贵州学校加固设计院_设计捷和

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运用粘钢胶对钢结构进行预应力加固的方法可以分成两种：一种方法是直接胶粘法，将钢结构的两头锚固并且增加预应力以后，通过粘钢胶的作用在钢结构的外表，这种方法通常运用在零件表层比较平滑的拉杆，对零件和它的局部进行牢固度的加强;另一种方法是把束当成预应力拉索调节应力，通过运用在对全部构造进行整个牢固度加强。 　　运用粘钢胶对钢结构进行加固的一般步骤是：

1、材质的选取：用来结构牢固度加强中的碳纤维重点选取运用PAN基碳纤维，强度能够达到3500MPa，弹性模量大概是2.35×109MPa。 　　

2、牢固度加强的设计阶段：按照需要修整构造的承受压力特色、传递压力途径和承受压力-应变场，决定碳纤维的使用量、大小和铺设方位等。其中非常重要的一点是碳纤维的方位要尽可能的和承受压力方向相同。 　　

3、嵌入方式对钢结构进行预应力加固的伸张拉紧设计。运用粘钢胶加固的独特性，需要的是一类简单方便的预应力增加方法，固有的预应力加强方法通常是先拉紧在加固。嵌入方式是先锚固在张紧形式的。 

运用粘钢胶对钢结构进行预应力加固的方法可以分成两种：

一种方法是直接胶粘法，将钢结构的两头锚固并且增加预应力以后，通过粘钢胶的作用在钢结构的外表，这种方法通常运用在零件表层比较平滑的拉杆，对零件和它的局部进行牢固度的加强;

另一种方法是把束当成预应力拉索调节应力，通过运用在对全部构造进行整个牢固度加强。 　　

运用粘钢胶对钢结构进行加固的一般步骤是：

1、材质的选取：用来结构牢固度加强中的碳纤维重点选取运用PAN基碳纤维，强度能够达到3500MPa，弹性模量大概是2.35×109MPa。 　　

2、牢固度加强的设计阶段：按照需要修整构造的承受压力特色、传递压力途径和承受压力-应变场，决定碳纤维的使用量、大小和铺设方位等。其中非常重要的一点是碳纤维的方位要尽可能的和承受压力方向相同。

3、嵌入方式对钢结构进行预应力加固的伸张拉紧设计。运用粘钢胶加固的独特性，需要的是一类简单方便的预应力增加方法，固有的预应力加强方法通常是先拉紧在加固。嵌入方式是先锚固在张紧形式的。

工程实实例解析预应力钢结构的施工

1 工程概况 

某市体育馆屋盖结构形式新颖，布置复杂，建筑效果美观。屋盖形状为不规则圆形，屋盖采用弦支穹顶结构体系；该结构体系由上部单层网壳和下部弦支索杆体系构成，设置六道环索，局部布置构造钢棒，其中撑杆

采用圆钢管、上下端铰接。该结构具有用钢量小，结构轻盈，钢结构体系截面类型少的特点，结构形式见下图。 

本工程索结构部分主要有两部分组成：环向索和径向索。环向索采用预应力索规格为Φ5×139，缆索材料采用包双层高强度钢丝扭铰型钢绞线，单根钢丝直径5mm，抗拉强度不小于1670Mpa，屈服强度不小于

1410Mpa，钢索抗拉弹性模量（E）不小于1.9×105Mpa，径向索采用钢拉杆规格为Φ60，抗拉强度为835Mpa。 

2 预应力工程施工技术特点 

本工程所涉及的预应力工程为预应力钢结构（张弦单层网壳）。预应力钢结构工程具有施工难度大，施工前期准备工作量大的特点。本工程结构形式比较新颖，而且现成的工程经验比较少，施工的难度就更大。因此

为使本工程达到设计质量要求，确定了本工程技术要点。 

2.1 根据仿真计算确定上层单层网壳和预应力索安装顺序，从技术角度上确定预应力索张拉方式，是采用张拉环向索还是张拉径向索完成结构施工。并进一步确定施工过程中的多级张拉和对称张拉，不同阶段预应力索

