预应力混凝土施工工艺大全.docx

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预应力混凝土施工工艺大全

中央电视塔塔身竖向预应力混凝土结构施工

第1章工程概况

中央电视发射塔是国内首例采用预应力混凝土结构塔身的高耸结构。

塔体地面以上高度为405m，施工高度为420m（图4-4-1），竖向预应力结构包括塔身和两节混凝土桅杆。

该塔的抗震设防烈度要求达到9度。

塔身和桅杆均采用部分预应力混凝土结构，以保证塔身在正常使用状态下具有良好的刚度。

在设防烈度地震作用下，使全塔处于弹性状态;在遭遇到高于设防烈度的强震后，仍有较好的延性与变形恢复能力。

塔身及桅杆竖向预应力筋布置如图4-4-2所示。

图中第①部分为16-7Φj15，第②部分为24-7Φj15，第③部分为64-7Φj15，第④部分为20-7Φj15。

塔身由外筒和内筒组成。

外筒截面为环形，其外径自下而上由39.34m变至12.00m。

塔身竖向预应力筋包括由－14.3m至+1l2.0m和+257.5m沿筒体布置的两段，分别为20束和64束7Φj15钢绞线束。

塔身和桅杆混凝土强度等级为C40，截面上有效预压应力值为1~1.5MPa。

塔身竖向预应力施工是该塔预应力施工难度最大的部分。

竖向预应力束最长达271.8m，国内尚无施工先例可借鉴。

为顺利完成该塔竖向预应力施工，采取了技术论证、试验研究和探索型施工试验直至工程应用逐步深入进行的技术路线。

针对竖向预应力施工的特殊性，提出如下施工难点和需解决的关键技术：

竖向预应力预埋管材料的选择及铺设工艺。

竖向预应力超长束的穿束关键技术的研究。

所采用的穿束工艺应具有施工简便、实用性强和效率高等特点。

竖向预应力张锚工艺研究及张拉辅助设备研制。

竖向孔道摩阻损失测定方法研究。

竖向孔道灌浆的浆体性能试验及足尺灌浆试验。

第2章竖向预应力管道铺设

中央电视塔塔体竖向孔道最长达27l.8m，预应力管道的铺设和塔体滑框倒模施工同步进行。

竖向孔道从底部－14.3m开始，直至+257.5m铺设完毕，整个施工周期较长。

管道的铺设工艺受塔身钢筋混凝土施工的各个工序影响，避免竖向孔道堵塞和过大的垂直偏差，是研究管道铺设工艺应解决的两个关键问题。

由于塔身竖向孔道的铺设随塔体滑框倒模施工逐节向上完成，塔身外筒环形截面的外径逐渐变化，且塔楼部位的水平与竖向结构交叉及各种孔洞较多，因此管道铺设施工中的不可预见因素较多。

此外，塔身混凝土浇筑采用了振捣成型工艺，冲击作用对孔道管可能造成损坏。

为保证竖向孔道材质本身的可靠性，确定采用镀锌钢管作为竖向孔道材料（内径68mm），其连接采用套扣和套管焊接工艺。

尽管镀锌钢管的成本高于波纹管，但用作竖向长孔道具有特殊的优越性:

孔道管辅设具有很高的可靠性，施工过程中不会锈蚀。

塔体混凝土浇筑时，可避免发生振捣冲击而损坏孔道管的现象。

孔道垂直灌浆过程中，钢管可承受较高的压力。

刚度大，水密性好，易于加工成型和连接。

塔身滑框倒模施工中，孔道铺设采用定位支架，以保证其位置准确。

随着塔体的逐步升高，采取了定期检查并通孔的措施，每根孔道管的上口均加盖，以防异物掉入堵塞孔道。

实践证明，采用刚性管作孔道材料、合理的铺设工艺和严格的管理措施，竖向预应力孔道基本无堵塞。

第3章竖向预应力穿束工艺研究与应用

竖向预应力穿束方法包括“自上而下”和“自下而上”两种工艺，每种工艺又可采用一次一根穿入或成束穿入的方法，在实际工程应用中可形成多种灵活的穿束方法。

加拿大多伦多CN塔的竖向预应力穿束施工采用了自上而下一次一根穿入的工艺，并获得了成功。

中央电视塔竖向预应力束均由7Φj15钢绞线组成，孔道内径均为68mm，锚固单元单一。

为确定最佳穿束工艺，对CN塔和中央电视塔竖向预应力情况进行了对比分析:

