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1、·工程结构·体外预应力加固混凝土简支梁的试验研究杨洪(沈阳建筑大学,辽宁沈阳110168)【摘要】目前体外预应力技术在已有混凝土结构的加固改造中应用广泛,基于已有的体外预应力加固方法,提出折线式体外预应力钢绞线加固方法,并采用室内试验模拟了实际工程中混凝土受弯构件的工作状况,为体外预应力加固混凝土简支梁提供依据。通过试验研究证明,利用此加固方法加固混凝土简支梁,方便实用,可以明显提高构件承载力和延性,是一种加固钢筋混凝土简支梁较好的方法。【关键词】混凝土结构;体外预应力;加固;试验;研究【中图分类号】TU74613【文献标识码】B在体外预应力加固方面,工程实践已远远超前于理论发试验
2、采用两根钢绞线折线形对称捆绑布置在梁两侧,钢展,大部分的加固工程仅是凭借实践经验进行的,施加预应绞线相交于梁底中部,在距梁端一定距离处向上弯起。钢绞力的大小,对混凝土梁的加固效果如何等都有待研究。本文线一端用锚具锚固,另一端张拉。每根梁采用两束<15124基于已有的体外预应力加固方法,提出折线式体外预应力加的钢绞线。其抗拉强度标准值f=1860MPa。ptk固方法。为了全面了解该预应力加固梁的受力性能及加固11212锚固效应,验证折线式体外预应力钢绞线加固混凝土梁的可行预加工<60长400mm性、加固施工的可操作性以及加固的效果,采用室内试验模的钢棒,用于锚固钢绞线,如拟了实际工程
3、中混凝土受弯构件的工作状况,通过试验测试图2所示。将<60的钢棒插各梁的实际极限承载力、应力-应变情况、不同荷载下的挠入预埋钢套管内,钢绞线一端度值、裂缝宽度,分析体外预应力的加固效应,并比较加固后先锚固于一侧钢棒上,另一端梁的正截面承载力提高幅度和性能改善,为体外预应力加固施加预应力后,锚固于梁的另混凝土简支梁提供理论依据,对工程实践具有一定的理论指一侧钢棒的相应位置。导作用。通过试验证明折线式体外预应力加固钢筋混凝土11213转向处梁不仅是可行的,而且加固效果良好。用6根<16长30mm的图2钢绞线锚固图光圆钢筋,焊接在一起做成90°折角,布置于钢绞线转向处,1试验方案以防止钢
4、绞线张拉时转向处局部应力过大造成梁的损伤,减111试验准备小转角处混凝土对钢绞线造成的伤害。本次试验共预制3根矩形截面梁,其中1根普通混凝土2普通钢筋混凝土梁和预应力加固梁的试验数据对比梁(L-1),两根体外预应力钢绞线加固梁(JL-1、JL-对比2)。采用相同的截面尺寸200mm×450mm,相同的长度3600mm,相同的混凝土强度等级C25。各梁箍筋沿梁长通加固梁1:加载至原梁极限荷载的60%,即70kN,持荷,长布置,直径间距为<8@150。截面纵向配筋选用HRB335张拉体外预应力钢绞线至极限强度的30%,即80kN。张拉钢筋,2<12受压钢筋,2<18受拉钢筋,经验算可保
5、证构件只过程中,体内非预应力受拉钢筋的应力应变逐渐减小,由520-6-6发生受弯破坏。JL-1张拉至计算极限荷载的20%,JL-2×10减至171×10,混凝土梁产生的裂缝和挠度明显减张拉至极限荷载的30%,继续加载至破坏。试验采用分配梁小,试验可见裂缝逐渐减小甚至闭合。继续加载时,随着荷实现三分点加载,试验梁具体布置及配筋如图1所示。载逐渐增大,裂缝重新增大,梁体挠度再次增大,钢绞线内的应力不断增加,梁的刚度明显提高。加载至376kN时,梁的最大裂缝宽度为119mm,根据《混凝土结构试验方法标准》(GB50152-92)规定,受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到115mm时,认为该结
6、构构件已达到承载能力极限状态。图1试验梁加载图[收稿日期]2007-12-04112加固方案[作者简介]杨洪(1982～),女,在读硕士研究生,研究11211加固钢绞线方向:结构加固。107四川建筑第28卷6期2008112·工程结构·能力极限状态。可见此加固方法有效提高了梁的抗弯刚度和抗裂能力。3试验结论综合上述试验结果,可得以下结论。(1)采用捆绑式体外预应力钢绞线加固方法加固钢筋混凝土梁可以大幅度提高混凝土梁的正截面承载力,在混凝土上缘未达到开裂荷载前提下,对钢绞线施加预应力越大,承载力提高幅度越大,而且破坏特征均为适筋梁的延性破坏。(2)采用捆绑式体外预应力钢绞线加固方法加
7、固钢筋混凝土梁可以大幅度提高混凝土梁的抗弯刚度,在正常使用极限状态下,可以显著减小梁的挠度。由图3可见,三根梁在图3试验梁荷载挠度曲线施加预应力前荷载-挠度曲线基本重合,说明构件的刚度基本相同。但加固后,曲线变陡,斜率变大,说明构件刚度显著提高。(3)施加预应力后,前期荷载作用产生的裂缝宽度明显减小。(4)施加预应力后构件承载力即刻提高,改善了其他加固方法中新加结构应变滞后的现象,钢绞线能充分的发挥作用。参考文献[1]贾宏强.体外预应力加固梁的试验研究[D].上海:同
