房屋建筑加固改造工程中体外预应力技术的应用

房屋建筑加固改造工程中体外预应力技术的应用

王子杰

中国建筑第二工程局有限公司 辽宁沈阳 110000

摘要：与其他房屋加固技术相比，预应力技术在房屋建筑结构加固工程中有着较强的适用性，在建筑承载结构主体截面外建立体外预应力体系，应用转向装置和锚固传递预应力。将体外预应力技术用在房屋建筑结构加固中，不仅可以提升建筑结构受力性，也能够提高房屋承载能力与结构刚性，预防建筑裂缝和变形问题，延长建筑使用寿命。

关键词：体外预应力技术；房屋建筑；加固改造工程

引言：近年来，人们对房屋建筑的需求不断提升，建筑质量也成为社会关注的重点话题，质量不合格的房屋建筑将给人身安全带来极大的影响。基于此，本文以体外预应力技术作为研究对象，通过对技术的概述分析，分别从多个方面阐述体外预应力技术的实践与应用。

1体外预应力技术的定义及优势

预应力技术，顾名思义，即结构在承受外部荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加预压应力，能够减弱或抵消拉应力，提高结构可靠度，通常用于改善正常使用极限状态。根据施加预应力的部位不同，可分为体内预应力和体外预应力；根据实施张拉的先后可分为先张法和后张法。体外预应力技术属于后张法预应力体系，有别于体内无粘结预应力技术，体外预应力构件的预应力筋位于构件截面之外。

体外预应力技术具有以下优势。①自重轻：由于体外预应力结构的预应力筋布置在结构构件截面之外，构件截面内不需要布置预应力筋管道，构件截面面积小，从而减轻了结构的自重，节省材料，增大跨越能力。②预应力效率高：由于体外预应力技术实质上是无粘结预应力技术，体外预应力筋仅在转向处和锚固处与结构连接，减小了摩阻损失，有效预应力值增加，预应力效率提高。③防腐性能好：由于预应力筋在使用过程中难免会出现腐蚀，导致构件承载力降低，而体外预应力筋布置在结构构件截面之外对防腐具有重要意义。一方面，孔道防腐材料更易施工，灌注质量更易检查，防腐施工质量可以得到更好保证；另外一方面，当体外预应力筋被腐蚀而导致构件承载力不足时，更换预应力筋更为方便。④质量容易控制：由于体外预应力筋布置在结构构件截面之外，因而可在不影响主要结构构件工作状态的情况下检查体外预应力筋的受力状态，体外预应力筋随时可调可换。⑤布置灵活，受力性能好：体外预应力技术可以根据实际需要布置线型，优化布筋，可以进行全跨或全高范围内的全截面加固，也可以进行局部范围内的加固。体外预应力传力路径明确，能显著提高结构构件承载力和抗裂性能，改善结构整体性能。

2体外预应力技术在房屋建筑加固改造工程中的应用研究

2.1在双向交叉框架梁中应用

体外预应力技术房屋建筑加固工程完成后，预应力索将会长期暴露在外，导致框架梁面临着腐蚀问题。为防止潮湿的空气对预应力索产生腐蚀，施工时建议使用拥有抗腐蚀能力的材料，比如镀锌材质的钢绞线。镀锌钢绞线不仅抗腐蚀性强，且可以同无粘结工艺相结合，使钢绞线周围包裹着高密度聚乙烯保护层，强化对建筑结构的保护。相关人员还设计出群锚防松盖，防止夹片长时间使用而出现松动问题，保障锚具功能完善，这种防松盖与锚环的规格需要相互匹配，开孔位置需按照预应力索的数量选择，开孔孔径必须必预应力索直径大，比夹片外径小。防松盖张拉后穿入预应力索，一直到夹片后部位置，用螺栓将锚环固定，这种加固方式能够有效延长锚具使用寿命。固定钢节点的结构胶和锚栓如果达到强度设计值，可对其张拉，张拉之前应将预应力索做预紧处理，保证预应力索能够均匀受力，保护建筑结构的安全性和稳定性。因此，应采用分级对称的张拉方法，尽量在梁的两侧一同张拉。