1.锚固单元分析:

该塔的锚固单元均由7Φj15钢绞线组成，每束预应力筋的自重较小;CN塔的锚固单元由16~31Φj12.7钢绞线组成，根数多，每束预应力筋自重较大。

2.预应力钢材的物理性能:

CN塔采用270K低松弛钢绞线，开盘后完全伸直，可满足自上而下穿束工艺的要求。

该塔采用普通级钢绞线，开盘后不能完全伸直，如采用自上而下的穿束工艺，钢绞线在穿束时易卡在孔道内。

3.穿束设备及技术经济效益:

自上而下穿束工艺需使用特别的放线轮，一次一根穿入钢绞线，放线轮体积较大，由人工使用手闸控制下落速度，且穿束作业时滑模施工须中断;而采用自下而上的穿束工艺，仅需1台牵引机械便可一次穿入多根钢绞线，牵引机械体积小，成本低，而且穿束施工可与主体结构施工同步进行。

根据上述对比分析，该塔预应力穿束采用自下而上成束穿A工艺的技术经济效益更显著。

穿束工艺流程如图4-4-3所示。

图4-4-3竖向预应力穿束工艺流程图

按照工艺流程图，需解决下述技术问题:

设计提升机构:

布置放线系统;研制特殊的起重机械;设计与加工钢丝绳和钢绞线的连接器;设计临时卡具等。

此外，这种施工工艺的应用还需建立可靠的实施程序。

该塔第一段竖向预应力（－14.3m至+112.0m）穿束作为工艺探索性施工，通过施工掌握了一些规律和经验，即穿束应先快后慢，平均速度为4~6m/min，提升过程中钢绞线与孔道的摩阻力为自重的2~3倍。

这种工艺也可采用慢速卷扬机作为提升机械，但须根据试验合理选择各项参数。

塔身通长束（长271.8m）的穿束是竖向预应力施工难度最大的部分，通长束共64束，每束自重为2.1t。

根据第一段穿束的经验，通长束孔道摩阻力取自重的2.5倍，提升系统的安全系数取4，系统的设计荷载为231kN，提升系统的各个环节设计均以此为依据。

选择慢速卷扬机作为提升机械，提升速度4.5m/min，额定起重量5t（极限起重量8t），容绳量350m。

卷扬机作为提升机械，不能直接反映出孔道内阻力的突变点，原设计安装限载器，限制提升力不超过50kN。

实际工程穿束时，测定了孔道摩阻力变化（图4-4-4）。

由图4-4-4可知孔道摩阻力变化幅度较大，因此确定采用卷扬机自身限载方法，以卷扬机的极限负荷为限载值。

通长64束钢绞线穿束施工证明，这种方法安全可行。

第4章竖向预应力筋张拉及摩阻损失测定

塔身和桅杆竖向预应力张锚体系均采用B&S预应力体系Z15-7群锚，预应力钢材采用抗拉强度为1470MPa的普通级钢绞线。

竖向预应力筋张拉具有一定的特殊性，且受多种因素的影响，如预应力束最长达271.8m，伸长值较大，需进行反复张锚;预应力束的上下端锚固区均有曲线段〈图4-4-5），影响张拉效果;采用钢管做孔道材料，对孔道摩阻损失的影响尚未确定等。

