7.2　无粘结钢绞线体外预应力的加固计算

7.2.1　采用无粘结钢绞线预应力下撑式拉杆加固受弯构件时，除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 正截面承载力计算的基本假定外，尚应符合下列规定：

　　1　构件达到承载能力极限状态时，假定钢绞线的应力等于施加预应力时的张拉控制应力，亦即假定钢绞线的应力增量值与预应力损失值相等。

　　2　当采用一端张拉，而连续跨的跨数超过两跨；或当采用两端张拉，而连续跨的跨数超过四跨时，距张拉端两跨以上的梁，其由摩擦力引起的预应力损失有可能大于钢绞线的应力增量。此时可采用下列两种方法加以弥补：

1）方法一：在跨中设置拉紧螺栓，采用横向张拉的方法补足预应力损失值；

2）方法二：将钢绞线的张拉预应力提高至 0.75f_ptk，计算时仍按 0.70f_ptk 取值。

　　3　无粘结钢绞线体外预应力产生的纵向压力在计算中不予计入，仅作为安全储备。

　　4　在达到受弯承载力极限状态前，无粘结钢绞线锚固可靠。

7.2.2　受弯构件加固后的相对界限受压区高度 ξ_pb 可采用下式计算，即加固前控制值的 0.85 倍：

ξ_pb＝0.85ξ_b　　　（7.2.2）

式中：ξ_b——构件加固前的相对界限受压区高度，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 的规定计算。

7.2.3　当采用无粘结钢绞线体外预应力加固矩形截面受弯构件时（图 7.2.3），其正截面承载力应按下列公式确定：

式中：  M——弯矩（包括加固前的初始弯矩）设计值（kN·m）；

 　　  α1——计算系数：当混凝土强度等级不超过 C50 时，取 α₁＝1.0；当混凝土强度等级为 C80 时，取 α₁＝0.94；其间按线性内插法确定；

　　　f_c0——混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm²）；

　　　　x——混凝土受压区高度（mm）；

　　 b、h——矩形截面的宽度和高度（mm）；

f_y0、f_y0'——原构件受拉钢筋和受压钢筋的抗拉、抗压强度设计值（N/mm²）；

A_s0、A_s0'——原构件受拉钢筋和受压钢筋的截面面积（mm²）；

　　　 a'——纵向受压钢筋合力点至混凝土受压区边缘的距离（mm）；

　　　 h₀——构件加固前的截面有效高度（mm）；

　　　 h_p——构件截面受压边至无粘结钢绞线合力点的距离（mm），可近似取hp＝h；

　　　 σ_p——预应力钢绞线应力值（N/mm²），取σp＝σp0；

　　　σ_p0——预应力钢绞线张拉控制应力（N/mm²）；

　　　 A_p——预应力钢绞线截面面积（mm²）。

图 7.2.3   矩形截面正截面受弯承载力计算

　　一般加固设计时，可根据公式（7.2.3-1）计算出混凝土受压区的高度χ，然后代入公式（7.2.3-2），即可求出预应力钢绞线的截面面积Ap。

7.2.4　当采用无粘结钢绞线体外预应力加固矩形截面受弯构件时，其斜截面承载力应按下列公式确定：

V≤V_b0＋V_bp　　　　　　　（7.2.4-1）

V_bp＝0.8σ_pA_psinα　　　　　（7.2.4-2）

式中：V——支座剪力设计值（kN）；

　　V_b0——加固前梁的斜截面承载力，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算（kN）；

　　V_bp——采用无粘结钢绞线体外预应力加固后，梁的斜截面承载力的提高值（kN）；

　　　α——支座区段钢绞线与梁纵向轴线的夹角（rad）。