自密實混凝土具有微膨脹的性能，已抵消后澆混凝土在硬化過程中產生的收縮而引起的界面粘結問題。3.2.3隨著混凝土材料制備工藝的不斷發展，所配制的纖維混凝土、超高性能混凝土、高延性混凝土等材料在具備良好流動性的同時，會兼具更高的強度、韌性、抗裂性等性能。這對進一步降低加固柱截面尺寸、提高加固柱承載能力和延性等具有良好的促進作用。因此，在有詳實的試驗數據、專門的研究和論證情況下，可以使用這些材料作為后澆混凝土。4設計方法4.1一般規定4.1.1~4.1.2外套鋼管混凝土增大截面加固柱的設計使用年限，應與加固后的使用狀態及其維護制度相聯系，尤其是對于外套鋼管的防火、防銹等防護措施是否充分，否則是無法確定的。因此，本規范給出的是在正常使用與定期維護條件下加固柱的設計使用年限，至于其他使用條件下的設計使用年限，應由專門技術規程作出規定。外套鋼管混凝土增大截面加固柱的加固設計，系以委托方提供的結構用途、使用條件和使用環境為依據進行的。倘若加固后任意改變其用途、使用條件或使用環境，將顯著影響外套鋼管混凝土增大截面加固柱的安全性及耐久性。因此，改變前必須經技術鑒定或設計許可，否則可能導致嚴重后果。基于以上考慮，參考現行國家標準《混凝土結構加固設計規范》GB50367制定本條。4.1.3采取措施卸載主要是為了減少二次受力的影響，從而可以收到較好的加固效果。4.1.4對于相關計算時的取值問題，這里僅指出一點：其中的部分計算參數已在該結構加固前的可靠性鑒定中通過實測或驗算予以確定。因此，在進行結構加固設計時，宜盡可能采用檢測結果推定的標準值，這樣不僅可以節約時間和費用，而且也便于分清責任。4.1.5對抗震設防區的混凝土柱進行加固時，被加固柱承載力和剛度會被顯著提高，但這未必對抗震有利。因為鋼筋混凝土柱的局部加強或剛度突變，可能會形成新的薄弱部位，或導致地震作用效應的增大，故必須在進行承載力加固的同時，復核加固柱的抗震性能，并分析加固柱對結構中其他構件可能產生的不利影響。4.2軸心受壓構件加固4.2.2鑒于外套鋼管混凝土增大截面加固混凝土柱的力學性與普通鋼管混凝土柱有一定相似之處。因此，本規范中加固柱的承載力設計公式形式與現行國家標準《鋼管混凝土結構技術規范》GB50936中的統一設計公式相協調：（1）（2）但不同的是加固柱中存在鋼筋，而外套鋼管僅會對核心混凝土提供有效套箍約束作用，對于原鋼筋混凝土柱中鋼筋的承載力幾乎無影響，因此本規范在公式（1）的基礎上，考慮了原柱鋼筋對于承載力的貢獻，但未考慮加固對鋼筋的影響。在實際使用時，如發現原柱鋼筋銹蝕破壞較為嚴重，且無法直接取樣量測銹蝕鋼筋的強度，可不考慮其對承載力的貢獻。公式（4.2.2-7）中采用等效混凝土抗壓強度fcw來均一化表征不同強度的新舊混凝土，并以此計算外套鋼管對核心混凝土的套箍約束作用，這能夠簡化計算過程，并與普通鋼管混凝土柱的計算公式相協調。但是這樣均一化的考慮，忽略了新舊混凝土強度不同引起的加固柱截面應力梯度等問題。因此，利用國內外已有的試驗研究結果對公式（4.2.2-3）中外套鋼管形狀對套箍效應的影響系數（和）進行了修正。修正后的公式能夠相對準確的計算加固柱的軸壓承載力，且計算值整體偏于安全。公式計算值（Nu）和試驗值（Ne）的對比結果如圖1所示，二者比值的均值為0.868，標準差為0.073。修正前后的和對比見表1。修正后的公式在當新舊混凝土強度相同，且原柱鋼筋截面面積取為0時，可退化為普通鋼管混凝土柱的承載力計算公式（1）。表1外套鋼管截面形狀對套箍效應的影響系數修正對比對比外套鋼管截面形式GB50936圓形矩形本規范圓形矩形圖1加固柱軸心受壓承載力計算值與試驗值對比示意圖4.3壓彎構件加固4.3.1~4.3.4通過對外套鋼管增大截面加固混凝土柱進行大量的數值計算分析，得到了軸力、彎矩（N、M）共同作用下的N/Nu-M/Mu相關曲線，如圖2所示。該曲線與普通鋼管混凝土柱類似，參考現行國家標準《鋼管混凝土結構技術規范》GB50936、《矩形鋼管混凝土結構技術規程》CECS159和已有相關研究結果中的計算方法，可將加固柱N/Nu-M/Mu相關曲線簡化成一段直線與一段拋物線的組合。公式中的Mu代表外套鋼管混凝土增大截面加固柱的受彎承載力。由于加固柱中，鋼筋截面面積占比很小，且可能存在銹蝕退化問題，因此在計算加固柱的Mu時未考慮鋼筋的影響，依然等效于普通鋼管混凝土柱來考慮，按照公式（4.3.2-1）計算；在加固柱的N/Nu-M/Mu關系曲線上存在一個受壓和受拉破壞界限平衡點(ζ0,2φ3η0)，據此可導出壓彎荷載共同作用下的承載力驗算公式(4.3.3-1)~(4.3.3-2)。同樣，考慮到加固柱與普通混凝土柱的不同之處，在將公式計算值與國內外已有的試驗值進行對比之后，對公式中的系數（ζ0和η0）進行修正，修正后的公式計算值與試驗值對比如圖3所示，二者比值