在张拉作业前，对所采用的锚固体系进行了全面试验，特别是反复张锚工艺试验，证明该锚固体系完全符合张锚工艺要求。

塔体预应力筋张拉作业均在地下室内进行，尽管下锚固端的孔道曲线对张拉有一定影响，考虑到在地下室内张拉效率较高，主拉端仍定于下锚固端。

竖向预应力束张拉作业时，YCD-120型千斤顶的安装就位和操作过程均沿垂直方向进行。

为方便张拉作业，研制了提升千斤顶的升降车，其主体支架可调整垂直偏转角，并具有手摇提升机构。

张拉时，千斤顶与提升车支架挂钩脱开，直至完成一个张拉行程。

塔体及桅杆预应力筋的张拉控制应力σcon为1050MPa，每束张拉力N为1015kN。

采取超张拉措施时其张拉程序为:

0→1.05σcon→持荷3min→采用限位方式自锚或顶压锚固。

竖向预应力束绕外筒采用径向对称张拉措施，以保证塔体均匀受力。

表4-4-1为塔身和桅杆竖向预应力筋的一端张拉伸长值。

表4-4-1中数据说明竖向预应力筋伸长值均匀，符合设计要求。

塔身截面上有效预压应力值的建立与竖向预应力摩阻损失值有直接关系。

为准确测定摩阻损失，采取了油压传感器进行测试。

测定预应力摩阻损失时，以竖向孔道的下锚固端作主动端，上锚固端作被动端。

被动端安装千斤顶，其配套油泵上安装油压传感器以测定预应力损失值。

竖向预应力筋的曲率摩阻系数参照环向预应力实测值取μ为0.2，然后根据竖向孔道实测摩阻损失值推算竖向孔道的刮碰系数Κ。

表4-4-2为第一段竖向预应力（－l4.3m至+112.0m）张拉时测得的摩阻损失数据。

根据摩阻损失计算公式，当Kl+μθ小于0.2时，采用T2=T1[1一（Kl+μθ）]计算，其中T1为主动端拉力，T2为被动端油压传感器数值。

由表4-4-2数据推测互为0.0004~0.0006。

数据表明管道材料的选用是合理的，管道铺设质量符合预应力结构要求。

第5章竖向孔道灌浆

竖向孔道灌浆主要依据规范进行了足尺现场灌浆试验。

竖向孔道灌浆孔沿混凝土筒体每隔20m设置一对，两孔间距为80cm，模拟实际情况做了30~40m高的竖向孔道足尺灌浆试验，孔道内均穿入7Φj15钢绞线束。

竖向孔道足尺灌浆试验的目的是:

掌握竖向灌浆工艺;观察孔道内浆体泌水及沉降情况;解决逐段灌浆时双孔间“憋气”问题;确定顶端和底端锚具处孔隙的填充方法。

竖向孔道内浆体，由于泌水和垂直压力作用，水分汇集于顶端而产生孔隙，特别是在顶端锚具下，泌水产生的孔隙易使预应力筋锈蚀。

因此顶端锚具和底端锚具区域必须采取可靠的处理措施，以保证灌浆密实。

足尺灌浆试验时，由于底端锚具夹片间缝隙较大，浆体极易由夹片间渗出，因此需预先封堵。

实际工程灌浆时，由于预应力筋已张拉完毕，夹片间几乎无浆体渗出，只有泌水通过钢绞线本身缝隙不断排出，直至泌水结束。

灌浆结束待浆体硬化后，卸掉底端锚具，可发现底部锚具上部区域的浆体基本密实。

为观察顶端错具下部浆体的泌水和沉降情况，在顶端锚具的承压板上安装有机玻璃立管，进行了以下4种情况的试验:

1.竖向孔道灌浆至顶端锚具后，使浆体液面自由下沉，30min后，要观察到浆体液面下沉2~3cm，表面有泌水约5mm;24h后液面下沉约5cm，浆体顶面有一段薄弱层。

