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中华人民共和国行业标准
建筑结构体外预应力加固技术规程
Technical specification for strengthening building structures with external prestressing tendons
JGJ/T 279-2012
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 1 2 年 5 月 1 日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1227号
关于发布行业标准《建筑结构体外预应力加固技术规程》的公告
现批准《建筑结构体外预应力加固技术规程》为行业标准,编号为JGJ/T 279-2012,自2012年5月1日起实施。
本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2011年12月26日
前 言
根据原建设部《关于印发<二00二~二00三年度工程建设城建、建工行业标准制定、修订计划>的通知》(建标[2003]104号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结工程实践经验;参考有关国际标准和国外先进标准,在广泛征求意见的基础上,编制本规程。
本规程的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.材料;5.结构设计;6.构造规定;7.防护;8.施工及验收。
本规程由住房和城乡建设部负责管理,由中国京冶工程技术有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议,请寄送至中国京冶工程技术有限公司《建筑结构体外预应力加固技术规程》编制组(地址:北京市海淀区西土城路33号,邮编:100088)。
本规程主编单位:中国京冶工程技术有限公司
浙江舜杰建筑集团股份有限公司
本规程参编单位:同济大学
中国建筑科学研究院
中冶建筑研究总院有限公司
北京市建筑设计研究院
北京市建筑工程研究院有限责任公司
上海同吉建筑设计工程有限公司
南京工业大学
本规程主要起草人员:尚仁杰 吴转琴 陈坤校 熊学玉 李晨光 李东彬 束伟农 宫锡胜 顾 炜 李延和 仝为民 邵卫平
本规程主要审查人员:陶学康 霍文营 盂少平 郑文忠 李培彬 吴徽 庄军生 张 瀑 朱尔玉 司毅民 朱 龙
1 总 则
1.0.1 为使采用体外预应力加固法进行加固的混凝土建筑结构设计与施工做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于房屋建筑和一般构筑物的混凝土结构采用体外预应力加固法进行加固的设计、施工及验收。
1.0.3 混凝土结构加固前,应根据建筑物类别按现行国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》GB 50144和《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292进行可靠性鉴定。当房屋建筑处于抗震设防区时,应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023进行抗震可靠性鉴定。
1.0.4 混凝土结构采用体外预应力进行加固的设计、施工及验收,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 结构加固 strengthening of existing structures
对可靠性不足或使用过程中要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分,采取增强、局部更换或调整其内力等措施,使其具有满足国家现行标准及使用要求的安全性、耐久性和适用性。
2.1.2 体外预应力加固法 structure member strengthened with external prestressing tendon
通过布置体外预应力束并施加预应力,使既有结构构件的受力得到调整、承载力得到提高、使用性能得到改善的一种主动加固方法。
2.1.3 体外预应力束 external prestressing tendon
布置在混凝土构件截面之外的后张预应力筋及外护套等。
2.1.4 转向块 deviator
改变体外预应力束方向的、与混凝土构件相连接的中间支承块。
2.1.5 锚固块 anchorage block
承受预应力锚具作用并将其传递给混凝土结构的附加锚固装置。
