体外预应力加固楼面板的试验研究

体外预应力加固楼面板的试验研究

王果

0引言体外预应力作为后张预应力体系的重要分支之一［1］。大量的工程实践表明，采用体外预应力加固可以有效的提高结构的承载力，减小构件的挠度变形和裂缝开展［2］。目前，体外预应力更多的用在对梁的加固上，国内外也做了大量研究［3］。体外预应力对楼面板的加固少有涉及。本文依据中兴新通讯惠州生产研发基地厂房体外预应力加固后承载力鉴定，对体外预应力加固楼面板效果进行试验研究。1体外预应力加固工程概况中兴新通讯惠州生产研发基地厂房主体为4层框架结构，以钢筋混凝土柱、梁、板等构件共同承重。因为功能改变楼面使用活载由原来的7kN/㎡提高到9kN/㎡。该房屋对原有混凝土梁、板构件采用体外预应力钢绞线加固处理，设计钢绞线极限强度为1860N/mm2,钢绞线施加的张拉预应力为180kN。2预应力加固有限元建模分析2.1有限元模拟本次模拟使用Midas进行建模和分析。选择四结层1/10~2/10×N~P轴板构件作为计算对象，该楼板设计板厚110mm，混凝土强度等级为C25。为了更准确模拟空间受力效果，将四周楼面板整体建立。纵横梁采用梁单元模拟，楼面板采用板单元进行模拟。2.2楼面板受力计算分析通过体外预应力加固使楼面板荷载提高2.0kN/㎡，考虑重要系数1.2，按2.0x1.2=2.4kN/㎡对楼面板进行加载计算。体外预应力和2.4kN/㎡楼面均布荷载共同作用下板计算结果见表1：表1预应力加固效果计算结果表参数名称位置预应力加载2.4kN/㎡加载共同受力提高荷载要求挠度板中-0.4740.5830.11不满足预应力支撑点-0.3990.4710.072不满足板顶应力板中-0.5850.568-0.034满足预应力支撑点-0.9960.401-0.686满足板底应力板中0.581-0.593-0.025不满足预应力支撑点1.073-0.4790.715满足2.3小结由图3和表1的计算结果可知，体外预应力加固对楼面板内力的释放，和楼面板实际受均布荷载下内力分布不一致。厂房体外预应力加固楼面板，未能达到提高荷载使用要求的预期目标。3楼面板原位荷载试验3.1荷载试验选择四结层1/10~2/10×N~P轴板构件作为加载试验对象，本次目标最大加载限值为15.78kN/㎡。在加载过程中发现楼板面砂浆层已经出现贯穿性开裂，中止加载，本次试验加载至试验荷载的85.0%，即实际加载值为13.5kN/㎡。荷载分级见表2：表2载荷分级表加载分级加载卸载01234567891011荷载（kN/㎡）0.001.803.605.407.209.0010.812.613.59.005.400.00为分析该楼板的承载力，本次楼板静载试验指标主要为三项，分别为挠度监测，应变监测和裂缝变化情况监测。应变和挠度测点图如图4所示。3.2试验结果分析根据现场试验数据，选取本次试验楼板的跨中测点9#号测点，绘制各监测点在不同加载量下的荷载-挠度曲线图表：3.3小结在本次试验加载过程中，楼板挠度基本处于线性变化，跨中最大挠度亦处于允许值范围内，但从第七级荷载开始实测挠度值开始大于理论挠度值；在第七级加载过程中钢绞线应变出现突降；在试验过程中楼板面砂浆层出现开裂且裂缝深度贯穿整个砂浆层。4结论与展望经过Midas建模计算和原位荷载试验分析，本楼体外加固预应力钢绞线沿楼板长向布置，对楼板承载能力起到一定的加强作用，但未能对楼板承载能力起到显著加强作用。该房屋楼板主要为短向受力抗弯，体外预应力受预应力支撑方式影响较大，楼板受力最不利位置并没有得到最有效的加强。在原位试验中，体外预应力后期失效，导致楼板受力超限，出现裂缝。表明该体外预应力加固方式，存在一定的风险。这一问题也应引起设计及施工方注意。参考文献：［1］土木工程施工技术的创新及发展探讨。郭哲，佟东，[J]环球市场2017第九期［2］体外预应力结构技术及工程应用。黄民元，[J]建筑科技发展，2004（0）14-15。［3］体外预应力加固技术在框架梁改造工程中的应用。许曙东，[J]建筑技术2004年4期