第5讲预应力加固混凝土结构.ppt

预应力加固法 优点：消除或减缓后加结构的应力滞后现 象，减小原构件的挠度和裂缝宽 度，甚至可使裂缝完全闭合。 缺点：施工较复杂。 预应力加固方法 1) 体外预应力结构的概念 对于预应力混凝土结构可以有三种不同的理解： 预加应力使混凝土由脆性材料成为弹性材料；（便于弹性分析） 预加应力充分发挥了高强钢材的作用，使其与混凝土共同工作；（强度理论） 预加应力平衡或转移了结构外荷载。 混凝土结构加固与改造 平衡荷载的设计概念 混凝土结构加固与改造 平衡荷载的设计概念 平衡荷载的设计概念 混凝土结构加固与改造 转移荷载的设计概念 混凝土结构加固与改造 混凝土结构加固与改造 2）预应力加固法的工艺 混凝土结构加固与改造 混凝土结构加固与改造 预应力筋的锚固 混凝土结构加固与改造 混凝土结构加固与改造 3)体外预应力受弯构件截面的受力特性 构件受力特性 二次效应:当构件受荷载作用产生变形后，体外预应力筋在锚固端与转向块之间仍保持直线，因此构件的形心线与力筋之间的距离会发生变化，这种现象称为二次效应。 混凝土结构加固与改造 混凝土结构加固与改造 混凝土结构加固与改造 混凝土结构加固与改造 * 梁内配有预应力筋，其线型符合抛物线方程: 其中f为抛物线的矢高，x为计算截面离梁左端的距离。 预加力Np对梁截面产生的弯矩也是抛物线形的，即: 对x求导可得由M引起的等效荷载w，即: 式中负号表示w作用方向朝上。 设各截面预应力筋的预加力Np相等，并设e（=y)为预应力钢筋至梁截面形心的偏心矩 如果梁上作用的均布荷载值q与w相等，则该荷载将全部被 预加力所平衡，由此，称为平衡荷载法。 若q=w,梁演变为受到水平轴力Np作用的轴心受压构件。 若q≥w,梁演变为受水平轴力Np作用的偏心受压构件. 转移荷载的设计概念 转移荷载的概念认为预加力除了一部分用于平衡外荷载，其余部分力作为新引入的荷载作用于结构端部。 转移荷载的设计概念 当Ppres=P时，混凝土受弯构件就成为两端铰支的轴压构件，荷载的形式和传递路径被完全改变了。 转移荷载的概念不仅保留了平衡荷载概念中通过预 应力筋的作用，将外荷载的作用相抵消一部分，改变结构受力形式的基本点，同时指出了预应力筋改变了外荷载的传递路径，将跨中的部分荷载转移至两端的本质。 体外预应力技术在加固工程中具有鲜明的特色，有着其它加固方式所没有的减小或消除裂缝及挠度的作用。 千斤顶张拉法 与普通预应力筋张拉方式一致； 横向收紧法 竖向收紧法 张拉方式 人工横向收紧法张拉预应力 1-原梁；2-加固筋；3-U形螺丝；4-撑杆；5-高强螺栓 a---竖向收紧张拉；b---竖向顶撑张拉 1-原梁；2加固筋；3-收紧螺栓；4-钢板； 5-高强螺栓；6-顶撑螺丝；7-上钢板；8-下钢板 1）U形钢板锚固； 2）高强度螺栓摩擦—粘结锚固； 3）焊接锚固； 4）扁担式锚固； 5）套箍锚固； 6）利用原结构锚固 预应力筋锚固方法示意图 a—U形钢板锚固；b—高强度螺栓摩擦—粘结锚固；c—焊接锚固；d—扁担式锚固；e—套箍锚固。1—原梁；2—加固筋；3—上钢板；4—下钢板（棒）；5—焊接；6—螺栓；7—外拉式千斤顶；8—锚接接头；9—高强螺栓 体外预应力筋偏心距 二次效应是一个十分复杂的受力过程，要想准确地计算很困难，因此，在实际工程中一般不从设计计算来考虑二次效应的影响。 正截面承载力计算 为受压区混凝土截面对受拉区钢筋合力点的静矩 参照无粘结预应力我国《无粘结预应力混凝土结构技术规程》 （JGJ/T92-93）规定了其应力设计值按受弯构件跨高比 实际上，加固工程中的体外预应力筋往往达不到其屈服强度，所以其设计值 应取其实际应力值参与截面平衡条件，即： 正截面承载力计算 。 及综合配筋指标 来确定。 对 ≤35，且 ≤0.45的构件， 对 ＞35，且 ≤0.45的构件， 而 为配筋综合指标 *