2.2在板柱结构楼板中应用体外预应力技术

房屋建筑加固改造工程的主体结构施工完成后，需要在地下负一层夹层顶板中心处设置喷泉，整体重量为23t。这一设计将会给工程结构带来荷载问题，为了提高结构承载力并满足结构使用功能，可对地下负一层的夹层顶部轴的楼板进行加固。其中加固板的厚度有500mm，板的长度为10×8.8m，板顶标高为-0.250m。经分析后，该工程决定采用十字交叉索这一体外预应力技术。在设计线性与节点设置方面，该工程喷泉荷载属于均匀分布的集中荷载，采用了折线布置的预应力索线性布置类型。工程双预应力应用了十字交叉的形式，预应力筋沿着板对角线排列。为了加大垂直反作用力，而预应力索的角度无法达到弯曲要求，预应力弯曲点在板端1/3处。在布置中可使用跨层双预应力，设计板的顶部时需要额外重视预应力索的双方位置关系。

2.3在预应力简支梁和框架抽柱中应用体外预应力技术

体外预应力技术可以用于工程框筒结构，建筑物主体结构建设完成后，出于多方因素考虑，工程需要再次装修。装修打孔改造时发现有几根预应力简支梁出现断裂情况，原有的建筑体内预应力筋的加固作用不够理想，这时需要对简支梁结构展开重新加固，并采用体外预应力技术加固建筑简支梁结构。从房屋建筑改造工程的施工特点出发，由于房屋的梁体部位属于预应力简支梁，梁的一段需要有剪力墙起到承载的作用。因此，需对体外张拉端节点进行设置，应用锚栓与锚固将节点在梁侧与墙体外侧固定。

3应用前景展望

①体外预应力技术应用领域和范围将愈加广泛：不仅将会在桥梁工程及钢筋混凝土结构加固改造中广泛应用，而且将在钢结构、木结构、砌体结构以及新型结构中得到更广泛的应用。②体外预应力技术在工程中应用的数量将有更大、更快地增加：比如，由于体外预应力技术能减轻结构重量，节约材料的用量。可能节约材料的用量的经济效益并不十分显著，但同时因此所带来的施工工序的简化，施工速度的加快，工期的缩短，管理费用的降低以及使用阶段维护费用的降低，这一切将会使其经济性得到更大的发挥。当然，还有体外预应力的其他优势也势必会将其社会效益发挥到极致。良好的经济性和社会性，无疑将使得体外预应力技术得到更多的应用。③体外预应力技术的计算理论、计算模型将更加合理，更加简化，设计理论、设计软件将更加高效。④另外，随着材料科学的发展，体外预应力筋的性能也将更加完美，体外预应力结构的受力性能也将更好。

结束语：总之，体外预应力技术是大有前途的，但是体外预应力技术与其他一样也存在着一些技术上的问题。由于手头资料有限，限于作者现有水平，未能在此详述。但体外预应力发展过程中所遇到的各种问题必将在科学技术人员的共同努力下得到解决。

参考文献：

1. 徐志强.分析体外预应力技术在房屋建筑加固改造工程中的应用[J].现代物业(中旬刊),2019(11):186.DOI:10.16141/j.cnki.1671-8089.2019.11.179.

2. 柯海鹏.体外索预应力技术在空腹式拱桥中的应用[J].城市道桥与防洪,2019(10):170-172+22.DOI:10.16799/j.cnki.csdqyfh.2019.10.048.

3. 李慧,金成,王皓昉,胡雪烽.体外预应力技术在加固工程中的应用[J].居舍,2019(28):67.

4. 刘德成.桥梁加固工程中体外预应力技术的应用分析[J].智能城市,2018,4(24):128-129.DOI:10.19301/j.cnki.zncs.2018.24.081.

5. 田洪伟.体外预应力技术在混凝土桥梁中的应用[J].建筑技术开发,2018,45(23):81-82.

[6]吴骞.体外预应力技术在桥梁维修加固中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(18):148.DOI:10.19569/j.cnki.cn119313/tu.201818140.