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外加預應力加固法

外加預應力加固法是通過對鋼筋混凝土梁、板、柱或桁架構件反向應力應變方向施加應力荷載,以抵消或降低構件內部由已承擔荷載產生的應力應變,增強構件承載能力的一種加固方法。本加固方法適用于原構件截面偏小或需要增加其使用荷載;處于高應力、應變狀態,且難以直接卸除其結構上的荷載或需要改善其使用性能的梁、板、柱或桁架等構件的加固;

1. 設計依據

1.《混凝土結構加固設計規范 GB50367-2006》、、《混凝土結構設計規范GB50010-2002》;

2.《建筑抗震加固技術規程JGJ116-98》;

3. 原結構竣工圖或施工圖及施工資料、必需的檢測報告或新增荷載資料。

2. 設計要求
    采用外加預應力加固混凝土結構時,應根據被加固構件的受力性質、構造特點和現場條件,選擇適合的預應力方法:

(1)對正截面受彎承載力不足的梁、板構件,可采用預應力水平拉桿進行加固;正截面和斜截面均需加固的梁式構件,可采用下撐式預應力拉桿進行加固;若工程需要,且構造條件許可,也可同時采用水平拉桿和下撐式拉桿。

(2)對受壓承載力不足的軸心受壓柱、小偏心受壓柱以及彎矩變號的大偏心受壓柱,可采用雙側預應力拉桿進行加固;若彎矩不變號,可采用單側預應力拉桿進行加固;

(3)對桁架中承載力不足的軸心和偏心受拉構件,可采用預應力拉桿進行加固; 對受拉鋼筋配置不足的大偏心受壓柱,也可以采用預應力拉桿進行加固;

3. 工程實例

a. 東方苑某幢柱外加預應力加固(混凝土施工質量缺陷)

 4. 注意事項

(1)采用預應力拉桿進行加固時,其構造設計應考慮施工采用的張拉方法。 當采用機張法時,應按現行國家標準《混凝土結構設計規范GB50010》及《混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204》的規定進行設計;當采用橫向張拉法時,應滿足下列規定:

a  采用預應力水平拉桿或下撐式拉桿加固梁,且加固的張拉力在150KN以下時,可用兩根直徑為12~30mm的HPB235級鋼筋;若加固的預應力較大,應用HRB335級筋。當加固梁的截面高度大于600mm時,應用型鋼拉桿。

b  采用預應力拉桿加固桁架時,可用HRB335鋼筋、HRB400鋼筋、精軋螺紋鋼筋、碳素鋼絲或鋼絞線等高強度鋼材。預應力水平拉桿或預應力下撐式拉桿中部的水平段距被加固梁或桁架下緣的凈空宜為30~80mm。

c  預應力下撐式拉桿的斜段宜緊貼在被加固梁的梁肋兩旁;在被加固梁下應設厚度不大于10mm的鋼墊板,其寬度宜與被加固梁寬相等,其梁跨度方向的長度不應小于板厚的5倍;鋼墊板下應設直徑不小于20mm的鋼筋棒,其長度不應小于被加固梁寬加2倍拉桿直徑再加40mm;鋼墊板宜用結構膠固定位置,鋼筋棒可用點焊固定位置。

d  預應力拉桿端部的錨固構造:
( a). 被加固構件端部有傳力預埋件可利用時,可將預應力拉桿與傳力預埋件焊接,通

         過焊縫傳力。
( b). 當無傳力預埋件時,宜焊制專門的鋼套,套在混凝土構件上與拉桿焊接。鋼套箍

可用型鋼焊成,也可用鋼板加焊加勁助。鋼套箍與混凝土構件間的空隙,應用細

石混凝土填塞。鋼套箍對構件混凝土的局部受壓承載力應經驗算合格。

e  橫向張拉應采用工具式拉緊螺桿。拉緊螺桿的直徑應按張拉力的大小 計算確定,但不應小于16mm,其螺帽的高度不得小于螺桿直徑的1.5倍。

(2)  采用預應力撐桿進行加固時,其構造設計應遵守下列規定:

a.  預應力撐桿用的角鋼,其截面不應小于50mm×50mm×5mm ;壓桿肢的兩根角鋼用綴板連接形成槽形的截面;也可用單根槽鋼作壓桿肢。板的厚度不得小于6mm,寬度不得小于80mm,其長度應按角鋼與被加固柱之間的空隙大小確定。相鄰綴板間的距離應保證單個角鋼的長細比不大于40。

b.  壓桿肢末端的傳力構造,應采用焊在壓桿肢上的頂板與承壓角鋼頂緊,通過抵承傳力。承壓角鋼嵌入被加固柱的柱身混凝土或柱頭混凝土內不應少于25mm。傳力頂板宜用厚度不小于16mm的鋼板,其與角鋼肢焊接的板面及與承壓角鋼抵承的面均應刨平。承壓角鋼截面不得小于100mm×75mm×12mm。

c.  當預應力撐桿采用螺栓橫向拉緊的施工方法時,雙側加固的撐桿,其兩個壓桿肢的中部應向外彎折,并應在彎折處采用工具式拉緊螺桿建立預應力并復位。單側加固的撐桿只有一個壓桿肢,仍應在中點處彎折,并應采用工具式拉緊螺桿進行橫向張拉與復位。

d. 壓桿肢的彎折與復位應符合下列規定:

① 彎折壓桿肢前,應在角鋼的側立肢上切出三角形缺口。缺口背面,應補焊鋼板加強。

② 彎折壓桿肢的復位應采用工具式拉緊螺桿,其直徑應按張拉力的大小計算確定,但不應小于16mm,其螺帽高度不應小于螺桿直徑的1.5倍。

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