Page 119 - 建筑结构设计理论及实践研究

第三章 结构加固改造设计 ◆

五、某既有开洞剪力墙构件的加固分析

对既有剪力墙结构开洞常见于剪力墙及框架—剪力墙结构改造工程。后开洞
造成原剪力墙构件整体承载力、刚度降低及洞口边缘的应力集中，受到洞口大小、
洞口形状、开洞位置等因素的影响。结合有限元（钢筋混凝土整体式）模型数值

分析结果，对钢筋网片抗裂加固进行了数值模拟，给出了加固的建议。
（一）规范对剪力墙上洞口的一些规定
中国混凝土高层设计规程中规定：剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置，
形成明确的墙肢和连梁，宜避免使墙肢相差悬殊的洞口设置。对结构整体计算中

采用杆系，薄壁杆系模型或对洞口做了简化处理的其他有限元模型时，应对不规
则开洞墙的计算结果进行分析、判断并进行补充计算和校核。目前除了平面有限
元方法外，尚没有更好的简化计算方法计算错列洞口墙。采用弹性平面有限元方
法得到应力后，可不考虑混凝土的作用按应力进行配筋，并加强构造措施。

（二）开洞后加固处理
加固模型概述：
根据《混凝土结构加固设计规范》要求，混凝土加固处理涉及增大截面加固
法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法、外粘型钢加固法、粘贴纤维复合材

加固法、粘贴钢板加固法、增设支点加固法、植筋、锚栓加固法等。
一般钢筋混凝土墙体后开洞加固方法取自植筋、置换混凝土加固、粘贴纤维
复合材加固法、粘贴钢板加固法、为保证计算结果的一般性，选取粘贴钢筋骨架
的方法模拟植筋法、粘贴纤维复合材加固法，主要用以削弱洞口应力集中。

（三）加固后效果分析
墙体加固后墙体仍旧存在应力集中，且第三主应力峰值依然集中在洞口上部
边缘处，数值由未加固前的 7.79MPa 降低为 1.03MPa，第三主应力峰值加固后降
低了 86.7%，这种加固方法对第三主应力有很大的贡献，基本消除了第三主应力

所造成的短柱效应，使偏移洞口的受力情况降低为接近其他形式洞口应力分布情
况；加固墙体受力过程中，加固钢管承受了较大的力，但未屈服。

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