同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法技术

本发明专利技术涉及同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，在受弯构件的正弯矩区和负弯矩区分别布置有一定数量的预应力碳纤维板，且在弯矩受拉区和负弯矩受拉区的预应力碳纤维板上分别施加有一定吨位的张拉预应力。本发明专利技术的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，可使用预应力碳纤维板同时对构件正、负弯矩进行加固，避免了使用钢绞线操作复杂、后期维护成本高的缺陷，又解决了碳板不可弯折的难点，同时通过设计不同的张拉吨位，消除了负弯矩受拉区通长张拉对正弯矩加固的影响，从而减少使用锚具的数量，节约了成本。

【技术实现步骤摘要】
同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法
本专利技术属于混凝土加固
，具体涉及同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法。
技术介绍
混凝土受弯构件的承载力加固往往通过在受拉区补充钢筋、钢绞线或碳纤维复合材料实现。在体外新增钢构件存在耐久性差、施工成本高、后期维护费用高等不足，因此近年来碳纤维复合材料被大量用于受弯构件的加固。对于预应力混凝土或出现较大裂缝、变形的构件，常规粘贴碳纤维的方法对材料强度的利用率极其有限，在此种背景下，预应力碳纤维板抗弯加固技术应运而生，而碳纤维板无法弯折，对于同时存在正负弯矩的混凝土构件(如连续梁)，传统的设计无法实现有效加固。对于连续受弯构件，正弯矩与负弯矩同时出现在构件的不同位置，另一种方法是使用体外预应力钢绞线进行加固，但存在施工复杂、后期维护成本高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法。为达到上述目的，本申请所要求保护的技术方案如下：同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，在受弯构件的正弯矩区和负弯矩区分别布置有一定数量的预应力碳纤维板，且在弯矩受拉区和负弯矩受拉区的预应力碳纤维板上分别施加有一定吨位的张拉预应力。其优选的技术方案为：如上所述的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，其具体步骤为：(1)确定结构所需预应力碳板在正弯矩受拉区以及负弯矩受拉区产生的弯矩M1r和M2r；(2)计算正弯矩受拉区的预应力碳纤维板在正弯矩受拉区产生的弯矩M1c1、以及负弯矩受拉区的预应力碳纤维板分别在正弯矩受拉区和负弯矩受拉区产生的弯矩M2c1和M2c2；(3)设计正弯矩受拉区和负弯矩受拉区布置的预应力碳纤维板的张拉吨位，其中，M1r≤M1c1-M2c1，M2r≤M2c2。如上所述的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，步骤(2)中，正弯矩受拉区的预应力碳纤维板在正弯矩受拉区产生的弯矩M1c1的计算方法为：M1c1＝P1*e11，其中，P1为构件的正弯矩受拉区布置的预应力碳纤维板张拉的总吨位，e11为正弯矩受拉区的预应力碳纤维板合力点到正弯矩受拉区截面中性轴的距离。如上所述的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，步骤(2)中，负弯矩受拉区的预应力碳纤维板分别在正弯矩受拉区和负弯矩受拉区产生的弯矩M2c1和M2c2的计算方法为：M2c1＝P2*e12，M2c2＝P2*e22，其中，P2为构件的负弯矩受拉区处预应力碳纤维板张拉的总吨位，e12和e22分别为负弯矩受拉区的预应力碳纤维板合力点到正弯矩受拉区和负弯矩受拉区截面中性轴的距离。如上所述的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，所述距离均为偏心距。如上所述的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，P1和P2分别为考虑过应力损失的预应力碳纤维板张拉的总吨位，所述应力损失根据GB50367混凝土结构加固设计规范计算得到。与现有技术相比，本申请所要求保护的技术方案至少具有以下技术效果：(1)本专利技术的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，可使用预应力碳纤维板同时对构件正、负弯矩进行加固，避免了使用钢绞线操作复杂、后期维护成本高的缺陷，又解决了碳板不可弯折的难点；(2)本专利技术的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，通过设计不同的张拉吨位，消除负弯矩受拉区通长张拉对正弯矩加固的影响，从而减少使用锚具的数量，节约成本。