钢筋混凝土柱的预应力加固方法研究

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发布时间：2021-09-13

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钢筋混凝土柱的预应力加固方法研究
王景全1.2张瑞云2孙宝俊
(1东南大学土木工程学院南京 210096:2 石家庄铁道学院土木分院 050043)
[提要]钢筋混凝土柱的预应力加固方法可以分为单侧撑杆加固、双侧撑杆加固以及拉杆加固,对不同加固方法的适用范围,目前尚未有文献介绍。基于作者提出的卸荷曲线的概念,明确划分了不同预应力加固方法
的适用范围,并依据应变协调条件,结合柱加固时的应力水平,推导出撑杆加固法预应力施加值的理论公式,
指出了加固规范中关于预应力施加值应用的局限性,最后通过算例证明了方法的简便易行,且结果可靠。
[关键词] 混凝土柱预应力加固法撑杆卸荷曲线
There are three kinds of methods of concrete column strengthened with prestressed.The concept of unloading curve
for the strengthening method with prestressing is introduced.According to the curve,the application scopes of differ-ent strengthened methods can be easily distinguished. The equation of prestressing value accordance with the stress
level of the strengthened coluun is developed. At last,two examples are computed according to the method.
Keywords:strengthening method; prestressings prestressed struts; unloading curve
一概述设计值:A',为预应力撑杆的截面面积。
钢筋混凝土柱的预应力加固方法包含预应力掉杆加固设计计算的目的之一就是要选取一个合理的
加固和预应力拉杆加固两种方法。预应力撑杆加固法撑杆面积A',使得加固后的组合柱能够承受外荷载
就是在柱子的一侧或两侧用长于柱子的型钢(角钢或 (M,N)的作用,其实质就是通过F的作用将被加固
槽钢)对柱子施加预项升力,从而对柱子进行加固的方柱拟承受的荷载(M,N)卸荷到原混凝土柱承受的荷
法,撑杆加固法具有简便、有效、便于施工、加固后断载(M.N.).
面尺寸增加小等优点,在实际工程中应用广泛。预应众所周知,柱在M和N的共同作用下的N-Mu
力拉杆加固方法是主要针对大偏心受压柱,在受拉区相关曲线(材料破坏曲线)描述了柱的各种极限受力状
设置拉杆,以提高柱承载能力的一种加固方法。态,如图1中曲线ABCD所示。该曲线上每一个点,均
结合工程实践,现场实测以及计算分析,对预应力代表柱产生材料破坏时的Nu,M。值。如果柱在荷载
撑杆加固工程中的设计和施工相关问题进行了研究, 作用下产生的内力(M,N)位于曲线外部,说明柱的承
并采用Visual Basic语言编制了可视化加固设计软件。载能力不能够满足要求,这时,该柱需要加固,定义图
二、卸荷曲线及加固范围划分中(M,N)到(M..N)的连线为卸荷曲线,即由撑杆承
文[1]给出了轴心受压柱双侧撑杆加固的设计步担的荷载,如图中s和d曲线所示。
骤以及偏压柱单侧及双侧加固的验算方法,但是对单 (1)对于单侧撑杆加固,撑杆的作用相当于在柱外
侧和双侧加固方法的适用范围并没有明确划分,而且侧施加一个反向力F,假定加固后柱拟承受的荷载为
没有拉杆加固方法的内容。文[2]指出了撑杆加固有 (M,N),则:
一定的适用范围,但是没有指明区分使用范围的具体 Ne=N-F (2)
方法。因此,下面从柱的M-N 相关曲线来研究预应力 M,=M-Fh/2 (3)
加固方法机理及各种加固方法适用范围。卸荷曲线为:
1.撑杆加固的卸荷曲线 A=N=N%= (4)
撑杆加固可以看作是作用在被加固柱上的一个外
力,这个外力F是个不定值,其最大值为: 其中,Ne,M。分别为加固前原柱能够承担的轴力、弯
Frx=Y9',A' (1) 矩:N.M分别为加固后组合柱拟承受的轴力、弯矩;
其中,Fm为预应力撑杆对柱施加的荷载最大值;x为 AV,AM分别为加固后由预应力撑杆所卸去的轴力、
预应力撑杆与原柱协同工作系数,取0.9;中为预应力弯矩;F为预应力撑杆对柱施加的轴向荷载,可根据式
撑杆压杆肢的稳定系数;fx为预应力撑杆的屈服强度 (1)计算得到;h为柱截面高度。