预应力加固钢结构技术应用浅谈

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1、预应力加固钢结构技术应用浅谈　　【摘要】本文首先分析了预应力加固钢结构技术措施，然后介绍了预应力加固钢结构施工工艺及步骤，最后分析了预应力加固钢结构技术的应用。【关键词】预应力；加固；钢结构；应用中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：一、前言随着我国建设的发展和进步，使得我国钢结构在迅猛的发展，在建筑行业当中变得富有朝气。因为过去很多建设的建筑物，工程质量上存在严重的问题，甚至在结构设计中存在严重缺陷，同时通过使用条件的变化，在经验算之后，钢结构工程结构的强度、刚度或稳定性都无法适应正常工况条件以及其他正常使用的功能，所以需要改造加固很多这样的建筑物。二、预应力钢结构

2、介绍1.预应力钢结构钢结构在设计、制造、施工、加固工程中，与外荷载应力符号相反的预应力被人为地在承重结构体系内引入，用来改善结构的承载特性，尽量利用材料强度幅值或者在主承重结构中引入预张力以使全部构件能够抗压或成型的，称为预应力加固钢结构或预应力钢结构。72.预应力钢结构的特点（1）能够充分发挥材料的强度潜力。应用预应力钢结构技术的基础思想是，运用人工的方法在结构或构件内，引入与荷载效应相反的预应力，以达到提高结构承载能力(比如延伸了材料强度的幅度)，改善结构受力状态(调整内力峰值)，增大刚度(施加初始位移，扩大结构允许位移范围)，从而节约材料、降低造价的目的。（2）改善结构

3、的受力状态以节约钢材。在杆件内引入预应力后可以改善其受力状态，降低内力峰值，节约用钢量。例如受弯构件中的部分弯矩可以施加预应力转换为轴拉力，将弯矩峰值Mmax降低为M’max%26shy;，从而构件截面可以缩小，降低用钢量。（3）可以提高结构的刚度和稳定性，调整其动力性能，特别是抗震性能。预应力不仅能在结构构件或体系中产生与荷载作用下位移（或挠度)方向相同或相反的预应力位移（或挠度），以提高结构的稳定性和刚度。预应力还能够调节构件的动力性能，根据不同荷载（如风荷载、地震荷载等），通过合理选择预应力体系、预应力大小等不同的调整方案，改变结构中基本构件的自振周期和自振频率，以达到

4、减震的目的。3、钢结构损害的主要因素有：7（一）由荷载变化，超期服役，规范和规程改变导致结构承载力不足；（二）构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等，致使构件截面削弱，杆件翘曲，连接开裂等；（三）温差作用下引起构件或连接变形、开裂和翘曲；（四）由于化学物质的侵蚀而产生腐蚀以及电化学腐蚀致使钢结构构件截面削弱；（五）其它包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。三、预应力加固钢结构施工工艺及步骤预应力加固钢结构施工方案分为两种，一是直接粘贴法，将两端锚固并施加预应力后，通过胶粘剂粘贴在钢结构的表面；一般适用于构件表面较平整的拉杆，对构件或其局部进行加固；二

5、是将束作为预应力托索调整应力，一般适用于对整个结构进行整体加固。选材：用于结构加固用碳纤维主要选用PAN基碳纤维，极限强度可达3500Mpa，弹性模量约为2．35×109Mpa．树脂体系采用环氧类材料。设计：根据待修补结构的受力特点、传力路径和应力一应变场，确定布的用量、尺寸和铺设方向等。纤维方向应尽量与损伤构件中最大受力方向保持一致。如果损伤部位处于复杂应力状态，则纤维取向和铺层顺序应尽量与控制主应力方向一致。7嵌入式预应力张拉技术：钢结构加固的特殊性，需要一种简便的预应力施加方式，传统的预应力施加方式往往是先张抟后锚固，需要相对复杂的张拉机具，以及相应的反力装置。在锚固的

6、时候，预应力损失也比较大。嵌入式预应力张拉技术，其特点就是先锚固后张拉，以构件本身和先前的锚固作为张拉受力装置，无需复杂的张拉机具。嵌入式预应力张拉技术可分次施加预应力，可对粘结层产生挤压效应，提高粘贴的可靠性。同时，因采用先锚固后张拉技术，预应力损失小，方法简便有效。四、预应力加固钢结构技术应用1、工程概况本工程为某建筑中庭钢结构玻璃天窗工程。周边三角形边梁简支安装在短钢柱上。主受力由三根呈60°夹角跨度11．3m的HN300×150×6．5×9钢梁来承担。工程的恒荷载由钢梁的自重、天窗的锥型龙骨、小檩条以及钢化玻璃组成。2、加固设计（一）体外预应力束线形的选择直接针对中心

7、点挠度过大的特点,在三根呈60°夹角的钢梁上设置无粘结体外束，为便于穿束及锚固，体外预应力束均布置在钢梁腹板两侧，并采用折线形布置。（二）体外束的预应力损失计算7由于预应力体外束与原钢梁无粘结作用，其张拉力是在钢梁粱体发生弹性压缩的情况下读取的，并且为了控制张拉力采用了单束分批张拉，因而由此引起的钢结构弹性压缩损失极小；此外由收缩、徐变引起的预应力损失也较小。但是，对于折线形预应力束而言，由于折线角度的存在，预应力柬会产生摩擦损失。同时由于锚具的内缩和变形，张拉端部的锚具损失同样较大。（三）预应力体外束