2.1.6 体外预应力二次效应 second-order effect of external prestressing
体外预应力筋与构件横向变形不一致而引起的附加预应力效应。
2.2 符 号
2.2.1 材料性能
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3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 体外预应力加固法可用于下列情况的混凝土构件加固:
1 提高结构与构件的承载能力;
2 减小结构构件正常使用中的变形或裂缝宽度;
3 既有结构处于高应力、应变状态,且难以直接卸除其结构上的荷载;
4 抗震加固及其他特殊要求的加固。
3.1.2 既有结构的混凝土强度等级不宜低于C20。
3.1.3 既有混凝土结构需进行体外预应力加固时,应技鉴定结论和委托方提出的要求,由具有相应资质等级的设计单位进行加固设计。
3.1.4 加固后的混凝土结构安全等级应根据结构破坏后果的严重性、结构重要性、既有结构可靠性鉴定结果和加固设计使用年限,由委托方和设计单位按实际情况确定。结构加固设计使用年限应根据既有结构的使用年限、可靠性鉴定结果和使用要求确定。
3.1.5 混凝土结构的体外预应力加固设计应考虑施工工艺的可行性,合理选用预应力锚固体系,保证受力合理、施工方便。
3.1.6 对高温、高湿、低温、冻融、化学腐蚀、振动、温度应力、地基不均匀沉降等影响因素引起的既有结构损坏,应在加固设计文件中提出防治对策,并应按设计要求进行治理和加固。
3.1.7 对加固过程中可能出现倾斜、失稳、过大变形或坍塌的混凝土结构,应在加固设计文件中提出相应的施工安全和施工监测要求,施工单位应严格执行。
3.1.8 未经技术鉴定或设计许可,不得改变加固后结构的用途和使用环境。
3.2 设计计算原则
3.2.1 采用体外预应力加固混凝土结构时,应对结构的整体进行作用(荷载)效应分析,并应进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算。
3.2.2 加固设计中,应按下列规定进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计及验算:
1 结构上的作用,应经调查或检测核实,并应根据现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》 GB 50367的规定确定其标准值或代表值。结构上的作用已在可靠性鉴定中确定时,宜在加固设计中引用。
2 既有结构的加固计算模型,应符合其实际受力和构造状况;作用效应组合和组合值系数及作用的分项系数,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009确定。
3 结构的几何尺寸,对既有结构应采用实测值;对新增部分,可采用加固设计文件给出的名义值。
4 既有结构钢筋强度标准值和混凝土强度等级宜采用检测结果推定的标准值,当材料的性能符合原设计要求时,可采用原设计的标准值。
5 超静定结构应考虑体外预应力对相邻构件内力的影响以及预应力产生的次内力对结构内力的影响。
6 加固后构件刚度发生变化时,整体静力计算和抗震计算应考虑刚度变化对内力分配的影响。
3.2.3 既有结构为普通混凝土结构时,体外预应力束配筋截面积应符合下列规定:
1 混凝土板、简支梁、框架梁跨中:
2 框架梁梁端:
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4 材 料
4.1 混 凝 土
4.1.1 体外预应力加固采用的混凝土强度不应低于C30。
4.2 预应力钢材
4.2.1 体外预应力束的选用应根据结构受力特点、环境条件和施工方法等确定,体外预应力束的预应力筋可采用预应力钢绞线、预应力螺纹钢筋,并宜采用涂层预应力筋或二次加工预应力筋。
4.2.2 预应力钢绞线和预应力螺纹钢筋的屈服强度标准值(fpyk)、极限强度标准值(fptk)及抗拉强度设计值(fpy)应按表4.2.2采用。
4.2.4 涂层预应力筋可采用镀锌钢绞线和环氧涂层预应力钢绞线,当防腐材料为灌注水泥浆时,不应采用镀锌钢绞线。涂层预应力筋性能应符合下列规定:
1 镀锌钢绞线的规格和力学性能应符合国家现行标准《高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线》YB/T 152的规定;
2 环氧涂层预应力钢绞线的性能应符合国家现行标准《环氧涂层七丝预应力钢绞线》GB/T 21073和《填充型环氧涂层钢绞线》JT/T 737的规定。
4.2.5 二次加工钢绞线可采用无粘结预应力钢绞线,其规格和性能指标应符合现行行业标准《无粘结预应力钢绞线》JG 161的规定。
4.3 锚 具
