混凝土结构加固设计规范 [附条文说明] GB50367-2013 建标库

7.5  无粘结钢绞线体外预应力构造规定

7.5.1  钢绞线的布置(图7.5.1)应符合下列规定:

1  钢绞线应成对布置在梁的两侧;其外形应为设计所要求的折线形;钢绞线形心至梁侧面的距离宜取为40mm。

图7.5.1  钢绞线的几种布置方式

1—钢垫板;2—锚具;3—无粘结钢绞线;4—支承垫板;5—钢吊棍;6—拉紧螺栓

2  钢绞线跨中水平段的支承点,对纵向张拉,宜设在梁底以上的位置;对横向张拉,应设在梁的底部;若纵向张拉的应力不足,尚应依靠横向拉紧螺栓补足时,则支承点也应设在梁的底部。

7.5.2  中间连续节点的支承构造,应符合下列规定:

1  当中柱侧面至梁侧面的距离不小于100mm时,可将钢绞线直接支承在柱子上(图7.5.2a)。

2  当中柱侧面至梁侧面的距离小于100mm时,可将钢绞线支承在柱侧的梁上(图7.5.2b)。

3  柱侧无梁时可用钻芯机在中柱上钻孔,设置钢吊棍,将钢绞线支承在钢吊棍上(图7.5.2c)。

图7.5.2  中间连续节点构造方法

1—钢吊棍

4  当钢绞线在跨中的转折点设在梁底以上位置时,应在中间支座的两侧设置钢吊棍(图7.5.1a~c),以减少转折点处的摩擦力。若钢绞线在跨中的转折点设在梁底以下位置,则中间支座可不设钢吊棍(图7.5.1d)。

5  钢吊棍可采用50或60厚壁钢管制作,内灌细石混凝土。若混凝土孔洞下部的局部承压强度不足,可增设内径与钢吊棍相同的钢管垫,用锚固型结构胶或堵漏剂坐浆。

6  若支座负弯矩承载力不足需要加固时,中间支座水平段钢绞线的长度应按计算确定。此时若梁端截面的受剪承载力不足,可采用粘贴碳纤维U形箍或粘贴钢板箍的方法解决。

7.5.3  端部锚固构造应符合下列规定:

1  钢绞线端部的锚固宜采用圆套筒三夹片式单孔锚。端部支承可采用下列四种方法:

1)当边柱侧面至梁侧面的距离不小于100mm时,可将柱子钻孔,钢绞线穿过柱,其锚具通过钢垫板支承于边柱外侧面;若为纵向张拉,尚应在梁端上部设钢吊棍,以减少张拉的摩擦力(图7.5.3a);

2)当边柱侧面至梁侧面距离小于100mm时,对纵向张拉,宜将锚具通过槽钢垫板支承于边柱外侧面,并在梁端上方设钢吊棍(图7.5.3b);

3)当柱侧有次梁时,对纵向张拉,可将锚具通过槽钢垫板支承于次梁的外侧面,并在梁端上方设钢吊棍(图7.5.3c);对横向张拉,可将槽钢改为钢板,并可不设钢吊棍;

4)当无法设置钢垫板时,可用钻芯机在梁端或边柱上钻孔,设置圆钢销棍,将锚具通过圆钢销棍支承于梁端(图7.5.3d)或边柱上(图7.5.3e)。圆钢销棍可采用直径为60mm的45号钢制作,锚具支承面处的圆钢销棍应加工成平面。

图7.5.3  端部锚固构造示意图

1—锚具;2—钢板垫板;3—圆钢吊棍;4—槽钢垫板;5—圆钢销棍

2  当梁的混凝土质量较差时,在销棍支承点处,可设置内径与圆钢销棍直径相同的钢管垫,用锚固型结构胶或堵漏剂坐浆。

3  端部钢垫板接触面处的混凝土面应平整,当不平整时,应采用快硬水泥砂浆或堵漏剂找平。

7.5.4  钢绞线的张拉应力控制值,对纵向张拉,宜取0.70ƒptk;当连续梁的跨数较多时,可取为0.75ƒptk;ƒptk为钢绞线抗拉强度标准值;对横向张拉,钢绞线的张拉应力控制值宜取0.60ƒptk

7.5.5  采用横向张拉时,每跨钢绞线被支撑垫板、中间撑棍和拉紧螺栓分为若干个区段(图7.5.5)。中间撑棍的数量应通过计算确定,对跨长6m~9m的梁,可设置1根中间撑棍和两根拉紧螺栓;对跨长小于6m的梁,可不设中间撑棍,仅设置1根拉紧螺栓;对跨长大于9m的梁,宜设置2根中间撑棍及3根拉紧螺栓。

图7.5.5  采用横向张拉法施加预应力

1—钢垫板;2—锚具;3—无粘结钢绞线,成对布置在梁侧;4—拉紧螺栓;5—支承垫板;6—中间撑棍;7—加固梁;8—C25混凝土

7.5.6  钢绞线横向张拉后的总伸长量,应根据中间撑棍和拉紧螺栓的设置情况,按下列规定计算:

1  当不设中间撑棍,仅有1根拉紧螺栓时,其总伸长量Δl可按下式计算:

式中:a1——拉紧螺栓至支承垫板的距离(mm);

b——拉紧螺栓处钢绞线的横向位移量(mm),可取为梁宽的1/2;

c1——a1与b的几何关系连线(图7.5.6-1)(mm)。

图7.5.6-1  不设中间撑棍时总伸长量的计算简图

1—钢绞线横向拉紧前;2—钢绞线横向拉紧后

2  当设1根中间撑棍和2根拉紧螺栓时,其总伸长量Δl应按下式计算:

式中:a2——拉紧螺栓至中间撑棍的距离(mm);

c2——a2与b的几何关系连线(图7.5.6-2)(mm)。

3  当设2根中间撑棍和3根拉紧螺栓时,其总伸长量Δl应按下式计算:

图7.5.6-2  设1根中间撑棍时总伸长量的计算简图

1—钢绞线横向拉紧前;2—钢绞线横向拉紧后

图7.5.6-3  设2根中间撑棍时总伸长量的计算简图

1—钢绞线横向拉紧前;2—钢绞线横向拉紧后

7.5.7  拉紧螺栓位置的确定应符合下列规定:

1  当不设中间撑棍时,可将拉紧螺栓设在中点位置。

2  当设1根中间撑棍时,为使拉紧螺栓两侧的钢绞线受力均衡,减少钢绞线在拉紧螺栓处的纵向滑移量,应使a1<a2,并符合下式规定:

式中:l——梁的跨度(mm)。

3  当设有2根中间撑棍时,为使拉紧螺栓至中间撑棍的距离相等,并使两边拉紧螺栓至支撑垫板的距离相靠近,应符合下式规定:

7.5.8  当采用横向张拉方式来补偿部分预应力损失时,其横向手工张拉引起的应力增量应控制为0.05ƒptk~0.15ƒptk,而横向手工张拉引起的应力增量应按下列公式计算:

式中:Δl——钢绞线横向张拉后的总伸长量;

l——钢绞线在横向张拉前的长度;

Es——钢绞线弹性模量。

7.5.9  防腐和防火措施应符合下列规定:

1  当外观要求较高时,可用C25细石混凝土将钢部件和钢绞线整体包裹;端部锚具也可用C25细石混凝土包裹。

2  当无外观要求时,钢绞线可用水泥砂浆包裹。具体做法为采用80PVC管对开,内置1:2水泥砂浆,将钢绞线包裹在管内,用钢丝绑扎;24h后将PVC管拆除。