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摘要：目前，地震频发，造成的砌体结构房屋破坏情况比较严重，本文提出了体外预应力加固法，并且做了针对局部砌体结构承重体系相关的试验，得到了一些结论，对提高砌体结构房屋的抗震能力具有一定参考价值。
关键词：体外预应力 加固技术 砌体结构抗震
0 引言
我国是一个人口众多、土地资源有限的國家而且又是一个自然灾害多发[1]的国家，全国大约79%的城市处于地震区，风灾、火灾也比较频繁，这些都[2]会导致国内现存的大量砌体结构房屋倒塌，历次地震都在不同程度上对建筑物造成损坏，而且短期内这些房屋又不可能全部淘汰或拆除，一旦发生类似唐山、汶川那样的地震，损失将不可估量，因此砌体结构房屋的抗震[3]加固也是急需考虑的内容。当前国内外发展生产提高生产力的重心，为取得更大的投资效益，收回投资速度比新建工程快3～4倍[4]，改建比新建工程可节约投资约40%，缩短工期约50%，按统计资料，已经从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造。在国家支柱行业建筑业上的表现更为明显；对已有建筑物的维修、加固、改造也是目前比较合乎国情的。对缓解日益紧张的城市用地矛盾也有着重要的现实意义，建筑物的加固改造不仅可以节约投资，同时可以不再征用土地。
1 无粘结预应力加固试验分析
当前的加固方法很多，按加固原理的不同，基本上可以划分为直接加固与间接加固两类。目前较多应用在结构领域的加固技术就是预应力加固技术，其中又以无粘结预应力加固居多，本试验就以多根无粘结预应力加固的砌体结构小梁为主来测试加固效应。
1.1 无粘结预应力加固试验原理：预应力加固法是采用高强材料（钢绞线或低碳冷拔钢丝），通过施加预压应力迫使高强材料与原构件共同受力，达到对结构进行加固的一种方法。目前在桥梁上应用的较为广泛，其中以无粘结预应力中的体外索加固用的最多，例如采用外加预应力的钢拉杆撑杆对结构进行加固的方法，水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆等。由于该法的特点是改变了原结构内力分布并降低原结构的应力水平，通过预应力手段强迫后加部分-拉杆与撑杆受力，致使一般加固结构中特有应力应变滞后现象得以完全消除，这使得该加固法见效快，使后加部分与原结构能较好的共同工作，而且该加固方法具有能够减少构件上的应力值，减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点，且结构的总体承载力可显著提高。特别适用于提高抗震要求的楼盖、屋盖等水平受力构件，即为：提高构件承载力、整体刚度和构件抗裂能力，而且加固后占用空间小。
1.2 无粘结预应力加固试验过程：设计被加固的10根C20的混凝土小梁的截面尺寸均为120mm×200mm，梁的跨度均为3m。为了解决加固期间的两个张拉锚固问题端简支梁被设计为双外伸臂梁；内跨计算跨度为2.4m，外跨计算跨度为300mm，所使用分配梁的长度为800mm，加载方式模拟均布荷载受力方式（即为三分点加载）。
1.3 无粘结预应力加固试验阶段分析：梁加固后完成后，从零开始加载初期为第一阶段（无开裂弹性应变阶段），这时随着荷载的增加，梁的挠度增加很小；随着荷载增加，梁的裂缝重新张开，梁的挠度增加变快，此时梁的变形进入了第二阶段（开裂弹性阶段）；加固梁进入第三阶段（塑性破坏阶段）的特点是荷载增加缓慢，而应变和挠度急速增加直至破坏。无粘结预应力加固后的钢筋混凝土梁的荷载—挠度曲线反映了不开裂（名义重裂）弹性、开裂弹性和塑性三个不同的工作阶段；其中第二阶段进入第三阶段的主要原因是普通钢筋屈服引起的。本次试验中的极限荷载值测点分布在第三阶段。
1.4 无粘结预应力加固试验目的：为得出无粘结预应力法对砌体结构钢筋混凝土小梁的效果结论；将此与未加固梁的破坏荷载值对比；主要测试梁的正截面承载力、斜截面的承载能力极限值。
2 无粘结预应力加固试验结论
本试验过程中由于多种原因导致3根小梁还没有进入正常加载试验中就已经破坏了，只有7根小梁的数据有效，从得到的试验数据中分析来看，得到如下结论：
2.1 无粘结预应力加固法，提高幅度的影响因素有张拉端锚具、夹具的硬度与放置位置、预应力控制值、钢护套的大小以及厚度以及梁内原有的配筋率的数值，加固砌体结构钢筋混凝土小梁的承载力；从这些数据的影响大小来看，其中又以预应力控制数值的高低为主要影响因素。从得到的数据中来看，预应力初期的张拉控制值若是过低会导致加固效果失效，若是过高，则有可能在加固过程中断裂，这是非常危险的状态，如何控制无粘结预应力加固技术的初期张拉控制值也是无粘结预应力加固技术今后发展的核心问题。
2.2 无粘结预应力加固法，明显改善该梁体的抗开裂能力以及减小梁的挠度变形，可以以43%幅度来提高砌体结构钢筋混凝土小梁的承载力。
参考文献：
[1]张小云主编.建筑抗震（第二版）.高等教育出版社，2009.03.
[2]华毅杰等.体外预应力技术在加固和改造中的应用.结构加固与改造，1999年4期.38页-41页.
[3]付敏娥.试论房屋建筑的抗震设计与发展方向.黑龙江科技信息，2009年27期.
[4]牛斌.普通钢筋混凝土梁的体外预应力加固.中国铁道科学，1999年9月.82页-88页.
[5]刘航等.体外预应力钢与混凝土组合梁试验研究.建筑技术开发，2002年11.1页-2页.
