體外預(yù)應(yīng)力加固梁時(shí)附加彎矩及其計(jì)算模型

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應(yīng)力受彎構(gòu)件截面的受力特性二次效應(yīng):當(dāng)構(gòu)件受荷載作用產(chǎn)生變形后，體外預(yù)應(yīng)力筋在錨固端與轉(zhuǎn)向塊之間仍保持直線，因此構(gòu)件的形心線與力筋之間的距離會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為二次效應(yīng)。體外預(yù)應(yīng)力筋偏心距二次效應(yīng)是一個(gè)十分復(fù)雜的受力過(guò)程，要想準(zhǔn)確地計(jì)算很困難，因此，在實(shí)際工程中一般不從設(shè)計(jì)計(jì)算來(lái)考慮二次效應(yīng)的影響。5.計(jì)算方法5.1正截面承載力計(jì)算為受壓區(qū)混凝土截面對(duì)受拉區(qū)鋼筋合力點(diǎn)的靜矩為受壓區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離實(shí)際上，加固工程中的體外預(yù)應(yīng)力筋往往達(dá)不到其屈服強(qiáng)度，所以其設(shè)計(jì)值應(yīng)取其實(shí)際應(yīng)力值參與截面平衡條件，即：參照無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力我國(guó)《無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T92-93）規(guī)定了其應(yīng)力設(shè)計(jì)值按受彎構(gòu)件跨高比l/h及綜合配筋指標(biāo)β0來(lái)確定。對(duì)l/h≤35，且β0≤0.45的構(gòu)件，σp=[σpe+（500-770β0）]/1.2對(duì)l/h>35，且β0≤0.45的構(gòu)件，σp=[σpe+（250-380β0）]/1.2而為配筋綜合指標(biāo)5.2斜截面承載力計(jì)算對(duì)于直線型外露的預(yù)應(yīng)力加固筋，則有：式中：Vu’——原梁的斜截面抗剪承載力；Np——預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的縱向作用力。預(yù)應(yīng)力加固筋為元寶式布設(shè)，斜直線段預(yù)應(yīng)力筋相當(dāng)于普通混凝土梁中的彎起筋，則有：預(yù)應(yīng)力筋與原梁澆筑為一體的加固梁:6.預(yù)應(yīng)力加固設(shè)計(jì)方法基本要求：1）對(duì)正截面受承載力不足的梁、板構(gòu)件，可采用預(yù)應(yīng)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(gòu)件，可采用下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力拉桿進(jìn)行加固。2）采用外加預(yù)應(yīng)力方法加固混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，原構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)基本符合國(guó)標(biāo)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求。3）新增的預(yù)應(yīng)力拉桿、撐桿、綴板以及各種緊固件等均應(yīng)進(jìn)行可靠的防銹處理。對(duì)有防火要求的構(gòu)件，應(yīng)按耐火要求對(duì)新增的預(yù)應(yīng)力件進(jìn)行防護(hù)。6.1采用預(yù)應(yīng)力水平拉桿加固混凝土梁1)預(yù)應(yīng)力水平拉桿的總截面面積Ap,est:式中：△M——加固梁驗(yàn)算點(diǎn)處受彎承載力需要的增量，一般可按計(jì)算；△M=M–fyAs(h0-x/2)η1——內(nèi)力臂系數(shù)，取η1=0.85fpy——預(yù)應(yīng)力鋼拉桿抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h01——由被加固梁上緣到水平拉桿截面形心的距離。2）計(jì)算新增外荷載作用下該拉桿產(chǎn)生的作用效應(yīng)增量△N當(dāng)預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生并發(fā)揮作用時(shí),預(yù)應(yīng)力拉桿與原梁組成超靜定結(jié)構(gòu),在新增外荷載作用下,拉桿內(nèi)力必然增加,此時(shí)需驗(yàn)算在水平拉桿作用效應(yīng)作用下梁跨中及支座截面的偏心受壓承載力,以及支座附近抗剪承載力,滿足要求時(shí),拉桿截面尺寸隨之確定；對(duì)于采用預(yù)應(yīng)力加固的梁,其抗彎承載力增量不宜大于原梁的1.5倍,總配筋率不宜超過(guò)2.5%3）確定水平拉桿應(yīng)施加的預(yù)應(yīng)力值σp：除應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的控制張拉應(yīng)力并計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值外，尚應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算：Ap——實(shí)際選用的預(yù)應(yīng)力水平拉桿總截面面積；β1——兩根水平拉桿的協(xié)同工作系數(shù)，取β1=0.854)施工控制量應(yīng)按采用的施加預(yù)應(yīng)力方法計(jì)算。若采用千斤頂張拉，可按張拉力σpAp控制；若按伸長(zhǎng)率控制，伸長(zhǎng)率中應(yīng)計(jì)入裂縫閉合的影響。6.2采用兩根預(yù)應(yīng)力水平拉桿橫向拉緊時(shí)橫向張拉量ΔH可近似按下式計(jì)算:式中：L1——張拉后的斜段在張拉前的長(zhǎng)度；Es——拉桿鋼筋的彈性模量；采用預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固混凝土梁時(shí)1）預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U的總截面面積Ap：式中：η2——內(nèi)力臂系數(shù)，取η2=0.85fpy——下?lián)问筋A(yù)應(yīng)力鋼拉桿抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h02——由下?lián)问嚼瓧U中部水平段的截面形心到被加固梁上緣的垂直距離。2）計(jì)算新增外荷載作用下該拉桿中部水平段產(chǎn)生的作用效應(yīng)增量△N3）確定水平拉桿應(yīng)施加的預(yù)應(yīng)力值σp除應(yīng)按《混凝