论文部分内容阅读
在加固的同时,能够完成新旧结构协同工作问题是预应力加固技术的最大优势。体外预应力是后张预应力体系的一个重要分支,因其施工简便、节省材料、方便检修等诸多优点,近些年来发展迅速,已被广泛应用于建筑结构以及桥梁结构的加固领域。体外预应力筋与被加固构件之间可以相互滑动,两者的受力变形不协调,体外力筋受力后的应变与相应截面混凝土的应变并不相等,构件的承载力计算不适用于平截面假定。正常使用荷载下的体外预应力筋的应力增量计算问题,采用不同的分析方法与理论假定时,计算结果差异明显。索始用于桥梁结构,索在桥梁结构中的变形特点在于索的长度变形小,桥面结构的变形大,索的长度变形可以忽略不计。所以,现有索理论中就有“索长不变”的基本假定。在房屋结构中,体外预应力索结构的变形特点在于索长变形大,原有刚性结构的变形小,索长变形不能忽略。即原有索理论中“索长不变”的基本假定不能适用于体外预应力索结构的分析与计算。本文基于传统体外预应力加固技术,提出了斜腹杆索结构体外预应力加固技术;以简支梁的加固为研究对象,对加固后组合结构体系的参量做了基本假定,建立了索结构理论模型并进行了推导,得到了组合结构中索变形增量的计算式和索张力的计算式。在索结构计算中改变了索长不变的假定,分析了索变形、张力与荷载的关系,并对正常使用状态下体外预应力索的应力增量进行了简要分析。结果表明:索结构形状曲线为椭圆的一部分;索的最大水平张力位于跨中处,锚固点的水平力最小,该受力特点既能充分发挥索抗拉能力强的优势,又能减小索的水平分力对梁的不利影响;在沿索长的径向均布荷载作用下,索的长度增量与跨中挠度增量呈非线性关系,迭代计算时其精度与载荷步距大小有关,步距越小精度越高,反之则低。以普通弹簧模拟预应力索,按斜腹杆数量、载荷步距及垂跨比的不同对索施加斜向均布荷载,进行了7组试验,测试索的长度、最大垂度值和最大张力等特征值,研究了索的变形规律。试验结果表明,在其他条件不变的情况下:1)腹杆数越多,试验测试结果与理论分析结果越接近;2)迭代荷载步距越小,计算结果越准确;3)垂跨比越大,索的最大张力值越小。斜腹杆体外预应力索加固技术发挥了传统加固技术的长处,不仅可以加固水平构件,也可以加固竖向构件,应用范围更加广泛,实际工程应用更加简便。