[发明专利]一种侧立面体外预应力提升钢筋混凝梁承载力的方法

说明书

一种侧立面体外预应力提升钢筋混凝土梁承载力的方法，是在梁两侧立面的混凝土受拉区关于梁跨中线对称位置各设置至少一个承力结构，在梁的同一侧面对称设置的两个承力结构之间安装张拉钢筋，对张拉钢筋施加张拉力，通过所述承力结构对梁施加体外预应力，所述体外预应力的施加方向与梁内主拉应力方向平行。本发明提供的一种侧立面体外预应力提升钢筋混凝梁承载力的方法，能够使得承载能力不足的混凝土梁，承载能力得到快速修复提升，在加固效果相同的情况下，采用本发明方法可以使张拉预应力加载的力度较现有技术加载的力度减少38.94％，在体外预应力相同的情况下，比传统法张拉钢绞线加固的混凝土梁的承载力提高75.52％以上。应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土工程技术领域，尤其涉及一种侧立面体外预应力提升钢筋混凝土梁承载力的方法。

背景技术

钢筋混凝土结构的使用寿命受多种因素的影响，在使用过程中，易发生钢筋混凝土墙皮脱落、裂缝、钢筋外露等一系列问题，使建筑结构安全性降低，缩短建筑结构的使用寿命。钢筋混凝土构件的最大缺点是抗裂性能差，混凝土的极限拉应变小，使用荷载下拉区混凝土易开裂，构件刚度降低，变形增大。裂缝的存在使构件不适用于高湿度及侵蚀环境。为控制变形和裂缝，可加大构件截面和用钢量，但这不经济，自重加大时，构件所能承受的有效荷载减小，因而特别不适用于大跨度、重荷载结构，其次，提高混凝土强度等级和钢筋强度对改善构件的抗裂和变形性能效果也不大。

钢筋混凝土结构的加固方法包括增大截面加固法、粘钢加固法、外包钢加固法、粘贴碳纤维布加固法、体外预应力加固法、局部置换加固法等，这些加固方法都有各自的适用条件，需在不同的条件下使用。

预应力加固法(Prestress reinforcement)是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构构件或整体进行加固的方法，特点是通过预应力手段强迫后加部分—拉杆或撑杆受力，改变原结构内力分布并降低原结构应力水平，致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除。

预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力的三重效果，适用于大跨结构加固，以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。

体外预应力就是设置在混凝土体外的预应力筋给混凝土施加的预应力。体外预应力混凝土也称无粘结预应力混凝土，是一种预应力筋直接设置在体外，或者预应力筋设置在混凝土体内，但无需进行孔道灌浆的无粘结预应力混凝土。它与预应力混凝土的区别在于预应力筋与混凝土的无粘结性。

体外预应力技术施工方便、经济可靠，预应力筋(束)可以单独防腐甚至可以更换等特点，近年来，已被广泛应用于既有混凝土结构的加固工程中。众多的工程实践证明，利用体外预应力加固既有混凝土结构，能显著提高结构承载力和抗裂度，有效改善结构的应力状态。

传统的体外预应力有如下两种作法：

第一种方法(图4)，是在梁的两端通过打孔的方式，将四块钢板锚固于梁的两端，再将张拉预应力钢筋焊接于锚板上，在张拉钢筋与梁底面之间设置支撑构件，通过花篮螺栓或张拉锚固器对张拉钢筋实施张拉，张拉钢筋对支撑构件施加力，通过支撑构件对梁底面作用一个垂直向上的托举力，实现体外预应力施加。该方法的缺点是要在梁的两端箍筋加密区开孔固定锚板，张拉锚固器固定困难，在某些场合不能使用该法。

第二种方法(图5)，是针对框架梁施加体外预应力，梁的两端有横向的梁与被加固梁刚接，如图5，张拉钢筋通过横梁上开孔进行锚固，在张拉钢筋与梁底面之间设置支撑构件，张拉钢筋对支撑构件施加力，通过支撑构件对梁底面作用一个垂直向上的托举力，实现体外预应力施加。该方法的缺点是要在梁的两端横梁的箍筋加密区开孔固定张拉锚固器，张拉锚固力太大横梁会直接受弯。

以上两种体外预应力法，共同的缺点在于：

1.要在被加固梁或横梁靠近节点处开孔，而此处又是梁的钢筋加密段，开孔难度大有时甚至是不可能的；