4.3.1 体外预应力加固用锚具和连接器的性能应符合国家现行标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370和《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ 85的规定,并宜选用结构紧凑、锚固回缩值小的锚具。
4.3.2 锚具应满足分级张拉、补张拉和放松拉力等张拉工艺的要求。
4.4 转向块、锚固块及连接用材料
4.4.1 转向块、锚固块的材料性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700、《低合金高强度结构钢》GB/T 1591、《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352的有关规定。
4.4.2 转向块、锚固块与既有结构的连接用材料性能应符合现行行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145的规定。
4.5 防护材料
4.5.1 体外束的外套管可采用钢管或高密度聚乙烯(HDPE)管等。对不可更换的体外束,可在管内灌注水泥浆;对可更换的体外束,管内应灌注专用防腐油脂。
4.5.2 灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥,并应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB 175的规定。
4.5.3 外加剂的技术性能及应用方法应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB 8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119等的规定。
4.5.4 水泥浆水胶比及其性能应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB 50666的有关规定。
4.5.5 专用防腐油脂的技术性能应符合现行行业标准《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》JG 3007的规定。
4.5.6 防火涂料的技术性能应符合现行国家标准《钢结构防火涂料》GB 14907的规定。
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5 结构设计
5.1 一般规定
5.1.1 体外预应力加固超静定混凝土结构,在进行承载力极限状态计算和正常使用极限状态验算时,应考虑预应力次弯矩、次剪力、次轴力的影响。对于承载力极限状态,当预应力作用效应对结构有利时,预应力作用分项系数应取1.0,不利时应取1.2;对正常使用极限状态,预应力作用分项系数应取1.0。体外预应力配筋截面积可按本规程附录A的方法估算。
5.1.2 体外预应力加固超静定混凝土结构,计算截面的次弯矩(M2)和次轴力(N2)宜按下列公式计算:
次剪力宜根据构件各截面次弯矩的分布按结构力学方法计算。
5.1.3 体外预应力筋的预应力损失值可按表5.1.3的规定计算。
2 当结构处于年平均相对湿度低于40%的环境下,σl5值应增加30%。
3 既有结构混凝土浇筑完成后时间超过5年时,σl5值可取0。
4 对重要的建筑结构构件,当需要考虑与时间相关的混凝土收缩、徐变及预应力筋应力松弛预应力损失值时,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010进行计算。
5.1.8 体外预应力加固进行分批张拉时,应考虑后批张拉预应力筋所产生的混凝土弹性压缩对于先批预应力筋的影响,可将先批张拉的预应力筋张拉控制应力增加αEσpci。
注:σpci为后批张拉预应力筋在先批张拉预应力筋重心处所产生的混凝土法向压应力,同一体外段取其平均值计算,当预应力筋位于截面受拉边缘外时,可假设预应力筋高度处有混凝土并按平截面假定计算。
5.1.9 体外预应力筋的应力设计值(σpu)可按下式计算:
5.2 承载能力极限状态计算
5.2.5 当既有结构受剪截面不符合本规程第5.2.4的规定时,应先采取加大受剪截面、粘钢等加固方式加强截面,再进行体外预应力加固。
注:1 对T形或I形截面的简直受弯构件,当有实践经验时,本规程式(5.2.4-1)中的系数可改用0.3;
2 对受拉边倾斜的构件,当有实践经验时,其受剪截面的控制条件可适当放宽。
5.2.6 在计算斜截面的受剪承载力时,其剪力设计值的计算截面应考虑体外预应力筋锚固处、转向块处、支座边缘处、受拉区弯起钢筋弯起点处、箍筋截面面积或间距改变处以及腹板宽度改变处的截面。对受拉边倾斜的受弯构件,尚应包括梁的高度开始变化处,集中荷载作用处和其他不利的截面。