2.灌浆工艺同上，但采取“二次灌浆"工艺，浆体液面下沉仅1~2cm，浆体密实度增加。

3.采用在铺具承压板上伸出竖向泌水管的方法，以保证立管内浆体表面高于锚具底端，使泌水发生在立管内浆体表面，则孔道内顶端锚具下部浆体基本密实。

4.采用二次灌浆工艺，并在浆体泌水结束前，使用手压灌浆泵由顶部灌浆孔反复补灌浆体，直至泌水全部排出，结果表明顶锚下部浆体密实。

塔身和桅杆竖向孔道灌浆施工时，一般采用第四种工艺。

灌浆结束后，所有锚具均及时浇筑于混凝土内。

如不能及时封堵，可采用防护罩临时封闭，最终浇筑于混凝土内，以保证锚具不锈蚀。

第6章结语

1.中央电视塔预应力混凝土结构施工技术，包括预应力孔道管的铺设、穿束、张拉和灌浆等工序，经过了技术论证、试验研究、工艺探索及工程实践，已形成了较完善的成套技术。

2.塔身及桅杆竖向预应力孔道管采用镀锌钢管，具有较高的可靠性。

采用行之有效的自下而上机械牵引穿束新工艺，通过塔身271.8m通长束的施工，证明其简便易行，施工效率较高。

竖向预应力束的张拉工艺合理，锚固体系的反复张锚性能可靠。

施土实测预应力筋伸长值和据以确定的管道摩阻损失值符合设计要求。

竖向孔道采用分段逐层灌浆工艺，设计合理，有效地提高了灌浆质量和工作效率。

上述各项技术的采用保证了该塔竖向预应力混凝土结构施工顺利进行。

3.该塔预应力混凝土结构施工采取了严格的质量管理和检测手段，保证施工质量达到较高水准。

在工程中建立的成套预应力施工技术具有显著的经济效益。

中央电视正体结构（包括全部预应力结构）已于1991年7月竣工。

预应力转换层结构工程设计与施工

南京状元楼酒店扩建工程总建筑面积31000m2。

主楼地上12层，局部退层，总高45m，标准层面积2300m2，裙楼地上3~7层，主楼和裙楼设1层地下室。

第7章结构选型与布置

该工程选用框架结构体系。

基础采用桩基，主裙楼之间不设缝，仅留后浇带。

4层以下大柱网楼板采用双向密肋板，板厚为70mm，肋高300~350mm。

5层以上现浇板厚为90mm。

混凝土强度等级：

1~4层为C40，5~8层为C35，9层以上为C30。

按照建筑功能要求，地下室为停车库，主楼4层以下设有商场、大堂、餐厅、文化娱巧公共设施，5层以上均为客房。

裙楼2层中部需设置1个多功能厅兼大宴会厅，要求形成跨度为19.6m、局部2层高的大空间，并且在其上方再设4层公寓。

为此结构柱网布置要适应上述建筑要求，开间取8m，在4层以下，主楼采用两跨框架，裙楼采用单跨框架，在5层以上采用三跨框架，利用设备层作为结构转换层来实现上下柱网的改变，即主楼通过两跨（8.6m+8.6m）转换层结构支承8层三跨（6.55m+4.7m+5.95m）框架。

裙楼通过单跨（19.6m）转换层结构支承4层三跨（5.95m+7.3m+5.95m）框架。

这样的结构布置可使5层以上客房及公寓中每层框架梁高度减小15cm，既满足了规划部门对总高度的限制，又保证了12层总层数，使业主获得了较大综合效益。

第8章预应力转换层结构方案

转换层结构设计是该工程设计的重点。

目前国内转换层结构大部分采用梁式，此外还有斜腹杆桁架、箱形梁和实体厚板等。

这些转换层结构配筋多数仅配非预应力筋。

经试算发现，该工程在同等截面条件下，若采用非预应力转换层结构，配筋较多，不便施工，支座处抗裂不能满足规范要求;若在转换层结构上施加部分预应力，可改善结构受力性能，减少挠度和梁截面高度，并节约钢材，提高梁的抗裂性。

