预应力技术在改造工程中的应用模板.docx

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1、预应力技术在改造工程中的应用东南大学大礼堂是该校的一幢标志性建筑，建于本世纪30年代。经检讨，部分结构构件已不再符合规范所要求的安全等级，须对大礼堂进行补强加固，并将大礼堂东厢2层楼房的底层改造成一大空间报告厅，取名为春晖堂。这样，就需抽除底层4根30OmmX30Oninl的柱子Z1Z4(图4-18-1),以满足建筑使用要求。该房建筑平面尺寸为17.28mX11.60m,属内框架混合结构。然而，抽柱后结构传力途径的改变使外纵墙及其地基基础上所受外载增加；另外，由于1964年增建的礼东教学楼引起原本较弱的地基(RW60kNm2)不均匀沉降，导致春晖堂东端南北外墙出现了显著的斜裂缝。因此，改造进程

2、中，对外纵墙及地基基础也必须作相应的加固处置。第1章加固改造方案经检测，春晖堂原二层楼面的内框架梁口、1.2、1.3和次梁1.I、1.2,的截面尺寸均为300mm400mm,四周承重墙宽占bv=370mm,混凝土强度等级C20,I级钢，屈服强度设计值y=210N/mm2.对此，补强改造的方案能够有多种，但主要有以下3种方案：【方案一】原则上不改变原梁的主次关系，直接加固梁1.I、1.2,用作主梁。而1.I、1.2仍为次梁，它们将楼面荷载传给1.3,随后再传到1.l、1.2上，最后通过南北承重纵墙传入基础，但这样使梁口、1.2,两端的纵墙上新增荷载过于集中。荷载传递流程如图478-2（八）所示。

3、【方案二】将原梁1.I、1.2和次梁1.I、1.2,均加固成主梁，而把梁1.3改作次粱。这样，外纵墙上所承受的新增荷载分布较均匀，受力合理。荷载传递流程如图4T8-2(b)所示。【方案三】将原楼面梁1.I、1.2、1.I、1.2,和1.3加固改变成井式梁结构，使楼面荷载较均匀地传递到纵、横外墙上，但加固梁施工工作量大，且有肯定难度。荷载流程如图4T8-2(c)所示实际工程中，综合考虑各方案的加固梁工作量、施工难度和重新分布荷载的均匀程度，最后采用方案二。具体加固方法是：采用梁两侧对称设置折线形高强预应力钢绞线束进行补强，同时将加固梁口、1.2、1.J、1.2,两头的预应力筋张拉锚固端内埋于纵墙

4、外周边的圈梁(77OmnlX40Omm)内，以满足建筑外立面要求。张拉结束后，用C30混凝土封堵外圈梁上局部缺口，并包裹钢绞线束，以到达防火、防锈蚀的目的，见图478-3。另外，一方面考虑到柱抽除后外纵墙上荷载增加，房屋侧向刚度削弱，故采用单侧配筋细石混凝土夹板墙结合钢筋混凝土扶壁柱法加固外纵墙(图4T8-4),另一方面，因为地基基础较弱,以及传力途径改变使地基基础上荷载增加，所以采用压力注浆旋喷桩结合抬梁法加固外墙下地基基础(图4T8-5),这样还可有效阻止不均匀沉降的继续开展。旋喷桩对称于墙中心线部署，扶壁柱下设4根，窗间墙下设2根。第2章加固改造设计计算春晖堂抽柱改造后，二层楼面梁1.2

5、上还要增加一面3.5m面的内墙。为减轻自重，采用墙两侧各抹灰厚25mm砂浆的泰柏板轻质墙体。这样加固主梁分为两类：带墙的1.2和不带墙的1.1、1.2、1.J。在梁1.l、1.2、1.J和1.2的加固设计中，将原梁混凝土整截面视作加固梁的受压区，原梁钢筋的作用不再计入，而仅将其作为加固梁的一部分安全储备。另外，由于采用预应力加固改造法，抽柱前在对梁1.I、1.2、1.l和1.2的加固进程中，预应力发生的等效荷载可平均掉原梁上的静载,，从而卸去柱上的压应力，方便了柱子的拆除。具体设计计算方法如下：梁1.I、1.2、1.lz和1.2的荷载与内力1.底层四柱抽除后，梁1.I、1.2、1.l,和1.2

