预应力法加固钢筋混凝土悬挑梁.doc

预应力法加固钢筋混凝土悬挑梁摘要：本文介绍了在某住宅的悬挑梁加固工程中预应力加固技术的应用，着重讲述如何对附加结构施加预应力的方法，以及实现加固目标的施工工艺和质量控制方法加固后结构满足安全性和耐久性要求，效果良好其中对预应力的应用可作为其它加固工程的参考关键词：预应力，加固，挑梁,施工工艺建筑物和工程构筑物在投入使用前或服役后，由于设计、施工、使用和环境因素等原因其功能将逐渐减弱，而不能满足当前的工程要求，必须进行局部或整体的加固、改建或重建如果能够科学地评估这种损伤的程度和规律，及时采取有效处理措施，可以延缓结构的损伤进程，达到延长结构使用寿命的目的从节约投资和可持续发展的原则来看，在结构物功能没有完全丧失，只是减弱及安全度下降的情况下，可优先考虑对其进行补强与加固处理，提高其承载能力，延长其正常使用年限使这些结构仍能满足人们对建筑物安全性、适用性和耐久性的要求，继续为社会服务一 预应力加固技术预应力加固方法一般通过对预应力筋或构件施加预应力，以主动承担梁、屋架和柱所承受的部分荷载，从而较大幅度地提高结构的整体承载力预应力加固技术的优点主要表现在：1. 能够重新调整原结构内力状态和应力水平实，现对原结构受拉钢筋的卸荷，恢复构件的变形，提高构件刚度；2. 减少补强材料和构件的应力滞后现象实，现加固部分的主动受力，充分发挥加固效果，提高加固效率；3. 结合裂缝修补技术，可以对被加固构件的裂缝进行封闭修补，提高构件的耐久性；4. 结构设计概念明确，从预应力施加的情况即可方便评估加固的效果。

因此构件或结构的加固，应优先选择预应力加固方案加固工程与新建工程不同，每个工程均有其特殊性，灵活地应用预应力技术可以取得良好的加固效果二 工程现状及评定某住宅为七十年代建造的砌体结构房屋，墙体部分采用实心粘土砖与石灰砂浆砌筑该工程楼梯平台部分的主要承重构件为悬挑梁以及现浇平台板，走道部分采用预制空心板，搁置于挑梁之上该楼梯挑梁存在的问题主要有以下几个方面：1. 混凝土挑梁混凝土材料老化，构件局部破损严重，部分钢筋外露；2. 由于混凝土的损坏以及老化，严重影响其对钢筋的保护作用，钢筋出现明显的锈蚀现象；3. 部分住户出现违建现象，额外增加了平台及走道部分的荷载；4. 部分挑梁已在根部已出现结构性裂缝，表现出承载力不足由于该房屋设计年代久远，设计标准偏低，无法找到相关的设计资料，外观判断混凝土强度等级偏低，构件的尺寸偏小，承载力储备较少；同时构件的破损及老化会进一步削弱构件的承载力；另外，由于悬挑构件为静定结构，无多余约束，一旦出现超载现象极有可能发生楼梯坍塌事故，危害极大针对上述情况，对该楼梯进行了必要的检测，经测定混凝土的残余强度约为15MPa，钢筋的锈蚀程度较为严重，通过对部分钢筋进行取样分析，断面锈蚀率达到15%，挑梁的基本参数如图1所示，估算挑梁的残余承载力约为22kN.m。

经过对负载最大的挑梁进行计算，仅恒载部分在挑梁根部产生的弯矩就达20kN.m，考虑1.2的荷载分项系数后已达24kN.m,如再计入2kN/m2的活载，计算所需承载力高达31kN.m，该构件已处于极度危险的状态，其余的挑梁也存在着不同程度的承载力不足现象，急需进行加固处理图1挑梁基本参数W7I8IZAM小3三 加固方案设计由于该住宅处于城市的老旧小区，情况较为复杂，违章搭建现象普遍，工程加固的方案设计必须避免产生新的矛盾，针对上述情况，本次挑梁加固主要采用设置预应力型钢支架的方法，加固设计以提高挑梁的承载力的主要目，同时对破损的混凝土进行修复，以满足现阶段的承载力以及耐久性的要求挑梁加固采用角钢焊接的三角形支架（详见图2），采用Q345镀锌角钢，支架节点设计承载力28kN，可增加挑梁抗弯承载能力16kN.m，可充分满足承载力要求支架通过3^10膨胀螺栓与墙体连接（螺栓抗剪承载力38kN），考虑到墙体质量较差，所有膨胀螺栓及角钢与墙体、角钢与梁底相连处均用结构胶粘结通过调节螺孔，可使支架与挑梁底接触紧密，并使支架初步受力，同时在支架与挑梁之间楔入钢片（4mm厚），可产生约8kN的预压力，使得附加结构主动参与结构受力，可充分利用材料，提高加固效率。

为满足楼梯下通行的净空要求，支架高度控制在250mm以内，采用镀锌角钢以满足耐久性要求图2三角支架详图四 施工工艺及技术细节加固施工中，施工工艺和质量将直接关系到加固的效果先进合理的施工工艺和可靠的施工质量是取得良好加固效果的前提，其施工工艺及注意点如下：1. 对构件表面进行清理，剔除破损及松动的混凝土，尤其是挑梁底部2. 清理完毕后刷界面剂，用聚合物砂浆（内掺早强减水剂）对破损严重的混凝土进行修复；3. 在挑梁下的墙体上按设计要求打孔，用压缩空气清孔后灌注结构胶，并植入膨胀螺栓；4. 将按设计要求加工好的角钢支架用螺栓初步安装在一起；5•将杆件③按设计要求安装与膨胀螺栓上，注意角钢背面抹结构胶，向上敲击杆件③，将其与梁底顶紧，然后将螺栓拧紧；6.将杆①背面抹结构胶，并分别将连接杆件①②③的安装螺栓初步5-拧紧，向上敲击杆②，将杆①向上与梁底顶紧，并将所有螺栓拧紧，然后按设计要求将各杆件之间焊接牢固；因挑梁底部有一定的倾角，所以三杆之间均需设置安装螺栓，以方便将杆①向上顶紧；7•将钢片打入杆①的端部，如图3所示，注意钢片的中心要靠近角钢的肢背图3钢片楔入8.对构件表面进行饰面处理，满足构件的耐久性和观感要求。

五 结语本工程的加固根据业主要求，本着不增加原结构负担，不干扰居民的正常生活的原则进行，其主要特点有：1．结构加固设计中灵活地应用预应力加固的思想，使加固结构主动参与结构受力，达到了加固补强、提高承载性能、增强耐久性等目标；2．结构加固中所用镀锌角钢和聚合物砂浆面层加固技术，具有高强、聚合力强、防腐、无污染等特点，且锚固和节点处理简单、运输方便，施工方法简单，质量控制直观明了；3.采用预应力钢架加固，角钢自重非常小，聚合物砂浆抹面层厚度仅为Omm，基本不增加结构自重；该工程已经完工并投入使用，目前使用状况良好这也表明了应用预应力加固技术是一种可靠的、高效的加固技术，具有良好的应用前景参考文献：[1] GB50023—95，建筑抗震鉴定标准[S]•北京：中国建筑工业出版社，1995GB50010—2002，混凝土结构设计规范[S]•中国建筑工业出版社，2002曹双寅，邱洪兴，王恒华•结构可靠性鉴定与加固技术[M].北京：中国水利水电出版社，2002GB50367—2006，混凝土结构加固设计规范[S]•中国建筑工业出版社，2006。