附图说明图1为现有技术中混凝土受弯构件正负弯矩的分布示意图；图2为本专利技术的采用通长张拉的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的加固系统示意图；图3为本专利技术的采用分段张拉的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的加固系统示意图；图4为本专利技术的一具体实施例中构件正弯矩受拉区的截面示意图；图5为本专利技术的一具体实施例中构件负弯矩受拉区的截面示意图；其中，100、受弯构件；200、裂缝；300、预应力碳板。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。如图1所示，在实际工程中存在大量连续梁构件，连续受弯构件100正弯矩与负弯矩同时出现在构件的不同位置，正负弯矩之间的预应力混凝土构件经常出现较大裂缝200或者变形。传统的设计无法实现有效加固。为了解决上述问题，如图2和图3所示，在一个具体的实施例中，首先在构件下部(正弯矩受拉区)布置预应力碳纤维板300，用于正弯矩加固，在构件上部(负弯矩受拉区)布置预应力碳纤维板300，用于负弯矩加固。根据设计要求及预算成本，构件上部的预应力碳纤维板可选择通长张拉(图2)或分段张拉(图3)。其中，采用分段张拉效果更明显(上部通长碳板张拉做负弯矩加固时会加剧正弯矩区荷载，影响正弯矩区加固效率)，但使用的锚具数量相较于通长张拉更多。为减少锚具使用量以节约成本，并同时减轻上部碳纤维板对跨中正弯矩的影响，因此还需要针对正弯矩受拉区和负弯矩受拉区布置的预应力碳纤维板设计不同的碳板数量及张拉吨位。具体而言，由于受弯构件的正截面受弯设计可依据平截面假定，按构件最不利弯矩产生的截面进行设计。当构件同时承受正弯矩和负弯矩时，需分别使受正弯矩和受负弯矩的截面满足设计要求。在小变形构件中，弯矩可采用叠加法进行计算，即几个荷载共同作用的效果,等于各个荷载单独作用效果之和，体外预应力对截面产生的弯矩M亦可采用叠加法进行考虑。在同一截面，不同位置碳板张拉产生的弯矩可进行叠加(同为正弯矩或同为负弯矩)或抵消(弯矩有正有负)。利用该原理，在如图2所示的加固系统中，在跨中截面，下部碳板产生的负弯矩有利于构件正弯矩加固，上部碳板产生的正弯矩不利于构件正弯矩加固，因此在设计中应采用叠加原理，将正负弯矩进行抵消，抵消结果即为加固系统对构件作用产生的效果。上述的针对正弯矩受拉区和负弯矩受拉区布置的预应力碳纤维板设计不同的碳板数量及张拉吨位具体可包括以下几个步骤：(1)确定结构所需预应力碳板在正弯矩受拉区以及负弯矩受拉区产生的弯矩M1r和M2r；(2)计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，其特征在于，在受弯构件的正弯矩区和负弯矩区分别布置有一定数量的预应力碳纤维板，且在弯矩受拉区和负弯矩受拉区的预应力碳纤维板上分别施加有一定吨位的张拉预应力。/n

【技术特征摘要】
1.同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，其特征在于，在受弯构件的正弯矩区和负弯矩区分别布置有一定数量的预应力碳纤维板，且在弯矩受拉区和负弯矩受拉区的预应力碳纤维板上分别施加有一定吨位的张拉预应力。


2.根据权利要求1所述的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，其特征在于，其具体步骤为：
(1)确定结构所需预应力碳板在正弯矩受拉区以及负弯矩受拉区产生的弯矩M1r和M2r；
(2)计算正弯矩受拉区的预应力碳纤维板在正弯矩受拉区产生的弯矩M1c1、以及负弯矩受拉区的预应力碳纤维板分别在正弯矩受拉区和负弯矩受拉区产生的弯矩M2c1和M2c2；
(3)设计正弯矩受拉区和负弯矩受拉区布置的预应力碳纤维板的张拉吨位，其中，M1r≤M1c1-M2c1，M2r≤M2c2。


3.根据权利要求2所述的同时加固混凝土受弯构件正负弯矩的方法，其特征在于，步骤(2)中，正弯矩受拉区的预应力碳纤维板在正弯矩受拉区产生的弯矩M1c1的计算方法为：M1c1＝P1*e...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩松，谭成，马正兴，
申请(专利权)人：上海悍马建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31