体外预应力加固混凝土框架梁力筋应力增量的试验研究

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1、嘉盖耕烈第五届全国预应力结构理论与工程应用学术会议(论文集)V01．35。增刊Oct．2008体外预应力加固混凝土框架粱力筋应力增量的试验研究木金凌志1常婷2曹霞1万晓明1(1．桂林工学院土木工程系，广西桂林541004；2．中国化学工业桂林工程公司，广西桂林541004)[摘要】考虑侧向约束对体外预应力框架梁有效预应力的影响，简化了力筋应力增量的计算模型，并基于此模型，利用能量法推导了体外力筋应力增量的计算公式，最后将计算值与试验值进行比较，验证了计算公式的科学性与合理性。[关键词]体外预应力加固框架梁；应力增量；

2、侧向约束；试验研究THEoRETICALANDEXPERMENTALSTUDYoFSTRESSD呵CREMENToFRCFRAMEBEAMSSTRENGTHEND呵GWITHEXTERNALPRESTRESSD呵GJinLing··zhiChangTingCaoXiaWanXiao··ming[Abstract][Keywords]ExperimentalanalysisTheinfectionoflateralrestrainsoneffectiveprestresswasconsideredandthecalcu

3、lationmodelofstressincrementofexternalprestressingframebeamswaspredigestedinthepaper．Onthebasisofthat，theformulaofstressincrementoftendonssteelwascomeoutbytheEnergymethod．Lastly，theexperimentaldataWaftcomparedwiththeacademicdata，andtheformulaswereproved．Thefhme

4、beamstrengtheningwithexternalprestressing；Stressincrementoftendons；Lateralrestrain；应力钢筋布置于混凝土截面之外的体外预应力技术已经在混凝土结构中得到广泛应用，并且成为加固既有混凝土结构最积极、最灵活和最有效的方法之一。在体外预应力加固框架梁的设计中，体外力筋应力值的确定是最重要的问题。所谓体外力筋的应力是指有效预应力与外荷载作用下力筋的应力增量之和。其中有效预应力的计算方法有很多文献可依，且计算也不是很复杂；但由于体外预应力筋放置在混

5、凝土截面之外，除在锚固和转向区外，无粘结的体外预应力筋与梁体混凝土可产生自由的相对运动，体外钢筋与混凝土截面之间的变形不再协调，因·基金项目：广西自然科学基金项目(桂科自0447095)；(桂科自0833255)；(桂科能07109005—16)资助收稿日期：2008—08—15作者简介：金凌志(1959-)，副教授，一级注册结构工程师，大学本科，结构工程专业。此体外预应力混凝土梁的极限状态不能通过平截面假定的方法计算，力筋的应力增量只能通过结构的总体变形求得，这样，其计算便变得尤为复杂。因此在不同荷载大小、混凝土等

6、级和张拉控制应力等因素影响下的体外预应力加固梁力筋应力增量的计算就成为应该着重研究的内容。目前，计算力筋应力增量的常用方法有：弯矩一曲率分析法、粘结削减系数法、力法、能量法。其中，能量法是一种用能量原理来分析构件或结构的位移和应力的方法。这种方法计算思路清晰，计算步骤较为简便，它不仅可以用于线弹性体，也可用于非线弹性体。本文利用该法进行体外预应力框架梁力筋应力增量的计算，并对计算结果进行试验验证，论证该法的适用性。1体外预应力框架梁力筋应力增量计算模型的简化对于有侧限的超静定结构，主弯矩受到约束的作用，在支座处除产生

7、垂直于梁的次内力外，还会产第35卷金凌志，等：体外预应力加固混凝土框架梁力筋应力增量的试验研究2008年增刊生由于轴向约束引起的平行于梁的次内力。所谓侧限(侧向约束)是指框架、平板一柱结构等多高层预应力混凝土结构中的竖向构件一柱、剪力墙、筒体等。侧向约束会限制梁或板等水平受弯构件的轴向变形，从而影响预应力向这些构件的传递，特别是当侧向约束较大时，这种影响将更为明显。为简化计算，将体外预应力框架梁的受力分解为两个阶段，即侧向约束消耗部分预应力的阶段和有效预应力作用于框架梁的阶段。在第一阶段由于预应力作用仅影响框架柱，而

8、对梁没有影响作用，这时可将框架结构看作为刚度无限大的固定支座形式。进入第二阶段后，有效预应力(即除掉侧向约束消耗的和预应力损失的那部分预应力值)作用在框架梁上，这时可将原结构简化为一根简支梁，但此时的简支梁的两端还受到第二弯矩的作用，两阶段的计算模型如图1所示：．心h(a)体外预应力混凝土框架粱‰雍看?《寻‰(b)胥通钢筋混凝土框架粱(c)俸外