预应力钢斜撑-外包钢加固混凝土框架结构

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发布时间：2022-06-23

资料介绍

[提要] 结合某钢厂烧结厂房的加固,介绍预加应力钢斜撑在混凝土框架结构加固中的应用。通过高强螺栓
对该斜撑施加预加应力,可在厂房设备正常运转时对待加固的混凝土框架梁进行部分卸载,并减小其计算跨
度，达到较好的加固效果。通过预加应力钢斜撑的顶升卸载可缩小总体加固范围,取得良好的经济效益。
[关键词] 混凝土结构框架结构加固斜撑预加应力
Reinforcement of Concrete Frame Structure with Prestressed Steel Brace and Bonding Profile Steel/Yao Weiguo',
Ling Hain，Yao Zhengzhi3, Chen Qiangn, Zhao Qiming（1 Tsinghun University Institute of Architectural Design，
Beijing 100084,China: 2 Shanxi Compose Rubber Co.,Ltd., China Nation Bluestar Gmup Corportion,Taiyuan
037005.China: 3 General Construction Contract Corporation of Tsinghua University,Beijing 100084,China)
Abstract:An application of prestressed skew steel brace used in the reinforcement of concrete frame structures i
duced with an instance of a steelworks' reinforcement project. Prestressing forces are added to the skew brace with
high strength bolts. With the upward force provided by the prestressed brace, the frame beams that neod to be
strengthened could be partially unloaded when the equipments in the workshop are still running. As a result, goo
inforcement effect can be achieved, and the scale of the reinforcement could be minimized .
Keywords:concrete structure:frame structure:reinforcementiprestressedisteel brace:bonding profile steel
1
工程概况
通常的粘钢或增设普通钢斜撑虽然可以提高结构承载
河北某钢厂烧结厂房为主体3层、局部4层的钢
力,但本工程需要在设备正常运行的情况下进行,无法
筋混凝土框架结构工业厂房,个别部位设夹层,由于增
对结构进行卸载，为此需对钢斜撑施加预应力。通过
加设备、地基不均匀沉降等因素的影响，检测发现厂房
预加应力钢斜撑的顶升作用，可在解决框架梁截面超
设备层大部分框架梁出现开裂现象(见图1)。经有关
筋的同时,在厂房设备正常运转的情况下,减小框架梁
单位进行安全鉴定，建议对不满足安全性、耐久性要求
本身及与其相连次梁的内力与变形,达到更好的加固
的结构构件或部位进行加固补强以消除安全隐患。原
效果。
设计钢筋混凝土轴②～⑦上横向框架梁KL-3(2)尺寸
2 预应力钢斜撑设计
为 400×800，截面配筋为中8@100（200），4 925，严重
预加应力钢斜撑立面如图2所示。首先对框架梁
超筋。经计算分析发现，该层框架梁上的荷载主要为
受力较大部分进行外包型钢加固，以补足梁的承载力，
设备钢柱传到梁上的集中荷载，框架梁的抗剪承载力
并可减小斜撑施加给框架梁的拉力。钢斜杆采
不足，框架梁端部截面负弯矩超筋。
用2[30,用拼接板与框架梁相连。
2 加固方案
加固梁距离地面11.5m,原计划采用千斤顶预加
针对该厂房截面超筋的情况，可采用的结构加固
应力，但是由于钢斜撑距离地面过高，搭设一个可靠的
方法有：增大截面加固法、外包钢加固法及预应力钢斜
反力平台需要大量的人力、物力。经过分析核算,最终
撑与外包钢相结合的加固法。
决定在混凝土柱上用☐25×80×12 角钢设置支座,通
预加应力钢斜撑与外包钢相结合加固,不需要卸
过设置于角钢支座与钢围套之间的高强螺栓的紧固力
载，不影响生产的正常进行，施工周期短，施工难度稍
来提供提升力，并通过控制高强螺栓扭矩来控制提升
大。加固范围明显缩小，加固费用估算100多万,分别
力，角钢支座与钢围套连接详见图2。
为增大截面法和外包钢加固法的 1/8 和 1/5。加固后
两个斜撑用同一钢围套与柱相连,可抵消传递给
传力途径改变，楼盖整体刚度及承载力均提高，结构安
柱的水平力,在钢围套上的角钢支座与围套之间设置
全度增大,加固效果明显。经多方案比选,决定采用预
6根M22高强螺栓，施工中，围套与柱之间设5mm间
加应力钢斜撑与外包型钢相结合的方案对其进行加
隙，整套ⅴ型斜撑拼装就位后,通过定扭扳手拧紧高
固。预加应力钢斜撑可对框架梁进行部分卸载，并减
1)清华大学建筑设计研究院，100084：2）中国蓝星集团山西合成橡
小其计算跨度，从而达到解决框架梁截面超筋的目的。
胶集团公司,037005:3)清华大学土建工程承包总公司,100084。