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10.3 结构整体预应力加固设计


10.3.1 钢结构整体预应力加固法,宜用于大跨度及空间结构体系。加固方法宜采用预应力钢索加固法、预应力钢索加撑杆加固法、预应力钢索斜拉法或悬索吊挂加固法(图10.3.1)。
整体预应力加固法示意
图10.3.1 整体预应力加固法示意
1-塔架;2-索;3-原结构
10.3.2 用于结构整体预应力加固的预应力构件及节点,宜布置在被加固钢结构或结构单元的范围内,且应具有明确的传力路径和计算简图。
10.3.3 预应力拉索的转折点、锚固节点及撑杆的支点,应位于原结构的节点或支座。
10.3.4 对结构整体预应力加固的预应力构件宜对称布置,预应力加固的效应宜使原结构多数杆件内力减少、少数杆件内力增加。对内力增加的杆件,当其内力组合设计值超过构件承载力设计值时宜先行加固,再施加预应力。
10.3.5 采用预应力钢索和撑杆加固时,与同一根预应力环索相连的撑杆长度宜相等,或斜索与撑杆的夹角宜相等。
10.3.6 用于施加预应力的构件及其锚固节点宜对称布置,用于锚固预应力索的钢构件及其节点不宜偏心受力。
10.3.7 与撑杆连接的原结构节点应重新设计。现场增设撑杆连接零件时,应采取必要的防护措施,确保原结构安全。
10.3.8 构件和节点的极限承载力验算以及结构整体承载力验算,应包括加固时的预应力状态和加固后的使用状态。结构分析计算时,预应力状态的初始条件,应为现状结构的变形状态;使用状态的初始状态,应为预应力状态结束时的变形状态。
10.3.9 结构整体预应力加固验算应包括下列内容:
    1 构件的强度、刚度与稳定性验算,以及构件本身的局部稳定性验算;
    2 节点的强度与节点板件的稳定性验算;
    3 结构整体变形验算;
    4 对需要计算整体稳定的结构体系,尚应进行整体稳定性验算。

条文说明
10.3.1 本条给出的结构整体预应力加固方法均为常见且成熟的方法,也可采用其他有效且安全的加固方法。当采用新方法时,宜通过准确的计算分析验证或模型实验验证。
10.3.2 结构体系的外部空间一般用于建筑或其他功能。因此,不考虑在外部空间设置预应力系统。
10.3.3 本条规定的目的主要是为了保证原构件受力性质不发生变化。否则,应采取措施予以处理,使之达到此要求。
10.3.4 结构的加固改造必定会造成部分构件内力增加,为此,需特别提请关注,当实施加固时,应对加固过程中设计应力超过钢材强度设计值的构件先行加固,保证其在加固过程中及竣工后均满足承载力要求,以保证安全。
10.3.5、10.3.6 制定这两条的目的是为了保证预应力构件内力分布尽可能均匀;当不能保证内力分布均匀时,应通过计算分别确定加固构件的截面尺寸。
10.3.7 原结构在受力状态下进行加固,其节点设计与新结构的节点设计完全不同,应考虑已存在的内应力。同时,在加固施工时,应采取事先释放内应力的措施或其他安全措施。
10.3.8 加固结构的设计是在结构受力状态下进行增加构件及预应力的设计计算,与新结构的设计完全不同,应考虑加固过程中的内力状态,同时,还应考虑原结构的早期变形或损伤。
10.3.9 本条规定了钢结构预应力加固验算的内容。验算公式及方法可参照现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017以及不同结构体系对应的结构设计标准或技术规程;至于大跨度结构的整体稳定性验算可参照现行行业标准《空间网格结构技术规程》JGJ 7的规定。
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钢结构加固设计标准 GB51367-2019
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