作者简介：
顾艳阳（1972-），女，上海人，硕士，副教授，全国后张法预应力结构学会会员，研究方向：结构加固、地基加固。
关键词：体外预应力 加固技术 砌体结构抗震
0 引言
我国是一个人口众多、土地资源有限的國家而且又是一个自然灾害多发[1]的国家，全国大约79%的城市处于地震区，风灾、火灾也比较频繁，这些都[2]会导致国内现存的大量砌体结构房屋倒塌，历次地震都在不同程度上对建筑物造成损坏，而且短期内这些房屋又不可能全部淘汰或拆除，一旦发生类似唐山、汶川那样的地震，损失将不可估量，因此砌体结构房屋的抗震[3]加固也是急需考虑的内容。当前国内外发展生产提高生产力的重心，为取得更大的投资效益，收回投资速度比新建工程快3～4倍[4]，改建比新建工程可节约投资约40%，缩短工期约50%，按统计资料，已经从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造。在国家支柱行业建筑业上的表现更为明显；对已有建筑物的维修、加固、改造也是目前比较合乎国情的。对缓解日益紧张的城市用地矛盾也有着重要的现实意义，建筑物的加固改造不仅可以节约投资，同时可以不再征用土地。
1 无粘结预应力加固试验分析
当前的加固方法很多，按加固原理的不同，基本上可以划分为直接加固与间接加固两类。目前较多应用在结构领域的加固技术就是预应力加固技术，其中又以无粘结预应力加固居多，本试验就以多根无粘结预应力加固的砌体结构小梁为主来测试加固效应。
1.1 无粘结预应力加固试验原理：预应力加固法是采用高强材料（钢绞线或低碳冷拔钢丝），通过施加预压应力迫使高强材料与原构件共同受力，达到对结构进行加固的一种方法。目前在桥梁上应用的较为广泛，其中以无粘结预应力中的体外索加固用的最多，例如采用外加预应力的钢拉杆撑杆对结构进行加固的方法，水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆等。由于该法的特点是改变了原结构内力分布并降低原结构的应力水平，通过预应力手段强迫后加部分-拉杆与撑杆受力，致使一般加固结构中特有应力应变滞后现象得以完全消除，这使得该加固法见效快，使后加部分与原结构能较好的共同工作，而且该加固方法具有能够减少构件上的应力值，减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点，且结构的总体承载力可显著提高。特别适用于提高抗震要求的楼盖、屋盖等水平受力构件，即为：提高构件承载力、整体刚度和构件抗裂能力，而且加固后占用空间小。
1.2 无粘结预应力加固试验过程：设计被加固的10根C20的混凝土小梁的截面尺寸均为120mm×200mm，梁的跨度均为3m。为了解决加固期间的两个张拉锚固问题端简支梁被设计为双外伸臂梁；内跨计算跨度为2.4m，外跨计算跨度为300mm，所使用分配梁的长度为800mm，加载方式模拟均布荷载受力方式（即为三分点加载）。
1.3 无粘结预应力加固试验阶段分析：梁加固后完成后，从零开始加载初期为第一阶段（无开裂弹性应变阶段），这时随着荷载的增加，梁的挠度增加很小；随着荷载增加，梁的裂缝重新张开，梁的挠度增加变快，此时梁的变形进入了第二阶段（开裂弹性阶段）；加固梁进入第三阶段（塑性破坏阶段）的特点是荷载增加缓慢，而应变和挠度急速增加直至破坏。无粘结预应力加固后的钢筋混凝土梁的荷载—挠度曲线反映了不开裂（名义重裂）弹性、开裂弹性和塑性三个不同的工作阶段；其中第二阶段进入第三阶段的主要原因是普通钢筋屈服引起的。本次试验中的极限荷载值测点分布在第三阶段。
1.4 无粘结预应力加固试验目的：为得出无粘结预应力法对砌体结构钢筋混凝土小梁的效果结论；将此与未加固梁的破坏荷载值对比；主要测试梁的正截面承载力、斜截面的承载能力极限值。
2 无粘结预应力加固试验结论
本试验过程中由于多种原因导致3根小梁还没有进入正常加载试验中就已经破坏了，只有7根小梁的数据有效，从得到的试验数据中分析来看，得到如下结论：
2.1 无粘结预应力加固法，提高幅度的影响因素有张拉端锚具、夹具的硬度与放置位置、预应力控制值、钢护套的大小以及厚度以及梁内原有的配筋率的数值，加固砌体结构钢筋混凝土小梁的承载力；从这些数据的影响大小来看，其中又以预应力控制数值的高低为主要影响因素。从得到的数据中来看，预应力初期的张拉控制值若是过低会导致加固效果失效，若是过高，则有可能在加固过程中断裂，这是非常危险的状态，如何控制无粘结预应力加固技术的初期张拉控制值也是无粘结预应力加固技术今后发展的核心问题。
2.2 无粘结预应力加固法，明显改善该梁体的抗开裂能力以及减小梁的挠度变形，可以以43%幅度来提高砌体结构钢筋混凝土小梁的承载力。
参考文献：
[1]张小云主编.建筑抗震（第二版）.高等教育出版社，2009.03.
[2]华毅杰等.体外预应力技术在加固和改造中的应用.结构加固与改造，1999年4期.38页-41页.
[3]付敏娥.试论房屋建筑的抗震设计与发展方向.黑龙江科技信息，2009年27期.
[4]牛斌.普通钢筋混凝土梁的体外预应力加固.中国铁道科学，1999年9月.82页-88页.
[5]刘航等.体外预应力钢与混凝土组合梁试验研究.建筑技术开发，2002年11.1页-2页.
作者简介：
顾艳阳（1972-），女，上海人，硕士，副教授，全国后张法预应力结构学会会员，研究方向：结构加固、地基加固。