体外预应力托梁拔柱技术在某工程改造中的应用.pdf

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1、第38卷第4期建筑技术开发Vo1．38-No．42011年4月BuildingTechniqueDevelopmentApr．2011体外预应力托梁拔柱技术在某工程，改造中的应用王义荣王超吴文奇(1．江苏省农垦盐城建设工程有限公司，224000；2．中国新兴建设集团公司，北京150040；3．北京市建筑工程研究院有限责任公司，北京100039)【提妻]结合北京某大厦改造工程，介绍了体外预应力托梁拔柱技术的设计及分析方法。[关键词】体外预应力粘钢加固法；托梁拨柱[中圈分类号】TU765[文献标志码]B[文章编号]1OO1

2、—523X(2011)04-0048-031工程概况求较大的净空，故需要将5层⑩一④／⑩一@区域的梁板切除北京某大厦为商场、写字楼为一体的大型综合服务楼，(图1(b)中阴影部位)。地下2层，地上5层，顶层为停车场，已于2007年投入使用。4层改造相对比较简单，拆除阴影部分构件即可，但5层原结构为框架结构，纵横两方向的柱距分别为8．3m、8．4m，改造相对困难得多，为了实现上述改造意图，将采用本文所现因业主要求5层顶⑩一①／@一⑩新增一层钢结构，并将与述的“托梁拔柱”加固技术，即通过加固与拆除柱相连的⑥、5层对应部位的4

3、层顶板及梁柱切除，与5层形成大开问礼①、⑩、⑩四轴框架梁(即“托梁”)，以卸除拆除柱荷载，然后堂，因此需将四层⑩一①／@一⑩梁板柱切除(图1(a)中阴影再切除5层⑩轴交⑦轴、④轴、①轴、@轴、⑩轴5根柱(即“拔部位)。另外礼堂端部⑧一④／⑤一④区域为舞台，因舞台要柱”)。工=一FL一{’一48-一≈一8磊；一l8《8；一霜．J，●ig上豁，’_一工8L豁：一—84o0．840o8400(a)四层改造平面五层改造平面图14、5层结构改造平面2改造设计方案及计算分析较小，楼板开洞后对整体结构的影响可以忽略不计。因此本2．1

4、内力计算次改造取⑩～①／⑩一⑩局部区域的4、5层结构作为计算模根据分析原结构计算模型可知，该结构主要由竖向荷载型，采用PKPM2005对该模型进行内力计算分析。控制，考虑到本次改造后的竖向荷载变化不大，甚至相比改计算模型中，梁、板、柱等构件截面尺寸、混凝土强度以造之前的自重荷载有所降低，另外由于该建筑物平面尺寸较及竖向荷载等均按照改造后的截面情况输入，楼面恒载为大，⑩一①／⑩一⑧局部区域的开洞对楼板的平面内刚度影响9．4kN／m，楼面活载为4kN／m。PKPM内力计算显示，在没有考虑预应力平衡荷载的情况下，5层顶梁中与

5、截除柱相收稿日期：2011—01—15连的框架梁(④、①、⑩、⑩四轴梁)因为跨度变大，梁的内力大作者简介：王义荣(1976-)，江苏东台人，大专学历，从事建筑施工。幅度增加，梁最大弯矩为3260kN·m。第38卷王义荣，等：体外预应力托梁拔柱技术在某工程改造中的应用第4期在考虑预应力作用后，体外预应力筋可提供有效平衡荷题，采用对加固梁施加预应力结合粘钢、扩大截面的方法，预载，计算时可将有效平衡荷载等效成节点集中力的形式输应力选用2×4。15．2无粘结预应力钢绞线，8根预应力筋分入。内力计算结果显示⑩、①、⑩、⑩四轴梁最

6、大弯矩为成两束布置在梁的两侧，采用三折线布置，转向点位于梁四2249kN·m，较没有施加预应力情况下降31％。分点处。预应力筋束布置完毕后根据梁的承载力设计梁底2．2体外预应力设计非预应力筋为1O釜25。为方便施工及优化使用空间，梁顶非由于本次改造涉及截除柱，为了解决拆除柱子时既有结预应力筋折算成等强度钢板粘贴在梁的负弯矩区域，如图2。构荷载转换及加固梁大幅度提高承载力带来的构件抗裂问图2框架梁加固及体外预应力筋布置1一角钢连接板；2一节点区外包角钢；3一负弯矩加固钢板；4一负弯矩加固钢板；5一非预应力筋；6一预应力筋

7、2．3框架节点加强or是预应力筋的极限应力，对于直线段正截面受弯承载原结构出于使用期间加层考虑，5层顶柱出屋面约力计算时应将的计算结果乘以COS0。600mm，因此体外预应力筋束分成两束分别布置在加固梁两3．2斜截面受剪承栽力侧，预应力筋束经过梁四分点转向后穿过楼板在出屋顶柱墩体外预应力梁的斜截面受剪破坏形态与普通梁相似，其两侧进行锚固。另外，由于锚固在柱墩预应力筋的水平作中有所不同的是体外预应力的水平分力和竖向分力都在一用，导致梁柱节点核心区的剪力增大，因此采用核心区外包定程度上为截面的抗剪提供有有利作用。水平的施加

8、推迟角钢的方法对核心区进行加强，其做法如图3。了竖向裂缝(弯曲裂缝)和斜裂缝的出现，并阻止斜裂缝的发展，改变斜裂缝的位置和方向，影响了剪切破坏模式。这一有利作用可用下式表示：V。。=0．05N(7)预加力在锚固端的竖向分力产生的剪力与外荷载在梁端产生的剪力方向相反，使得梁端的剪力减小，从而提高了梁的抗剪能力，竖向分力见(8)式。但