鋼筋混凝土梁高效預(yù)應(yīng)力加固工程實例_1

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1、鋼筋混凝土梁高效預(yù)應(yīng)力加固工程實例　　鋼筋砼梁由于設(shè)計或施工錯誤、材質(zhì)不符合要求、使用功能改變或耐久性等原因，其裂縫寬度超出規(guī)范允許值或承載能力不足，都應(yīng)加固處理。加固方法分非預(yù)應(yīng)力加固和預(yù)應(yīng)力加固二種。非預(yù)應(yīng)力加固法要待砼梁繼續(xù)變形后才逐漸起作用，所以加固后梁裂縫寬度和撓度仍會繼續(xù)增加，是一種被動加固法。預(yù)應(yīng)力加固法的主要優(yōu)點是見效快，隨著預(yù)應(yīng)力的施加，梁反拱，裂縫寬度減小，原有鋼筋和砼的應(yīng)力降低，是一種主動加固法?！　鹘y(tǒng)的預(yù)應(yīng)力加固法是采用Ⅰ級或Ⅱ級鋼作為補強拉桿，有以下缺點：強度低、柔性差、長度短、耗材多、預(yù)

2、應(yīng)力水平低、需焊接。近年來發(fā)展了一種用高強鋼絞線作為補強拉桿的“高效預(yù)應(yīng)力加固法”。這種方法克服了以上缺點，與一般鉸線相比，無粘結(jié)筋具有防腐性能好，摩阻小的優(yōu)點，本工程即采用無粘結(jié)筋作為補強拉桿?！　∪菽耻囬g的二跨梁如圖1所示，砼為C25：梁截面為300mm×800mm，中柱處負筋為5Φ25，邊柱處負筋為通長4Φ25，正筋為通長4Φ22，箍筋為Φ8@200，加密區(qū)為Φ8@100，承受恒載標準值gk＝/m，活載標準qk＝32kN/m；柱截面為400×600，層高，四層框架結(jié)構(gòu)。因改變工藝需要，二層梁處需加設(shè)設(shè)備，其恒

3、載標準值為25kN/m，由于該結(jié)構(gòu)的柱、基礎(chǔ)的強度有較大的富余，只須加固主梁即可。圖1梁和無粘結(jié)筋的形狀　　計算模型　　預(yù)應(yīng)力在超靜定結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生次彎矩，較為復(fù)雜。為此，本文把無粘結(jié)筋的效應(yīng)作為外荷載作用在原結(jié)構(gòu)上，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力為無粘結(jié)筋的等效荷載和一般外荷載共同作用下的內(nèi)力。這樣計算概念明確，避免了次彎矩計算〔1〕。原來的梁就變?yōu)槠氖軌簶?gòu)件，一般為大偏心構(gòu)件。大偏心構(gòu)件抗彎力大于壓力為零的梁，為簡化計算，偏心受壓梁抗彎能力仍按壓力為零的梁來計算，偏于安全。計算模型和無粘結(jié)筋的等效荷載如圖2所示。圖2計算模型　　確定

4、無粘結(jié)筋的布置　　本工程把無粘結(jié)筋在梁頂處的折角設(shè)在梁柱交界處，如圖1.其優(yōu)點為：施工方便，能同時加強梁的正載面和斜載面強度，保持原樓面的平整。梁底折角的位置，即β1和β2的取值，一般為β1＝～，β2＝～〔3〕。Β1和β2的取值范圍較大，如何針對本工程，求出合適的β1和β2值，本文對此進行了分析。取無粘結(jié)筋的拉力為1kN，梁端力矩為1kN×＝*m，為梁高的一半，無粘結(jié)筋的偏心距，由圖1中折角θ1-θ2，可求出圖2中的F1和F2，即F1＝θ1、F2＝θ2.本文以預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的彎矩圖形狀與外荷載產(chǎn)生的彎矩圖形狀大致相同，彎

5、矩值相反來確定合理的β1、β2值，即以預(yù)應(yīng)力均衡地抵消各截面彎矩為合理。依此，取β1＝、β2＝。　　確定無粘結(jié)筋面積　　由于無粘結(jié)筋與周圍砼的應(yīng)變不相協(xié)調(diào)，所以在極限狀態(tài)時，其極限應(yīng)力бpu的計算相當(dāng)復(fù)雜?？紤]到鋼絞線費用在整個加固費用中所占比例較小，可采用保守的近似計算方法。假定外荷載作用下無粘結(jié)筋的應(yīng)力增量與預(yù)應(yīng)力損失相等〔2〕，則極限應(yīng)力бpu等于張拉控制應(yīng)力бcon。規(guī)范規(guī)定бcon可取，fptk為強度標準值，無粘結(jié)筋在折角處受力不利，本工程бcon取。本工程無粘結(jié)筋fptk＝1860N/m㎡，бcon＝12

6、09N/m㎡。如前所述，大偏心受壓的梁仍按一般梁計算其抗彎能力，則：　　式中：Ap為無粘結(jié)筋面積，m為外荷載產(chǎn)生的彎矩，Mm為原梁的彎矩設(shè)計值，M1為單位無粘結(jié)筋力產(chǎn)生的彎矩。取跨中和兩支座所求的Ap值的最大值為加固所需的預(yù)應(yīng)力筋面積，計算值為236m㎡，取用二根無粘結(jié)筋。一般情況下，二根鋼絞線便能滿足要求。　　張拉過程：　　采用YDC240Q手提式千斤頂，雙控張拉。因鋼絞線較短，進行一端張拉，固定端為OVM15P型擠壓錨具，張拉端為OVM15-1類片錨具。　　端部錨固：　　本工程柱邊與梁側(cè)面間距為5cm，故將側(cè)面平

7、齊，如圖3所示。若這一間距較大，可用鉆孔方法。梁底鋼絞線折角處圓鋼為Φ25，剝除該處砼保護層，將圓鋼焊在梁底鋼筋上。圖3端部錨具　　防腐措施：　　無粘結(jié)筋具有良好的防腐性能，只需在鑿除處用環(huán)氧砂漿填充，錨具處涂環(huán)氧樹脂，用C30細石砼包裹。為了美觀，用C30細石砼對全梁進行包裹。在本工程中，去除柱處的無粘結(jié)筋套管，去除油脂，張拉后由環(huán)氧砂漿與柱粘成一個整體，形成雙保險?！　≡趶埨Y(jié)束24小時后，用百分表測跨中反拱，梁原有的細小裂縫均已閉合。在加設(shè)的設(shè)備荷載作用下，梁跨中撓度為，可見預(yù)應(yīng)力效應(yīng)大于設(shè)備荷載效應(yīng)，經(jīng)鑒定確

8、認加固成功，可以保證結(jié)構(gòu)安全?！　〖袕埨?根加固梁的施工時間僅為5小時，整個加固施工時間為9天，材料費僅為5000元左右，且無粘結(jié)筋所占空間很小，不影響使用。加固竣工一年來，未出現(xiàn)任何強度問題。　　材料用量省，預(yù)應(yīng)力水平高。　　鋼絞線柔性好，施工方便?！　′摻g線有足夠的長度進行多跨加固，加強結(jié)構(gòu)的整體性。　　有現(xiàn)成的錨具可供使用，不需要電焊，