7.2.1 采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線預(yù)應(yīng)力下?lián)问嚼瓧U加固受彎構(gòu)件時(shí),除應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010正截面承載力計(jì)算的基本假定外,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí),假定鋼絞線的應(yīng)力等于施加預(yù)應(yīng)力時(shí)的張拉控制應(yīng)力,亦即假定鋼絞線的應(yīng)力增量值與預(yù)應(yīng)力損失值相等。
2 當(dāng)采用一端張拉,而連續(xù)跨的跨數(shù)超過(guò)兩跨;或當(dāng)采用兩端張拉,而連續(xù)跨的跨數(shù)超過(guò)四跨時(shí),距張拉端兩跨以上的梁,其由摩擦力引起的預(yù)應(yīng)力損失有可能大于鋼絞線的應(yīng)力增量。此時(shí)可采用下列兩種方法加以彌補(bǔ):
1)方法一:在跨中設(shè)置拉緊螺栓,采用橫向張拉的方法補(bǔ)足預(yù)應(yīng)力損失值;
2)方法二:將鋼絞線的張拉預(yù)應(yīng)力提高至0.75ƒptk,計(jì)算時(shí)仍按0.70ƒptk取值。
3 無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的縱向壓力在計(jì)算中不予計(jì)入,僅作為安全儲(chǔ)備。
4 在達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)前,無(wú)粘結(jié)鋼絞線錨固可靠。
7.2.2 受彎構(gòu)件加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξpb可采用下式計(jì)算,即加固前控制值的0.85倍:
式中:ξb——構(gòu)件加固前的相對(duì)界限受壓區(qū)高度,按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的規(guī)定計(jì)算。
7.2.3 當(dāng)采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固矩形截面受彎構(gòu)件時(shí)(圖7.2.3),其正截面承載力應(yīng)按下列公式確定:
式中:M——彎矩(包括加固前的初始彎矩)設(shè)計(jì)值(kN·m);
α1——計(jì)算系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí),取α1=1.0;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取α1=0.94;其間按線性內(nèi)插法確定;
ƒc0——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);
χ——混凝土受壓區(qū)高度(mm);
b、h——矩形截面的寬度和高度(mm);
ƒy0、ƒ′y0——原構(gòu)件受拉鋼筋和受壓鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);
As0、A′s0——原構(gòu)件受拉鋼筋和受壓鋼筋的截面面積(mm2);
a′——縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離(mm);
h0——構(gòu)件加固前的截面有效高度(mm);
hp——構(gòu)件截面受壓邊至無(wú)粘結(jié)鋼絞線合力點(diǎn)的距離(mm),可近似取hp=h;
σp——預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)力值(N/mm2),取σp=σp0;
σp0——預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉控制應(yīng)力(N/mm2);
Ap——預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面面積(mm2)。
圖7.2.3 矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算
一般加固設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)公式(7.2.3-1)計(jì)算出混凝土受壓區(qū)的高度χ,然后代入公式(7.2.3-2),即可求出預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面面積Ap。
7.2.4 當(dāng)采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固矩形截面受彎構(gòu)件時(shí),其斜截面承載力應(yīng)按下列公式確定:
式中:V——支座剪力設(shè)計(jì)值(kN);
Vb0——加固前梁的斜截面承載力,應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010計(jì)算(kN);
Vbp——采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固后,梁的斜截面承載力的提高值(kN);
α——支座區(qū)段鋼絞線與梁縱向軸線的夾角(rad)。
條文說(shuō)明
7.2 無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力的加固計(jì)算 7.2.1 鋼筋混凝土梁采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法加固時(shí),均應(yīng)進(jìn)行正截面強(qiáng)度驗(yàn)算和斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算。驗(yàn)算的關(guān)鍵是要確定構(gòu)件達(dá)極限狀態(tài)時(shí)鋼絞線的應(yīng)力值,亦即確定鋼絞線的有效預(yù)應(yīng)力值和鋼絞線在構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力增量值。鋼絞線的有效預(yù)應(yīng)力值比較容易計(jì)算;鋼絞線的應(yīng)力增量值計(jì)算比較困難。因?yàn)殇摻g線的應(yīng)力增量值等于與鋼絞線同高度的梁截面纖維的總伸長(zhǎng)量除以鋼絞線的長(zhǎng)度,再乘以鋼絞線的彈性模量值。