5.2.7 体外预应力加固矩形、T形和I形截面的受弯构件,其斜截面的受剪承载力应按下列公式计算:
5.3 正常使用极限状态验算
5.3.1 体外预应力加固结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值应根据使用环境类别和结构类别,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定确定。
5.3.8 体外预应力加固混凝土受弯构件在使用阶段的预应力反拱值,宜根据加固梁开裂截面完全闭合前、后的反向短期抗弯刚度分两阶段按结构力学方法计算,计算中预应力筋的应力应扣除全部预应力损失,反向短期刚度可按下列规定取值:
1 预加力(Np)从0增加达到裂缝完全闭合预加力(Nclo)过程中,构件短期刚度可按下式分段取值计算:
2 裂缝完全闭合后,短期刚度可按本规程式(5.3.7-1)计算。
考虑预压应力长期作用的影响,可将计算求得的预应力反拱值乘以增大系数1.5。
5.3.9 对重要或特殊构件的长期反拱值,可根据专门的试验分析确定或采用合理的收缩、徐变计算方法经分析确定;对恒载较小的构件,应考虑反拱过大对使用的不利影响。
5.4 转向块、锚固块设计
5.4.1 体外预应力加固采用钢制转向块、锚固块时,除应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017对转向块、锚固块进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算外,尚应对转向块、锚固块与原混凝土结构的连接进行承载力极限状态计算。
5.4.2 按承载能力极限状态设计钢制转向块、锚固块及连接件时,预应力等效荷载标准值应按预应力筋极限强度标准值计算得出。
5.4.3 按正常使用极限状态设计钢制转向块、锚固块及连接件时,预应力等效荷载标准值应按预应力筋最大张拉控制应力计算得出。
5.4.4 与转向块、锚固块连接处的既有结构混凝土应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010进行受冲切承载力和局部受压承载力计算。在预应力张拉阶段局部受压承载力计算中,局部压力设计值应取1.2倍张拉控制力进行计算;在正常使用阶段验算中,局部压力设计值应取预应力筋极限强度标准值进行计算。
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6 构造规定
6.1 预应力筋布置原则
6.1.1 体外预应力加固设计时,体外束可采用直线、双折线或多折线布置方式,且其布置应使结构对称受力,对矩形、T形或I字形截面梁,体外束宜布置在梁腹板的两侧。
6.1.2 体外束转向块和锚固块的设置宜根据体外束的设计线形确定,对多折线体外束,转向块宜布置在距梁端1/4~1/3跨度的范围内,当转向块间距大于12倍梁高时,可增设中间定位用转向块;对多跨连续梁、板,当采用多折线体外束时,可在中间支座或其他部位增设锚固块,当大于三跨时,宜采用分段锚固方法。
6.1.3 体外束的锚固块与转向块之间或两个转向块之间的自由段长度不宜大于8m;超过8m时,宜设置固定节点或防振动装置。
6.1.4 体外束在每个转向块处的弯曲角不宜大于15°,当弯曲角大于15°时,应按现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224-2003确定其力学性能指标,或依据可靠的理论、试验数据对体外预应力筋的强度值进行折减。
6.1.5 体外束与转向块的接触长度应由弯曲角度和曲率半径计算确定。
6.2 节点构造
6.2.1 体外预应力束的锚固体系节点构造应符合下列规定:
1 对于有整体调束要求的钢绞线夹片锚固体系,可采用外螺母支撑承力方式调束;
2 对处于低应力状态下的体外束,锚具夹片应设防松装置;
3 对可更换的体外束,应采用体外束专用锚固体系,且应在锚具外预留钢绞线的张拉工作长度。
6.2.2 转向块宜布置于被加固梁的底部、顶部或次梁与被加固梁交接处,并宜符合本规程附录B的规定。当采用其他形式的转向块时,应按本规程5.4节的要求进行设计计算,除应满足钢绞线的转向要求外,尚应做到传力可靠、构造合理。
6.2.3 锚固块宜布置在被加固梁的端部,并宜符合本规程附录B的规定。当采用其他形式的锚固块时,应按本规程5.4节要求进行锚固块设计,除应满足预应力筋的锚固外,尚应做到传力可靠、构造合理。
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7 防 护
7.1 防 腐
7.1.1 体外束张拉锚固后,应对锚具及外露预应力筋进行防腐处理。当处于腐蚀环境时,应设置全密封防护罩,对不要求更换的体外束,可在防护罩内灌注环氧砂浆或其他防腐蚀材料;对可更换的体外束,应保留满足张拉要求的预应力筋长度,并在防护罩内灌注专用防腐油脂或其他可清洗的防腐材料。
