增强预应力技术提升钢混柱承压能力

当用预应力撑杆加固轴心受压的钢筋混凝土柱时，宜按下述步骤进行设计计算。

（1）轴力计算。

1）确定加固后需承受的最大轴心受压承载力N。

2）按《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）计算原钢筋混凝土柱的轴心受压承载力N0：

式中　N0——原柱的轴心受压承载力；

φ——原柱的稳定系数；

Aco——原柱的截面面积；

fco——原柱的混凝土抗压强度设计值；

——原柱的受压纵筋总面积；

——原柱的纵筋抗压强度设计值。

3）计算需由撑杆承受的轴心受压承载力N1：

（2）截面计算。预应力撑杆的总截面面积可按下式计算：

式中　——预应力撑杆的总截面面积；

β3——撑杆与原柱的协同工作系数，取0.9；

——撑杆钢材的抗压强度设计值。

预应力撑杆应采用双侧设压杆肢，每一个压杆肢由两根角钢或一根槽钢构成。

（3）承载力验算。用预应力撑杆加固钢筋混凝土柱后，其轴心受压承载力N可按下式验算：(www.xing528.com)

若验算结果不满足规范规定时，可加大撑杆截面面积，再重新验算。

（4）缀板计算。缀板可按《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）进行计算，撑杆压肢或单根角钢在施工时不应失稳。

（5）确定预加压应力值。确定施工时的预加压应力值，可按下式近似计算：

式中　——施工时的预加压应力值；

φ1——用横向张拉法时，压杆肢的稳定系数，其计算长度取压杆肢全长之半；用顶升法时，取撑杆全长按结构压杆计算其稳定系数；

β4——经验系数，取0.75。

（6）按采用的施加预应力方法，计算施工中的控制量。

1）当用千斤顶、楔子等进行竖向顶升安装撑杆时，顶升量ΔL可按下式计算：

式中　Ea——撑杆钢材的弹性模量；

L——撑杆的全长；

a——撑杆端顶板与混凝土间的压缩量，取2～4mm；

β5——经验系数，取0.90。

2）当用横向张拉法（图6.2）安装撑杆时，横向张拉量ΔH按下式近似计算：

图6.2　预应力撑杆横向张拉量计算图

实际弯折撑杆肢时宜将长度中点处的横向弯折量，根据撑杆的总高度取为ΔH+（3～5）mm，施工中只收紧ΔH，以确保撑杆处于预压状态。