7.2 无粘结钢绞线体外预应力的加固计算
7.2.1 采用无粘结钢绞线预应力下撑式拉杆加固受弯构件时,除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010正截面承载力计算的基本假定外,尚应符合下列规定:
1 构件达到承载能力极限状态时,假定钢绞线的应力等于施加预应力时的张拉控制应力,亦即假定钢绞线的应力增量值与预应力损失值相等。
2 当采用一端张拉,而连续跨的跨数超过两跨;或当采用两端张拉,而连续跨的跨数超过四跨时,距张拉端两跨以上的梁,其由摩擦力引起的预应力损失有可能大于钢绞线的应力增量。此时可采用下列两种方法加以弥补:
1)方法一:在跨中设置拉紧螺栓,采用横向张拉的方法补足预应力损失值;
2)方法二:将钢绞线的张拉预应力提高至0.75ƒptk,计算时仍按0.70ƒptk取值。
3 无粘结钢绞线体外预应力产生的纵向压力在计算中不予计入,仅作为安全储备。
4 在达到受弯承载力极限状态前,无粘结钢绞线锚固可靠。
7.2.2 受弯构件加固后的相对界限受压区高度ξpb可采用下式计算,即加固前控制值的0.85倍:
ξpb=0.85ξb (7.2.2)
式中:ξb——构件加固前的相对界限受压区高度,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定计算。
7.2.3 当采用无粘结钢绞线体外预应力加固矩形截面受弯构件时(图7.2.3),其正截面承载力应按下列公式确定:
式中:M——弯矩(包括加固前的初始弯矩)设计值(kN·m);
α1——计算系数:当混凝土强度等级不超过C50时,取α1=1.0;当混凝土强度等级为C80时,取α1=0.94;其间按线性内插法确定;
ƒc0——混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm2);
χ——混凝土受压区高度(mm);
b、h——矩形截面的宽度和高度(mm);
ƒy0、ƒ′y0——原构件受拉钢筋和受压钢筋的抗拉、抗压强度设计值(N/mm2);
As0、A′s0——原构件受拉钢筋和受压钢筋的截面面积(mm2);
a′——纵向受压钢筋合力点至混凝土受压区边缘的距离(mm);
h0——构件加固前的截面有效高度(mm);
hp——构件截面受压边至无粘结钢绞线合力点的距离(mm),可近似取hp=h;
σp——预应力钢绞线应力值(N/mm2),取σp=σp0;
σp0——预应力钢绞线张拉控制应力(N/mm2);
Ap——预应力钢绞线截面面积(mm2)。
图7.2.3 矩形截面正截面受弯承载力计算
一般加固设计时,可根据公式(7.2.3-1)计算出混凝土受压区的高度χ,然后代入公式(7.2.3-2),即可求出预应力钢绞线的截面面积Ap。
7.2.4 当采用无粘结钢绞线体外预应力加固矩形截面受弯构件时,其斜截面承载力应按下列公式确定:
V≤Vb0+Vbp (7.2.4-1)
Vbp=0.8σpApsinα (7.2.4-2)
式中:V——支座剪力设计值(kN);
Vb0——加固前梁的斜截面承载力,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算(kN);
Vbp——采用无粘结钢绞线体外预应力加固后,梁的斜截面承载力的提高值(kN);
α——支座区段钢绞线与梁纵向轴线的夹角(rad)。