后张体外预应力加固技术及其工程应用

收稿日期：2011－11-28

作者简介：刘航（1971-），男，湖南醴陵人，教授级高级工程师，副总工程师，e-mail ：liuhang71@.

建筑技术Architecture Technology

第43卷第1期2012年1月

Vol．43No．1Jan．2012

后张预应力技术除在各类新建建筑、构筑物以及桥梁结构中广泛应用外，在结构加固改造领域也有着广阔的应用前景。本文结合一些工程实例，介绍了后张预应力加固技术的相关研究及其在结构加固改造工程中的应用。

1后张预应力技术应用

（1）采用后张体外预应力筋加固钢筋混凝土结构

最为常见，如对于承载能力或刚度不足的混凝土受弯构件，包括框架梁、楼板等采用后张预应力筋加固，以提高其刚度及承载能力；再如对于受压承载力不足的轴心受压柱、偏心受压柱采用预应力撑杆加固，对于混凝土桁架结构中承载力不足的轴心受拉构件和偏心受拉构件等采用预应力拉杆加固等。

（2）后张预应力技术还可用于钢结构和钢与混凝土组合结构的加固。通过对钢结构和钢与混凝土组合结构施加预应力，产生与外荷载反向的变形和内力，一方面可提高钢结构以及钢与混凝土组合结构的正常使用性能，另一方面也可显著提高结构的承载能力。

（3）后张预应力技术还开始用于砖砌体结构的抗震加固。自20世纪90年代开始，新西兰、澳大利亚、欧洲等国家和地区开展了将后张预应力技术用于砖砌体结构抗震加固的研究。结果表明，采用后张预应力技术加固砖砌体结构可以显著提高砖砌体结构的延性和耗能能力，使砖砌体结构抗震能力大幅度提高。

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后张预应力加固混凝土受弯构件常用布置及节点做法

2.1

预应力筋常用束形布置

对于因承载力不足而采用后张预应力进行加固的

混凝土受弯构件，宜采用接近于其弯矩图布置的折线预应力筋进行加固；对于简支梁，也可采用布置于受拉区的直线预应力筋进行加固。图1~3为几种常用的加固预应力筋布置形式。

后张体外预应力加固技术及其工程应用

刘

航1，高会宗2，杨学中1，吴文奇1

（1.北京市建筑工程研究院有限责任公司，100039，北京；2.中广国际建筑设计研究院，100045，北京）

摘

要：对后张体外预应力技术在结构加固工程中的应用进行了较为全面的分析。探讨了后张预应力加固

钢筋混凝土受弯构件的设计计算方法，提出了预应力筋的常用束形布置和节点做法，并结合某工程实例分析了预应力加固框架梁的有关施工方法。后张预应力技术目前在国际上还被用于砖砌体结构的抗震加固，对其原理和效果也进行了简要的介绍。

关键词：体外预应力；后张法；加固；受弯构件；砌体结构中图分类号：TU 746.3；TU 757

文献标识码：B

文章编号：1000－4726（2012）01－0049-04

EXTERNAL POST-TENSIONING TECHNIQUES AND APPLICATIONS

FOR STRUCTURES RETROFITTING

LIU Hang 1，GAO Hui-zong 2，YANG Xue-zhong 1，WU Wen-qi 1

（1.Beijing Building Construction Research Institute Co.,Ltd.,100039,Beijing,China;

2.Architectural Design &Research Institute of CRTV,100045,Beijing,China ）

Abstract:The external post -tensioning techniques used for structures retrofitting are analyzed

comprehensively.The design and calculating methods of RC flexural members strengthened with external tendons are discussed.Meanwhile,the general profiles of external tendons and the joint detail are also presented.Moreover,the construction techniques of using post -tensioning to strengthening frame beams are introduced.Post-tensioning is also used as seismic retrofitting techniques for masonry structures in foreign countries and the related principles and methods are also introduced briefly.

Key words:external prestressing;post-tensioned;retrofitting;

flexural members;masonry structure

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建筑技术第43卷第1期

2.2常用节点构造

用后张预应力筋加固钢筋混凝土受弯构件时，为

保证预应力施加的可靠性，预应力筋应锚固于专门加

工的钢托件上。钢托件的形式应根据施工现场实际条

件而确定，钢托件与被加固结构之间应实现可靠连接，

如采用套箍、锚栓固定等方法。图4，5为几种常用的端

部锚固用钢托件构造形式。

对于折线预应力筋，弯折节点应采用圆弧过渡，增

大弯折点的接触面积，降低接触应力，避免预应力筋产

生死弯。同时，为保证预应力筋强度的降低幅度小于

5%，弯折节点应保证一定的曲率半径。弯折节点的最

小曲率半径R可按下式计算：

R=a N n d

式中：d为单根预应力筋的直径；N为一束内预应力筋根数；n为与弯折点相接触的预应力筋根数；a为系数，弯折点接触面为钢材时，可取a=20。

弯折节点的形式也应根据施工现场实际条件而定，图6，7为常用的弯折节点的构造形式。3加固工程实例简介

某厂房位于海淀区永丰路5号院，始建于2008年，该建筑的结构形式为4层钢筋混凝土框架-剪力墙结构，层高4.5m，房屋总高度为17.9m。现由于使用功能发生改变，该结构三层部分框架梁经核算，不满足承载力要求，需进行加固。由于加固施工期间厂房不能停止生产，且生产流程对室内空气的洁净度要求较高，综合考虑各种加固方法后，确定采用后张体外预应力加固方法对局部框架梁进行加固。

3.1加固方案设计

根据计算结果，沿加固梁两侧各布置体外预应力筋2束，每束为1～2s15.2低松弛预应力钢绞线，f ptk=1860N/mm2，张拉控制应力取为0.5f ptk，加固梁的最大张拉力达到520kN。加固梁平面布置如图8所示。加固的梁为框架主梁，每根梁在三分点处布置了两根次梁，主梁所承受的主要荷载为次梁所传递的集中力，因此，预应力筋采用三折线的布置方式，预应力筋的弯折点分别位于两根次梁下方，产生直接向上的反力，平衡集中荷载。预应力筋束形示意如图9所示

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