但由于梁截面的伸長(zhǎng)量與外荷載產(chǎn)生的彎矩分布圖及梁的截面剛度有關(guān),梁的截面剛度又與截面是否開(kāi)裂有關(guān),所以必須利用積分的方法進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算工作量顯然是很大的。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,本規(guī)范假定鋼絞線的應(yīng)力增量值與鋼絞線的預(yù)應(yīng)力損失值相等,于是便可將極限狀態(tài)時(shí)的鋼絞線應(yīng)力值取為預(yù)應(yīng)力張拉控制值。 7.2.2 受彎構(gòu)件不論采用什么方法進(jìn)行加固,為了保證受彎構(gòu)件不出現(xiàn)脆性破壞,均應(yīng)要求ξ≤ξb,也就是要求呈受拉區(qū)鋼筋首先屈服、然后壓區(qū)混凝土壓碎的破壞模式。為此,并為了防止脆性破壞,故簡(jiǎn)單地要求受彎構(gòu)件加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξpb應(yīng)按加固前控制值的0.85倍采用,即?。?xi;pb=0.85ξb,以確保安全。 7.2.3 無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固鋼筋混凝土梁的正截面計(jì)算,不少文獻(xiàn)是按壓彎構(gòu)件進(jìn)行的。此次修訂本規(guī)范改為按受彎構(gòu)件計(jì)算。其理由如下: (1)從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定可知:對(duì)普通的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁,應(yīng)要求受壓區(qū)混凝土相對(duì)高度ξ≤ξb。據(jù)此,對(duì)無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固的鋼筋混凝土梁,也應(yīng)有同樣的要求,才能保證加固后的梁仍然是適筋梁而非超筋梁。因此鋼絞線的配置量應(yīng)受到相應(yīng)的限制。 (2)如果按照壓彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算,有可能出現(xiàn)大偏心受壓構(gòu)件和小偏心受壓構(gòu)件兩種情況,如果呈現(xiàn)小偏心受壓狀態(tài),也就是說(shuō)該梁已經(jīng)屬于超筋梁,這是不容許的。如果呈現(xiàn)大偏心受壓狀態(tài),說(shuō)明該梁仍然屬于適筋梁,其加固方案是可行的。根據(jù)壓彎構(gòu)件的M-N相關(guān)曲線可知,在大偏心受壓狀態(tài)下,壓力的存在對(duì)受彎承載力是有利的,因此不考慮梁的這一縱向壓力作用是偏于安全的。 (3)對(duì)一般框架梁施加預(yù)應(yīng)力,產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力不全是由框架梁?jiǎn)为?dú)承擔(dān)。然而框架梁到底承受多少預(yù)壓應(yīng)力,卻是無(wú)法準(zhǔn)確判定的。因此,若按壓彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算,如何確定預(yù)壓應(yīng)力值將很困難,況且一般加固梁所施加的預(yù)應(yīng)力也不是很大。在這種情況下,預(yù)壓應(yīng)力不予計(jì)入,僅作為安全儲(chǔ)備,顯然不僅可行,而且還可使得計(jì)算較為簡(jiǎn)便。因此,修訂組作出了按受彎構(gòu)件計(jì)算的決定。 7.2.4 本規(guī)范采用的斜截面承載力計(jì)算方法,與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010一致。與此同時(shí),考慮到彎折的預(yù)應(yīng)力拉桿與破壞的斜截面相交位置的不定性,其應(yīng)力可能有變化,不一定達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值。故有必要引入考慮拉桿應(yīng)力不定性的系數(shù)0.8。
式中:ξb——構(gòu)件加固前的相對(duì)界限受壓區(qū)高度,按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的規(guī)定計(jì)算。
7.2.3 當(dāng)采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固矩形截面受彎構(gòu)件時(shí)(圖7.2.3),其正截面承載力應(yīng)按下列公式確定:
式中:M——彎矩(包括加固前的初始彎矩)設(shè)計(jì)值(kN·m);
α1——計(jì)算系數(shù):當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí),取α1=1.0;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取α1=0.94;其間按線性內(nèi)插法確定;
ƒc0——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);
χ——混凝土受壓區(qū)高度(mm);
b、h——矩形截面的寬度和高度(mm);
ƒy0、ƒ′y0——原構(gòu)件受拉鋼筋和受壓鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);
As0、A′s0——原構(gòu)件受拉鋼筋和受壓鋼筋的截面面積(mm2);
a′——縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離(mm);
h0——構(gòu)件加固前的截面有效高度(mm);
hp——構(gòu)件截面受壓邊至無(wú)粘結(jié)鋼絞線合力點(diǎn)的距離(mm),可近似取hp=h;
σp——預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)力值(N/mm2),取σp=σp0;
σp0——預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉控制應(yīng)力(N/mm2);
Ap——預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面面積(mm2)。
圖7.2.3 矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算