7.1.2 体外束的外套管应符合下列规定:
1 外套管应能抵抗运输、安装和使用过程中的各种作用力,不得损坏;
2 采用水泥基灌浆料时,套管应能承受1.0N/mm²的内压,孔道的内径宜比预应力束外径大6mm~15mm,且孔道的截面积宜为穿入预应力筋截面积的3倍~4倍;
3 采用防腐化合物填充管道时,除应满足温度和内压的要求外,管道和防腐化合物之间,不得因温度变化效应对钢绞线产生腐蚀作用;
4 镀锌钢管的壁厚不宜小于管径的1/40,且不应小于2mm;高密度聚乙烯管的壁厚宜为2mm~5mm,且应具有抗紫外线功能和耐老化性能,并应在有需要时能够更换;
5 普通钢套管应具有可靠的防腐蚀措施,在使用一定时期后应重新涂刷防腐蚀涂层。
7.1.3 体外束的防腐蚀材料应符合下列规定:
1 水泥基灌浆料、专用防腐油脂应能填满外套管和连续包裹预应力筋的全长,并不得产生气泡;
2 体外束采用工厂预制时,其防腐蚀材料在加工、运输、安装及张拉过程中,应具有稳定性、柔性,不应产生裂缝,并应在所要求的温度范围内不流淌;
3 防腐蚀材料的耐久性能应与体外束所属的环境类别和设计使用年限的要求相一致。
7.1.4 钢制转向块和钢制锚固块应采取防锈措施,并应按防腐蚀年限进行定期维护。钢材的防锈和防腐蚀采用的涂料、钢材表面的除锈等级以及防腐蚀对钢材的构造要求等,应满足现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046和《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T 8923的规定。在设计文件中应注明所要求的钢材除锈等级和所要用的涂料(或镀层)及涂(镀)层厚度。
7.2 防 火
7.2.1 体外预应力加固体系的耐火等级,应不低于既有结构构件的耐火等级。用于加固受弯构件的体外预应力体系耐火极限应按表7.2.1采用。
7.2.2 体外预应力加固体系的防火保护材料及措施应符合下列规定:
1 在要求的耐火极限内,应有效保护体外预应力筋、转向块、锚固块及锚具等;
2 防火材料应易与体外预应力体系结合,并不应产生对体外预应力体系的有害影响;
3 当钢构件受火产生允许变形时,防火保护材料不应发生结构性破坏,应仍能保持原有的保护作用直至规定的耐火时间;
4 当防火措施达不到耐火极限要求时,体外预应力筋应按可更换设计,并应验算体外预应力筋失效后结构不会塌落;
5 防火保护材料不应对人体有毒害;
6 应选用施工方便、易于保障施工质量的防火措施。
7.2.3 当体外预应力体系采用防火涂料防火时,耐火极限大于1.5h的,应选用非膨胀型钢结构防火涂料;耐火极限不大于1.5h的,可选用膨胀型钢结构防火涂料。防火涂料保护层厚度应按国家现行有关标准确定。
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8 施工及验收
8.1 施工准备
8.1.1 采用体外预应力加固混凝土结构时,应根据加固设计方案中预应力体系的不同确定预应力施工工艺。
8.1.2 体外预应力加固施工前,应由专业施工单位根据设计图纸与现场施工条件,编制体外预应力加固施工方案,施工方案应经加固设计单位确认后再实施。
8.1.3 体外预应力加固工程中穿孔孔道宜采用静态开孔机成型,开孔前应探测既有结构钢筋位置,钻孔时应避开构件中的钢筋,当无法避开时,应通知设计单位,采取相应措施。
8.2 预应力筋加工制作
8.2.1 预应力筋的下料长度应通过计算确定。计算时应综合考虑其孔道长度、锚具长度、千斤顶长度、张拉伸长值和混凝土压缩变形量以及根据不同张拉方法和锚固形式预留的张拉长度等因素。
8.2.2 预应力筋制作或组装时,宜采用砂轮锯或切断机切断,不得采用加热、焊接或电弧切割,且施工过程中应避免电火花和电流损伤预应力筋。
8.2.3 当钢绞线采用挤压锚具时,挤压前应在挤压模内腔或挤压套外表面涂润滑油,压力表读数应符合操作说明书的规定。
8.3 转向块、锚固块安装
8.3.1 转向块、锚固块安装固定时,束形控制点的设计曲线竖向位置偏差应符合表8.3.1的规定;转向块曲率半径和转向导管半径偏差均不应大于相应半径的±5%。
8.3.2 转向块、锚固块与既有结构的连接可采用结构加固用A级胶粘剂、化学锚栓、膨胀螺栓等,施工技术应符合现行行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145的规定。
8.4 预应力筋安装
8.4.1 体外预应力束在安装过程中应注意排序,无法进行整束穿筋的宜采用单根穿筋的方法。在张拉之前应对所有预应力筋进行预紧。在穿筋过程中应采取防护措施,不应拖曳体外束,不得造成对表面防护层的损害。