6、均可简化成简支梁。梁上静、活荷载标准值分别以D、1.表示，图4T8-6为加固梁的计算简图。2.由加固梁计算简图可计算出控制截面内力值：梁1.I、1.2和1.l的弯矩Ml=623kNm,剪力Vl=215kN;梁1.2的弯矩M2=739kN-m,剪力V2二255kN0第2节预应力筋估算预应力筋选用1570级中jl5钢绞线，锚具选用JM15-3夹片锚。张拉控制应力：对梁1.I、1.2和1.1,SZcon1=0.65ptk=1020Nmm2,对梁1.2取。Con2=0.56ptk=879Nmm2,依据公式AP=MX(PPR)/(0.9opshop),估算出预应力筋面积，结果列于表4T8T。式中：PPR

7、一预应力度，因不考虑原梁钢筋抗弯作用，故取1.0；。ps一预应力筋极限应力设计值，近似取。con。第3节预应力加固梁承载力计算预应力损失。1;预应力战失。2主要包括预应力筋与钢盒间的摩擦战失。12,锚固损失。11,松弛损失。14和混凝土压缩徐变损失。15。计算结果见表4-18-2。预应力筋的极限应力设计值。ps：按照公式。PS=(1/1.2)(ope+5001400BO)计算，结果列于表4T8-2。加固梁的抗弯与抗剪承载方MS与Vs：将加固预应力视作梁的内应力，依据力学平均条件EN=0,M=0,易得抗弯与抗剪承载力也，和Vs。最后，将其与设计弯矩U和设计剪力V比较，结果示于表4-18-2。MS

8、/M、Vs/V均大于1,满足承载力要求。外纵墙、地基基础的设计计算：按照相应的加固规范计算，此处从略。第3章主要施工技术1 .施工顺序：地基基础加固一承重墙加固一横向主梁预应力加固一拆柱。其中，关键是预应力加固梁后的反拱有效地方便了柱子的拆除。2 .采用配备空压机的袭击钻杆高效率倾角打洞技术，在圈梁上快速打出穿预应力束的斜孔。预应力钢绞线采用单根穿。对3根中j15钢绞线束采用川153夹片锚，对2根中j15钢绞线束也采用川153夹片锚，但张拉时，要在第3个锚具孔内插入约1.2m长的中j15短钢绞线。张拉方式为：用2台干厅顶于梁两端斜对称同步一端张拉。为减少摩擦损失，张拉时，在钢绞线与钢盒支撑垫根

9、间放置滑动薄铁皮。3 .采用跨过梁头的厚钢板(h=35mm)将预应力筋锚固力传至梁端，以避免梁端两侧圈梁因打洞使截面削弱而被剪坏。另外，完全将锚具埋置于外圈梁内，不影响建筑立面外形的美观。4 .如图4T8-7所示，梁1.I、1.2南端间的圈梁由原先的77OnInlX400nlm的矩形截面(虚线)改成了梯形截面，而1.I、1.2正好各有一束预应力筋从该段梯形截面圈梁上穿过，并且其倾斜方向与梯形斜面方向相反。这给施工带来很大困苦。因为当时工期非常紧，且此处锚固集中应力又很大，经多方案比较后，使用了特殊配方的高强混凝土浇筑于图4-18-7中阴影区范围，长度60cmo2d后，混凝土强度即超越了C30。

10、张拉时，将这端作为锚固端，以降低应力集中峰值。施工结果表明，这一措施不但保证了质量，也保证了工期。5 .最后使用混凝土抗拉强度低的特性，采用预应力快速破断技术，半天移除4柱。第4章结语改造后的春晖堂，成为一个宽阔气派的大空间报告厅，总使用面积为200.4m2,效果非常显著。现场测验结果为：加固梁总反拱值平均4.5mm；张拉阶段预应力发生的等效荷载等同于柱上所受拉力，这些结果与设计值较吻合。实践证明：预应力加固改造法不但能对普通梁进行常规体外加固，而且，能够有效地用于建筑物改造工程与拆除工程，它的推广应用前景和由此发生的综合经济效益则是不言而喻的。施工现场安全施工注意事项1、施工人员进入施工现场