一般加固設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)公式(7.2.3-1)計(jì)算出混凝土受壓區(qū)的高度χ,然后代入公式(7.2.3-2),即可求出預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面面積Ap。
7.2.4 當(dāng)采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固矩形截面受彎構(gòu)件時(shí),其斜截面承載力應(yīng)按下列公式確定:
式中:V——支座剪力設(shè)計(jì)值(kN);
Vb0——加固前梁的斜截面承載力,應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010計(jì)算(kN);
Vbp——采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固后,梁的斜截面承載力的提高值(kN);
α——支座區(qū)段鋼絞線與梁縱向軸線的夾角(rad)。條文說(shuō)明
7.2 無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力的加固計(jì)算 7.2.1 鋼筋混凝土梁采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法加固時(shí),均應(yīng)進(jìn)行正截面強(qiáng)度驗(yàn)算和斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算。驗(yàn)算的關(guān)鍵是要確定構(gòu)件達(dá)極限狀態(tài)時(shí)鋼絞線的應(yīng)力值,亦即確定鋼絞線的有效預(yù)應(yīng)力值和鋼絞線在構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力增量值。鋼絞線的有效預(yù)應(yīng)力值比較容易計(jì)算;鋼絞線的應(yīng)力增量值計(jì)算比較困難。因?yàn)殇摻g線的應(yīng)力增量值等于與鋼絞線同高度的梁截面纖維的總伸長(zhǎng)量除以鋼絞線的長(zhǎng)度,再乘以鋼絞線的彈性模量值。但由于梁截面的伸長(zhǎng)量與外荷載產(chǎn)生的彎矩分布圖及梁的截面剛度有關(guān),梁的截面剛度又與截面是否開(kāi)裂有關(guān),所以必須利用積分的方法進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算工作量顯然是很大的。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,本規(guī)范假定鋼絞線的應(yīng)力增量值與鋼絞線的預(yù)應(yīng)力損失值相等,于是便可將極限狀態(tài)時(shí)的鋼絞線應(yīng)力值取為預(yù)應(yīng)力張拉控制值。 7.2.2 受彎構(gòu)件不論采用什么方法進(jìn)行加固,為了保證受彎構(gòu)件不出現(xiàn)脆性破壞,均應(yīng)要求ξ≤ξb,也就是要求呈受拉區(qū)鋼筋首先屈服、然后壓區(qū)混凝土壓碎的破壞模式。為此,并為了防止脆性破壞,故簡(jiǎn)單地要求受彎構(gòu)件加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξpb應(yīng)按加固前控制值的0.85倍采用,即?。?xi;pb=0.85ξb,以確保安全。 7.2.3 無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固鋼筋混凝土梁的正截面計(jì)算,不少文獻(xiàn)是按壓彎構(gòu)件進(jìn)行的。此次修訂本規(guī)范改為按受彎構(gòu)件計(jì)算。其理由如下: (1)從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定可知:對(duì)普通的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁,應(yīng)要求受壓區(qū)混凝土相對(duì)高度ξ≤ξb。據(jù)此,對(duì)無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固的鋼筋混凝土梁,也應(yīng)有同樣的要求,才能保證加固后的梁仍然是適筋梁而非超筋梁。因此鋼絞線的配置量應(yīng)受到相應(yīng)的限制。 (2)如果按照壓彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算,有可能出現(xiàn)大偏心受壓構(gòu)件和小偏心受壓構(gòu)件兩種情況,如果呈現(xiàn)小偏心受壓狀態(tài),也就是說(shuō)該梁已經(jīng)屬于超筋梁,這是不容許的。如果呈現(xiàn)大偏心受壓狀態(tài),說(shuō)明該梁仍然屬于適筋梁,其加固方案是可行的。根據(jù)壓彎構(gòu)件的M-N相關(guān)曲線可知,在大偏心受壓狀態(tài)下,壓力的存在對(duì)受彎承載力是有利的,因此不考慮梁的這一縱向壓力作用是偏于安全的。 (3)對(duì)一般框架梁施加預(yù)應(yīng)力,產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力不全是由框架梁?jiǎn)为?dú)承擔(dān)。然而框架梁到底承受多少預(yù)壓應(yīng)力,卻是無(wú)法準(zhǔn)確判定的。因此,若按壓彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算,如何確定預(yù)壓應(yīng)力值將很困難,況且一般加固梁所施加的預(yù)應(yīng)力也不是很大。在這種情況下,預(yù)壓應(yīng)力不予計(jì)入,僅作為安全儲(chǔ)備,顯然不僅可行,而且還可使得計(jì)算較為簡(jiǎn)便。因此,修訂組作出了按受彎構(gòu)件計(jì)算的決定。 7.2.4 本規(guī)范采用的斜截面承載力計(jì)算方法,與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010一致。與此同時(shí),考慮到彎折的預(yù)應(yīng)力拉桿與破壞的斜截面相交位置的不定性,其應(yīng)力可能有變化,不一定達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值。故有必要引入考慮拉桿應(yīng)力不定性的系數(shù)0.8。


鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