8.4.2 体外预应力束张拉前,应由定位支架或其他措施控制其位置。
8.5 预应力张拉
8.5.1 张拉设备的选用、标定和维护应符合下列规定:
1 张拉设备应满足体外预应力筋的张拉和锚具的锚固要求;
2 张拉设备及仪表,应定期维护和校验;
3 张拉设备应配套标定、配套使用;
4 张拉设备的标定期限不应超过半年,当在使用过程中张拉设备出现反常现象时或千斤顶检修后,应重新标定;
5 张拉所用压力表的精度不宜低于1.6级,标定千斤顶用的试验机或测力计的精度不应低于±1%;标定时千斤顶活塞的运行方向,应与实际张拉工作状态一致。
8.5.2 预应力筋的张拉控制应力 应符合下列规定:
1 钢绞线
2 预应力螺纹钢筋
当要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、预应力筋分批张拉等因素产生的预应力损失时,张拉控制应力可增加0.05fptk;当有可靠依据时,可提高张拉控制应力。
8.5.3 预应力筋张拉应在转向块、锚固块安装完成,且连接材料达到设计强度时进行。
8.5.4 预应力筋用应力控制法张拉时,应以伸长值进行校核。实际伸长值与计算伸长值之差应控制在±6%以内,否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后再继续张拉。
8.5.5 千斤顶张拉体外预应力筋的计算伸长值(△l)可按下式计算:
8.5.6 后张预应力筋的实际伸长值宜在初应力为张拉控制应力的10%时开始量测,分级记录。实际伸长值可按下式确定:
(8.5.6)
8.5.7 预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定检验值的相对偏差不应超过±5%。
8.5.8 预应力筋的张拉顺序应符合下列规定:
1 当设计中无具体要求时,可根据结构受力特点、施工方便、操作安全等因素确定;
2 张拉宜对称进行,减小对既有结构的偏心,也可采用分级张拉;
3 当预应力筋采取逐根张拉或逐束张拉时,应保证各阶段不出现对结构不利的应力状态,同时宜考虑后批张拉的预应力筋产生的弹性压缩对先批张拉预应力筋的影响。
8.5.9 预应力张拉时,应根据设计要求采用一端张拉或两端张拉。当采用两端张拉时,宜两端同时张拉,也可一端先张拉,另一端补张拉。
8.5.10 对同一束预应力筋,宜采用相应吨位的千斤顶整束张拉。当整束张拉有困难时,也可采用单根张拉工艺,单根张拉时应考虑各根之间的相互影响。
8.5.11 张拉过程中应避免预应力筋断裂或滑脱。当有断裂时,应该进行更换;当有滑脱时,应对滑脱的预应力筋重新穿筋张拉。
8.5.12 预应力筋张拉时,应对张拉力,压力表读数、张拉伸长值、异常现象等作详细记录。
8.6 工程验收
8.6.1 建筑结构体外预应力加固分项工程施工质量验收应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定。
8.6.2 体外预应力加固分项工程可根据材料类别划分为预应力筋、锚具、孔道灌注材料、转向块、锚固块、防火材料等捡验批。原材料的批量划分、质量标准和检验方法应符合国家现行有关产品标准。
8.6.3 体外预应力加固分项工程可根据施工工艺流程划分为预应力筋制作与安装、张拉、灌注、封锚及防火等检验批。
主控项目
8.6.4 原材料进场的主控项目验收应符合下列规定:1 预应力筋应按本规程第4.2节规定抽取试件做力学性能检验,其质量应符合国家现行有关标准的规定。预应力筋应每60t为一批,每批抽取一组试件,检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。
2 预应力筋用锚具应按设计要求采用,其性能应符合本规程第4.3.1条的规定。对用量较少的一般工程,当供货方提供有效的试验报告时,可不作静载锚固性能试验。
3 孔道灌浆用水泥的性能应符合本规程第4.5.2条的规定,孔道灌浆用外加剂的性能应符合本规程第4.5.3条的规定,孔道灌注防腐油脂的性能应符合本规程第4.5.5条的规定,并应检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。对于用量较少的一般工程,当有可靠依据时,可不作材料性能的进场复验。
4 防火涂料的性能应符合本规程第4.5.6条的规定,并应检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。对于用量较少的一般工程,当有可靠依据时,可不作材料性能的进场复验。
8.6.5 预应力筋制作与安装的主控项目验收应符合下列规定:
1 体外预应力筋安装时,其品种、级别、规格、数量应符合设计要求;
2 施工过程中应避免电火花损伤预应力筋,受损伤的预应力筋应予以更换。
8.6.6 张拉的主控项目验收应符合下列规定:
1 体外预应力筋的张拉力、张拉顺序及张拉工艺应符合设计及施工方案的要求。
2 当采用应力控制方法张拉时,应校核预应力筋的伸长值,实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许值偏差为±6%。
3 体外预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与设计规定值的相对允许偏差不应超过±5%。抽查数量应为预应力筋总数的3%,且不应少于5束。检查方法为见证张拉记录。
4 体外张拉过程中应避免预应力筋断裂或滑脱;当发生断裂或滑脱时,断裂或滑脱的数量不得超过同一截面预应力筋总根数的3%,且每束钢丝不得超过一根;对多跨双向连续板,其同一截面应按每跨计算。
8.6.7 孔道灌注、封锚及防火的主控项目验收应符合下列规定:
1 体外预应力筋张拉后应及时在外套管孔道内进行灌注水泥浆或专用防腐油脂,灌注应饱满、密实;
2 体外预应力筋的封锚保护应符合设计要求,防护罩应符合本规程第7.1.1条的规定;
3 防火涂料钢材基层应进行防锈处理,防火涂料的厚度应符合设计规定值,当设计没有明确规定时,应符合国家现行有关标准的规定。
一般项目
8.6.8 原材料进场的一般项目验收应符合下列规定:1 预应力筋使用前应进行全数外观检查,预应力筋展开后应平顺,不得弯折,表面不应有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等,二次加工钢绞线采用的无粘结预应力筋护套应光滑、无裂缝、无明显褶皱,无粘结预应力筋护套轻微破损者应外包防水塑料胶带修补,严重破损者不得使用。
2 预应力筋用锚具使用前应进行全数外观检查,其表面应无锈蚀、机械损伤和裂纹。
3 体外预应力束的外套管在使用前应进行全数外观检查,其内外表面应清洁、无锈蚀,不应有油污、孔洞。
4 体外预应力加固用转向块、锚固块及连接用钢材的性能应符合本规程第4.4.1条的规定。应检查钢材产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。
8.6.9 制作与安装的一般项目验收应符合下列规定:
1 预应力筋下料应采用砂轮锯或切割机切断,不得采用电弧切割;
2 对于可更换和多次张拉的锚具,预应力筋端部应预留再次张拉的长度,并应做好防护处理;
3 体外预应力束的转向块、锚固块的规格、数量、位置和形状应符合设计要求;
4 转向块、锚固块与既有结构的连接应牢固,预应力束张拉时不应出现位移和变形;
5 体外束的外套管应密封良好,接头应严密且不得漏浆或漏油脂;
6 体外预应力筋束形控制点的竖向位置偏差应符合本规程表8.3.1的规定。抽查数量应为预应力筋总数的5%,且不应少于5束,每束不应少于5处,用钢尺检查,束形控制点的竖向位置偏差合格点率应达到90%及以上,且不得有超过表中数值1.5倍的尺寸偏差。
8.6.10 对于张拉的一般项目验收,锚固阶段张拉端预应力筋的内缩值应符合设计要求,当设计无具体要求时,应符合本规程表5.1.4的规定。每工作班应抽查预应力筋总数的3%,且不应少于3束,用钢尺检查。
8.6.11 体外预应力孔遭灌注、封锚及防火的一般项目验收应符合下列规定:
1 体外预应力筋锚固后的外露部分宜采用机械方法切割,对不要求更换的体外束其外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍,且不宜小于30mm;对可更换的体外束,应预留再次张拉的长度。抽查数量应为预应力筋总数的3%,且不应少于5束。检查方法为观察和钢尺检查。
2 灌浆用水泥浆的性能及水泥浆强度应符合本规程第4.5.4条的规定。检查水泥浆性能试验报告和水泥浆试件强度试验报告。
3 防火涂料涂刷不应有遗漏,涂层应闭合,无脱层、空鼓、粉化松散等外观缺陷。
8.6.12 体外预应力加固分项工程施工质量验收时,应提供下列文件和记录:
1 经审查批准的施工组织设计和施工技术方案;
2 设计变更文件;
3 预应力筋、锚具的出厂合格证和进场复验报告;
4 转向块、锚固块原材料的合格证和进场复验报告;
5 张拉设备配套标定报告;
6 体外束设计曲线坐标检查记录;
7 转向块、锚固块与混凝土结构的连接检查记录;
8 预应力筋张拉及灌浆记录;
9 外套管灌注及锚固端防护封闭记录、水泥浆试块强度报告;
10 体外预应力体系外露部分防火措施检查记录。
附录A 体外预应力筋数量估算
附录B 转向块、锚固块布置及构造
B.0.1 体外预应力加固混凝土结构的转向块、锚固块形式和布置应根据既有建筑结构布置、体外预应力筋布置选用(图B.0.1)。
B.0.2 当转向块转向采用半圆钢、圆钢或圆钢管时,预应力筋在转向块处宜采用厚壁钢套管,并宜通过挡板固定预应力束位置,转向块构造及与加固梁的连接可采用下列形式:
1 当转向块安装在加固梁底部时,可通过U形钢板利用锚栓及结构胶与加固梁底部和侧面连接固定(图B.0.2-1)。
2 当转向块安装在加固梁跨中的次梁下时,可通过加固梁底部钢板、次梁底部T形支撑板利用锚栓和结构胶固定(图B.0.2-2)。
3 当转向块安装在加固梁顶部支座处时,可通过水平钢板、加劲板利用锚栓及建筑结构胶与顶部混凝土连接固定(图B.0.2-3)。
B.0.3 当转向块为鞍形时,预应力束套管可在鞍形转向块上平顺通过,并宜通过挡板固定预应力束位置,转向块构造及与加固梁的连接可采用下列形式:
1 当转向块安装在加固梁底部时,可通过不同高度的横向加劲形成弧面鞍座,并通过水平钢板、加劲板利用锚栓及结构胶与加固梁底部、侧面或跨中次梁连接固定(图B.0.3-1)。
2 当转向块安装在加固梁顶部时,可通过不同高度的横向加劲形成弧面鞍座,并通过水平钢板、加劲板利用锚栓及结构胶与加固梁顶部连接固定(图B.0.3-2)。
B.0.4 当转向块采用钢管时,钢管厚度不宜小于5mm,钢管与加固梁的连接可采用下列形式:
1 当转向块安装在加固梁跨中两侧时,宜采用U形钢板利用锚栓和结构胶与加固梁连接固定,钢管与U形钢板的侧面焊接固定,并通过竖向加劲加强钢管与U形钢板的连接[图B.0.4(a)]。
2 当转向块安装在加固梁顶柱子两侧时,宜采用钢板利用锚栓和结构胶与加固梁顶和柱子连接固定,钢管与柱子侧面钢板焊接固定,并通过竖向加劲加强钢管与竖向钢板的连接[图B.0.4(b)],预应力束穿过楼板时应在楼板开洞,张拉后封堵。
B.0.5 锚固块宜做成钢结构横梁形式布置在加固梁端部,并将预加力传递给加固混凝土结构,锚固块的布置可采用下列形式:
1 当加固梁为独立梁时,锚固块宜布置在加固梁端中性轴稍偏上的位置(图B.0.5-1);
2 当加固梁端部有边梁时,可在边梁上钻孔,体外束穿过边梁锚固在加固梁中性轴稍偏上的位置(图B.0.5-2);
3 当加固梁有边梁或在跨中锚固有横向梁时,也可在楼板开孔,体外束穿过楼板锚固,锚固块通过钢板箍固定在上层柱底部(图B.0.5-3),这种方式应注意预加力对柱底剪力的影响。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对于要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
1 《建筑结构荷载规范》GB 50009
2 《混凝土结构设计规范》GB 50010
3 《钢结构设计规范》GB 50017
4 《建筑抗震鉴定标准》GB 50023
5 《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
6 《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119
7 《工业建筑可靠性鉴定标准》GB 50144
8 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204
9 《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292
10 《混凝土结构加固设计规范》GB 50367
11 《混凝土结构工程施工规范》GB 50666
12 《通用硅酸盐水泥》GB 175
13 《碳素结构钢》GB/T 700
14 《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
15 《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224-2003
16 《混凝土外加剂》GB 8076
17 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T 8923
18 《一般工程用铸造碳钢件》GB/T 11352
19 《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370
20 《钢结构防火涂料》GB 14907
21 《环氧涂层七丝预应力钢绞线》GB/T 21073
22 《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ 85
23 《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145
24 《无粘结预应力钢绞线》JG 161
25 《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》JG 3007
26 《填充型环氧涂层钢绞线》JT/T 737
27 《高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线》YB/T 152