11、前，必须要进行施工安全、消防知识的教育和考核工作，对考核不合格的职工，禁止进入施工现场参加施工。2、进入施工现场必须戴好安全帽，系好帽带，并正确使用个人劳动防护用品.3、严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，对违章作业的指令有权拒绝并有责任制止他人违章作业。4、施工作业时必须正确穿戴个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽。不许私自用火，严禁酒后操作。5、穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊不准进入施工现场。6、穿硬底鞋不得进行登高作业。7、在高空、钢筋、结构上作业时，一定要穿防滑鞋.8、现场用电,一定要有专人管理，同时设专用配电箱，严禁乱接乱拉，采取用电挂牌制度,尤其杜绝违章作业，防止人身、线路，设

12、备事故的发生。9、电钻、电锤、电焊机等电动机具用电、配电箱必须要有漏电保护装置和良好的接地保护地线，所有电动机具和线缆必须定期检查,保证绝缘良好，使用电动机具时应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。10、工地施工照明用电，必须使用36伏以下安全电压,所有电器机具在不使用时，必须随时切断电源,防止烧坏设备.11、在用喷灯、电焊机以及必要生火的地方，要填写用火申请登记和设专人看管，随带消防器材等，保证消防措施的落实。施焊时，特别注意检查下方有无易燃物，并做好相应的防护，用完后要检查，确认无火后再离开.12、未经安全教育培训合格不得上岗，非操作者严禁进入危险区域；特种作业必须持特种作业资格证上岗。13、凡2m以上

13、的高处作业无安全设施,必须系好安全带；安全带必须先挂牢后再作业。14、高处作业材料和工具等物件不得上抛下掷.15、从事高空作业人员要定期体验。凡患有高血压、心脏病、贫血症、癫痫病以及不适于高空作业的人员，不得从事高空作业。16、机械设备、机具使用,必须做到“定人、定机”制度;未经有关人员同意，非操作人员不得使用。17、电动机械设备，必须有漏电保护装置和可靠保护接零，方可启动使用.18、未经有关人员批准，不得随意拆除安全设施和安全装置；因作业需要拆除的，作业完毕后，必须立即恢复。19、井字架吊篮、料斗不准乘人。20、酒后不准上班作业.21、作业前应对相关的作业人员进行安全技术交底。22、在高空以

14、及施工现场作业，如配管放配线，设备安装及开通调试中,必须要严格执行安全技术规程，顺利进行作业严禁违章操作，造成不应发生的事故。23、在整个施工过程中，必须严格执行国家、省市、各部委关于工程消防法规和有关条款。24、经常配齐、保养消防器材，做到会保养、会使用。认真贯彻逐级消防责任制，做好消防工作。25、现场人工断料，所用工具必须牢固,掌饕子和打锤要站成斜角，注意扔锤区域内的人和物体。切断小于30Cm的短钢筋,应用钳子夹牢,禁止用手把扶，并在外侧设置防护箱笼罩或朝向无人区。26、多人合运钢筋，起、落、转、停动作要一致，人工上下传送不得在同一直线上.钢筋堆放要分散、稳当、防止倾倒和塌落。27、在高空

15、、深坑绑扎钢筋和安装骨架,须搭设脚手架和马道。28、绑扎立柱、墙体钢筋，不得站在钢筋骨架上和攀登骨架上下。柱筋在4m以内,重量不大，可在地面或楼面上绑扎，整体竖起；柱筋在4m以上，应搭设工作台。柱梁骨架应用临时支撑拉牢，以防倾倒。29、绑扎基础钢筋时,应按施工设计规定摆放钢筋支架或马凳架起上部钢筋,不得任意减少支架或马凳。30、绑扎高层建筑的圈梁、挑檐、外墙、边柱钢筋，应搭设外架或安全网。绑扎时挂好安全带。31、起吊钢筋骨架，下方禁止站人，必须待骨架降落到离地Im以下始准靠近,就位支撑好方可摘钩。32、吊运短钢筋应使用吊笼，吊运超长钢筋应加横担,捆绑钢筋应使用钢丝绳千斤头,双条绑扎，禁止用单条千斤头或绳索绑吊。33、吊运在楼层搬运、绑扎钢筋，应注意不要靠近和碰撞电线。并注意与裸体电线的安全距离（IkV以下4m,1-10kv6m）.34、夜间施工灯光要充足，不准把灯具挂在竖起的钢筋上或其他金属构件上，导线应架空.