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外加預應力加固法
外加預應力加固法是通過(guò)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(chǎn)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(tài),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(shù)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(shí),應根據被加固構件的受力性質(zhì)、構造特點(diǎn)和現場(chǎng)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(jìn)行加固;正截面和斜截面均需加固的梁式構件,可采用下?lián)问筋A應力拉桿進(jìn)行加固;若工程需要,且構造條件許可,也可同時(shí)采用水平拉桿和下?lián)问嚼瓧U。
(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(jìn)行加固;若彎矩不變號,可采用單側預應力拉桿進(jìn)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(jìn)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(jìn)行加固;
3. 工程實(shí)例
a. 東方苑某幢柱外加預應力加固(混凝土施工質(zhì)量缺陷)
4. 注意事項
(1)采用預應力拉桿進(jìn)行加固時(shí),其構造設計應考慮施工采用的張拉方法。 當采用機張法時(shí),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(zhì)量驗收規范GB50204》的規定進(jìn)行設計;當采用橫向張拉法時(shí),應滿(mǎn)足下列規定:
a 采用預應力水平拉桿或下?lián)问嚼瓧U加固梁,且加固的張拉力在150KN以下時(shí),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(shí),應用型鋼拉桿。
b 采用預應力拉桿加固桁架時(shí),可用HRB335鋼筋、HRB400鋼筋、精軋螺紋鋼筋、碳素鋼絲或鋼絞線(xiàn)等高強度鋼材。預應力水平拉桿或預應力下?lián)问嚼瓧U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?lián)问嚼瓧U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(cháng)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(cháng)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(diǎn)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(shí),可將預應力拉桿與傳力預埋件焊接,通
過(guò)焊縫傳力。
( b). 當無(wú)傳力預埋件時(shí),宜焊制專(zhuān)門(mén)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(jīng)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(jìn)行加固時(shí),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(cháng)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(gè)角鋼的長(cháng)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(guò)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(shí),雙側加固的撐桿,其兩個(gè)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(gè)壓桿肢,仍應在中點(diǎn)處彎折,并應采用工具式拉緊螺桿進(jìn)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。