預應力加固法在鋼筋混凝土工程中應用

1、預應力加固法在鋼筋混預應力加固法在鋼筋混凝土工程中的應用凝土工程中的應用姓名：楊琳姓名：楊琳班級：碩研班級：碩研12-6班班學學號：號：2012020649簡介簡介 采用預應力加固法，不僅施工方便、經濟，而且加固效果好。尤其是當預應力加固當預應力加固筋的布置與外彎矩圖形相似筋的布置與外彎矩圖形相似，此法既可大幅度提高原梁的受彎承載力，又可顯著提高原梁的受剪承載力。目錄1體外預應力筋的設計加固后截面強度的驗算2施工過程注意問題3總結4主要內容主要內容1 1、體外預應力筋設計、體外預應力筋設計預應力加固法預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿對結構構件或整體進行加固的方法。特點：特點：通過預

2、應力手段強迫后加部分一拉桿或撐桿受力，改變原結構內力分布并降低原結構應力水平，致使一般加固結構中所特有的應力應變滯后現象得以完全消除，因此，后加部分與原結構能較好地共同工作，結構的總體承載能力可顯著提高。1 1、體外預應力筋設計、體外預應力筋設計 采用預應力加固的鋼筋混凝土梁，在加固前已經受荷且大部分已出現裂縫。預應力拉桿橫向收緊法加固后，使原梁的裂縫減少甚至閉合，并使原梁產生反拱抵消部分原梁的荷載撓度，從而改善了鋼筋混凝土結構的受力性能，提高了原梁的承載力。1 1、體外預應力筋設計、體外預應力筋設計 但是梁加固后，一般比原梁有一個荷載增量，使加固梁變形變形，或者本來就是因不滿足正常使用狀態(tài)而

3、進行加固的，因此同普通混凝土結構一樣，加固梁除了進行承載力計算之外，還須進行撓度和裂縫寬度的驗算。1.11.1 加固原理加固原理采用預應力加固法，不僅施工方便、經濟施工方便、經濟，而且加固效果效果好好。尤其是當預應力加固筋的布置與外彎矩圖形相似，采用折線形預應力筋時，既可大幅度提高原梁的受彎承載力，又可顯著提高原梁的受剪承載力。同時，能減小裂縫寬度和撓度。這是因為預應力的作用可等效于對原梁施加了反向荷載，所以使原梁的使用性能大為改善。1.11.1 加固原理加固原理 在最終承載階段，則由于預應力的施加，一方面使原梁截面內的鋼筋面積A。增加，另一方面因A。一般地加于梁底，又加大了梁破壞時截面的有效

4、高度ho，從而，大大提高了原梁的受彎承載力。另外，采用折線預應力筋加固，對原梁的抗剪能力提高作用也是十分顯著的。 1.11.1 加固原理加固原理1.21.2 預應力加固筋截面積估算預應力加固筋截面積估算首先確定原梁加固后抗彎承載力增量： 式中： Mo原梁仍可以承擔的彎矩； M加固梁上承受的總彎矩； 1.21.2 預應力加固筋截面積估算預應力加固筋截面積估算式中： fpy預應力筋抗拉強度設計值； hop預應力筋合力至梁頂面距離； rp內力臂系數，取0.85； 預應力筋屈服應力系數，有粘結加固梁取=1，無粘結加固梁取=0.9。 1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算1按照承載力要求拉桿拉

5、桿承擔的拉力承擔的拉力的計算： 鋼筋混凝土構件采用預應力下?lián)问嚼瓧U加固后，由原來的受彎構件變?yōu)槠珘簶嫾?。由平衡條件可以得到下?lián)问嚼瓧U軸向拉力作用于被加固構件各截面中產生的附加內力在錨固點和下?lián)吸c之間的區(qū)間。1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算其中為拉桿的傾角，C為錨固點到截面形心之間的距離，為下?lián)吸c到截面形心之間的距離。忽略下?lián)吸c和拉桿的摩擦作用，則N=N于是加固后截面的內力為： 1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算 其中分別為拉桿引起的附加內力，為原構件在外荷載作用下的內力。 1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力

6、計算因此通過加固后梁的承載力要求，得到拉桿的軸向力N。 1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算2下?lián)问嚼瓧U作用效應增量的計算 方法一、下?lián)问嚼瓧U加固后的梁為一次超靜定結構，可以采用力法計算： M1為N=1時，被加固粱截面的彎矩，N1i為N=1時，被加固梁各段的截面的壓力，Li為被加固梁各段的長度，Lp為被拉桿的長度，Mp為新增荷載作用下被加固梁截面的彎矩。1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算方法二、能量變分法計算力筋應力增量： 體外預應力加固鋼筋混凝土簡直梁時，除在錨固區(qū)和轉向區(qū)內，預應力筋與梁均無接觸，因此在受到外荷載作用時，體外力筋的應變與鋼筋混凝土簡直梁的應變在相同

7、表面上不協(xié)調，體外力筋應力增量計算將不同于體內束。能量變分法計算體外力筋應力增量的公式最為實用，表達式如下： 1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算K1荷載系數，按下式計算： K1=r/2I2h+16/3M； K2體外力筋布筋系數，按下式計算： 1.3 1.3 力筋控制應力計算力筋控制應力計算Ih被加固梁的截面慣性矩； Ey；Eh分別為體外力筋和被加固梁的彈性模量； 體外力筋水平段長度與梁全長的比值； r除自重外恒載和設計活載的有效集度； es；em分別為梁端錨固點和體外力筋水平段中心至截面形心的距離。 得到： 2 2、加固后截面強度驗算、加固后截面強度驗算2.1 支座截面正截面承載

8、力驗算 2.2斜截面抗剪強度計算 2.3 撓度驗算2.4加固體系的裂縫驗算 2.1 2.1 支座截面正截面承載力驗算支座截面正截面承載力驗算 支座截面正截面承載力通過與確定拉桿承擔拉力的公式一樣計算，以驗證力筋加固是否合理。 2.2 2.2 斜截面抗剪強度驗算斜截面抗剪強度驗算通過下面公式驗算抗剪強度：2.3 2.3 撓度驗算撓度驗算 在正常使用階段，加固后梁體的撓度主要有兩部分組成：一部分是恒載與活載產生的撓度：另一部分是有效預應力與體外束拉力增量產生的。2.3 2.3 撓度驗算撓度驗算 前者計算同普通鋼筋混凝土梁，后者的計算方法可參考預應力混凝土梁在預加力作用下的上拱度的計算方法或根據力法

9、原理求出。 梁體的撓度計算均可按彈性理論計算，其關鍵問題是剛度的取值，梁體截面開裂前可取0.852.4 2.4 加固體系的裂縫驗算加固體系的裂縫驗算 用體外束加固的混凝土梁，由于體外束布置在梁體之外，與混凝土無粘結作用，因此，其抗裂性更接近與普通鋼筋混凝土梁，可采用公路橋規(guī)中關于普通鋼筋混凝土梁的裂縫寬度計算公式： 2.4 2.4 加固體系的裂縫驗算加固體系的裂縫驗算 式中各參數均按規(guī)范取用，其允許裂縫寬度建議按公路橋規(guī)中普通鋼筋混凝土梁的允許裂縫寬度采用。 3 3、施工過程注意問題、施工過程注意問題 體外預應力加固鋼筋混凝土梁對，預應力的施加方法有：機張法、電熱法、橫向收緊法及豎向收緊法等，各種施工方法具體步驟均應嚴格按照規(guī)范做法。4 4、總結、總結 體外預應力技術十分適合于對各類加筋混凝土梁進行加固，可以提高結構