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《鋼筋混凝土梁高效預應力加固工程實例_1》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、鋼筋混凝土梁高效預應力加固工程實例 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,都應加固處理。加固方法分非預應力加固和預應力加固二種。非預應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。預應力加固法的主要優(yōu)點是見效快,隨著預應力的施加,梁反拱,裂縫寬度減小,原有鋼筋和砼的應力降低,是一種主動加固法?! 鹘y(tǒng)的預應力加固法是采用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
2、應力水平低、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“高效預應力加固法”。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 預應力在超靜定結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生次彎矩,較為復雜。為此,本文把無粘結(jié)筋的效應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.本文以預應力產(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,即以預應力均衡地抵消各截面彎矩為合理。依此,取β1=、β2=?! 〈_定無粘結(jié)筋面積 由于無粘結(jié)筋與周圍砼的應變不相協(xié)調(diào),所以在極限狀態(tài)時,其極限應力бpu的計算相當復雜??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)筋的應力增量與預應力損失相等〔2〕,則極限應力бpu等于張拉控制應力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應力筋面積,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?! 埨^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,可見預應力效應大于設(shè)備荷載效應,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,預應力水平高。 鋼絞線柔性好,施工方便。 鋼絞線有足夠的長度進行多跨加固,加強結(jié)構(gòu)的整體性?! ∮鞋F(xiàn)成的錨具可供使用,不需要電焊,