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    預應用力撐桿技術

    一、概 述

    所謂預應力撐桿加固法就是在柱子的一側或兩側用長于柱子的型鋼 ( 角鋼或槽鋼) ,對柱子施加預頂升力 , 從而達到對柱子進行加固的目的。根據施加頂升力的方式可以分為橫向張拉法和豎向頂升法。該方法具有簡便、有效、便于施工、加固后斷面尺寸增加小等優點 , 在實際工程中應用廣泛。預應力撐桿加固鋼筋混凝土柱的機理與非預應力加大截面加固法和外包鋼加固法等存在明顯不同。通常的非預應力加固法新增部分不對原柱子進行卸載 , 僅對新增荷載發揮加固作用 , 加固效果取決于新舊材料之間的協同工作情況。同時 , 這類非預應力加固法在繼續受力過程中明顯表現出應力滯后現象 , 其協同工作系數由于預應力撐桿加固法不同于其他非預應力加固方法 ,也不同于普通的體外預應力加固方法 , 具有相對的獨立性。

    二、柱預應力撐桿加固法的實用計算方法和設計步驟

    《混凝土結構加固規范》 (CECS 25:90) ( 以下簡稱“加固規范” ) 給出了預應力撐桿加固法的設計規定 , 本文根據“加固規范” , 結合現行《混凝土結構設計規范》 (GB 50010 - 2002)總結出普通鋼筋混凝土柱預應力撐桿加固法的實用計算方法和設計步驟。

    1、軸心受壓柱的雙側預應力撐桿加固法

    采用預應力撐桿加固法加固軸心受壓柱的設計步驟比較簡單明確 , “加固規范”給出了設計步驟。首先計算所需撐桿角鋼的面積;選定角鋼以后 , 進一步確定需要施加的預應力值,對撐桿施加預應力時應保證撐桿自身不發生失穩 ;根據需要施加的預應力值可以計算施工中張拉量或頂升量;最后 , 根據《鋼結構設計規范》 (GB 50017 - 2003) 設計綴板。

    2、偏心受壓柱的單側預應力撐桿加固法

    采用預應力撐桿加固偏心受壓鋼筋混凝土柱時 , 由于影響因素增加 , 鋼筋混凝土偏心受壓構件的計算方法也比較冗繁 , 因此 , “加固規范”中偏心受壓柱的加固計算主要通過驗算進行 , 但是需要指出的是 , 采用預應力撐桿加固偏心受壓柱時 , 其受壓承載力、受彎承載力只能在一定范圍內提高。偏心受壓荷載的計算。首先 , 確定此柱經加固后需要承受的最不利偏心受壓荷載 ———軸向力 N 和彎矩 M ; 先試用兩根較小的角鋼 , 采用規范規定的最小值 L50 × 5 的角鋼 , 截面面積為 480mm 2 。根據靜力平衡條件 , 計算出原柱經加固后承受的偏心受壓荷載。根據現行國家標準《混凝土結構設計規范》 ( GBJ 50010- 2002) 對原柱截面偏心受壓承載能力進行驗算 :如果承載能力滿足要求 , 則所選擇的撐桿面積是合適的 ; 否則 , 應重新選擇撐桿面積進行驗算。這樣 , 就造成了設計的困難 , 容易出現計算多次仍不能滿足要求 , 或者一次選擇的撐桿面積過大 , 造成材料浪費。DEEP 軟件采用了迭代的方法 , 結合角鋼數據庫進行計算 , 即初始選擇一個比較小的撐桿 , 然后根據計算結果每一步增大 5 % , 這樣計算出的撐桿面積應該是最合適的 , 最后根據軟件內部的角鋼數據庫選擇合適的角鋼 , 再進行承載能力的驗算。

    3、 偏心受壓柱雙側預應力撐桿加固法

    偏心受壓柱雙側預應力撐桿加固的設計計算方法是按受壓荷載較大一側以單側加固的步驟計算 A ′pl , 角鋼面積應滿足柱加固后需要承受的最不利偏心荷載 , 柱的另一側用同

    規格的角鋼組成壓桿肢 , 使撐桿的雙側截面對稱。

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