施加初始力的预应值。这里所谓的预应力过程是指施加预应力的过程，对预应力钢结构预加预应力的过程应根据具体的结构类型分别采用改变刚性杆件或柔性索的长度等方法。本工程采用改变柔性索长度的方法，即张拉柔

性索。对结构施加预应力，使预应力能够分布到整个结构，达到预应力的目的，这个预应力过程必须与设计的预应力施加过程相一致。实际的预应力施加过程作为非线性叠加步加以分析，而对于预应力钢结构来说尤其重要

区分其初始几何状态和预应力状态。因为在有些预应力钢结构初始几何的张拉过程与施加预应力过程并不一致，这时预应力过程必须根据实际的设计情况加以区分，即首先完成曲线或曲面的张拉过程，在考虑为结构提供刚

度的过程。如果这两个状态不一致时，预应力施加过程是不能一气呵成的。简言之，张拉结构的施工技术设计的主要内容就是确定预应力过程的次序、步骤、采用的机械设备、每次预应力过程的张拉量值，同时控制结构的

形状变化，因为结构的形状是与预应力施工时密切相关的。 

2.2 预应力索的加工精度。虽然制索在工厂内完成，但制索的精度应在施工技术设计中得到计算和控制。一些在制索过程中无法达到的精度或产生的误差宜在施工过程中通过相关的技术手段进行弥补。 

2.3 预应力索用铸钢球形节点、支点、连接耳板和张拉端、锚固端节点等的设计及加工制作。 

2.4 结合钢结构现场拼装施工的工艺流程，制定预应力索的安装就位的组织设计。施工组织设计是预应力钢结构的施工进行技术准备，着重注意的技术要点是贯穿在制索、拉索和预应力钢索张拉过程中。 

2.5 预应力张拉过程不同工况下的预应力建立，应在仿真计算结果的指导下进行。并应规定结构的不同荷载，如屋面荷载，悬挂荷载的施加步骤和方法，尽可能均匀、对称、匀速施工，避免出现过大的集中荷载。预应

力施加过程的控制，在每一阶段预应力过程中，结构都经历一个自适应的过程，结构会经过自平衡而使内力重分布，形状也随之改变，所以预应力的监控是十分重要的。本工程中将采取可靠的检测手段，对钢结构的变形和

预应力钢索的受力进行实时监测，以确保结构施工期安全，***结构的初始状态与原设计相符。 

3 预应力施工技术路线 

3.1 技术路线的概述。此体育馆屋盖，总体安装顺序为：将上层网壳和悬挑部分的钢结构全部安装结束后，进行预应力张拉。在网壳安装结束后，在脚手架支撑作用下所形成的结构要跟设计图纸相吻合；支座为径向可

滑动支座；施加预应力的方法为径向索张拉，张拉分两级，采取以控制张拉力为主，监测伸长值为辅的控制原则；张拉顺序为由外向内张拉设计力的70％，由内向外张拉设计力的100％。 

3.2 具体技术路线。 

3.2.1 预应力施加原则。以施加预应力前结构的位形为初始位形，设定拉索中的预拉力，此时，结构的初始位形不能满足结构的平衡条件，于是在节点上产生了不平衡力，在该不平衡力的作用下，结构产生位移，从而

得到结构新的位形，经过多次迭代计算，节点不平衡力趋近于零。本工程具体找形过程分为以下四个状态：a、放样态(预应力零状态)：无自重、无预应力作用的放样状态；b、预应力平衡态：自重、预应力作用下的自平衡

状态；c、恒荷载态：自重、预应力、并屋面恒荷载作用下的自平衡状态；d、设计荷载态：在预应力零状态的基础上，承受设计荷载作用的状态。 

放样态所对应的几何参数是构件工厂加工的尺寸依据；自重态所对应状态的就是整个结构安装结束后在自重作用下的状态；对安装后的结构施加预应力设计值后得到预应力平衡态，其对应的几何参数是设计图纸上该

结构的几何外形，即设计人员希望得到的几何外形，此时索内预应力己经使单层网壳、撑杆和索三者形成共同工作的整体；在此基础上对结构施加恒荷载，结构由预应力平衡态变为恒

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