由于该工程设备层兼做结构转换层，为了节约空间，降低造价，在主楼转换层结构上要设置300mm×1200mm设备孔洞。

为此主楼转换层结构拟定2个方案，其中方案一为预应力混凝土开洞大梁，方案二为预应力混凝土桁架结构；裙楼转换层结构院采用单点腹梁。

随着预应力技术的发展和推广，在多（高）层建筑中采用预应力转换结构是重要的发展方向之一。

然而，预应力转换层结构设计面临一些新的问题值得研究，例如:

（1）预应力转换层结构抗震性能如何?

怎样进行抗震设计?

（2）预应力转换层结构设计的薄弱环节在何处及采取何种构造措施?

（3）预应力对转换层结构影响如何?

对于上述问题，现行规范尚未有明确条款。

为此，只能通过选择最佳方案，正确计算，模拟试验验证和合理的构造措施综合解决。

第9章预应力转换结构模拟试验与分析

针对该工程预应力转换层结构，围绕开洞实腹梁、单跨实腹梁及斜腹杆桁架等3种预应力转换层结构先后进行了模拟抗震性能试验研究。

根据实际工程截面、内力和配筋，并结合试验室条件分别做了3榀1︰5模型结构在低周反复荷载下（保持竖向力不变）的试验。

完成低周反复荷载试验后，又对开洞实腹梁和斜腹杆桁架两个模型进行了改进，按1︰15模型结构进行拟动力振动台抗震性能试验。

通过模拟试验得出以下结论：

1.只要进行合理的抗震设计，在地震作用下，开洞实腹梁和单跨实腹梁这两种预应力转换层整体结构安全可靠，具有良好的抗震性能。

预应力和桁架转换层结构在层高小于3m时易形成“超短柱"，故不宜采用;但只要选择受力明确的形式，并且加强腹杆和节点区，使桁架各杆件受力均匀，桁架结构也可获得较好的抗震性能（这点在振动台试验中已得证明）。

考虑到本工程具体情况，主楼转换结构采用方案一，即预应力开洞实腹梁转换层。

在极限荷载作用下，预应力开洞转换梁上能出现塑性饺。

2.与转换层相邻的上层和下层框架柱是整体结构的薄弱环节，必须特别加强。

通过构造措施达到强柱弱梁，从而提高整个结构的耗能能力和延性，避免转换层结构上层框架因柱脚破坏而倾覆破坏。

3.根据内力图合理布置预应力钢筋能大大延缓危险截面裂缝的出现和开展。

转换层结构跨中和支座内力较大，由于施加了部分预应力，使这些截面免遭破坏，甚至裂缝都很小。

必须指出，部分预应力度取值以PPR=0.55~0.70为宜。

预应力度取值过高会使结构耗能降低，延性变小。

该工程按抗裂要求选择预应力筋，按强度和延性要求配置非预应力筋，试验表明设计合理。

4.开洞实腹梁的孔洞位置只要设置合理，孔洞并不降低梁的抗弯强度，但会降低梁的抗剪承载能力。

故洞口位置要合理，并应加强洞口周边的结构，约束洞口处裂缝开展，提高整个结构的承载能力。

第10章预应力转换结构设计与构造措施

该工程预应力转换层结构内力计算分两步进行。

首先用TBSA程序进行结构整体分析，虽然转换层梁高为一层高，但不属于深梁，可按杆系结构考虑，故电算时将转换梁轴线定在转换层上层楼板处，梁的刚度取实际刚度。

从TBSA电算结果中摘出作用在转换梁上的所有外力，然后施加部分预应力，同时考虑预应力施工模拟工况进行转换梁的单榀分析。

根据整体分析和单榀分析得出的内力及配筋，制作小比例模型试验进行验证。

试验证明，这种计算方法的结果与模拟试验基本吻合。

主楼和裙楼预应力转换梁截面分别为600mm×2400mm和700mm×2400mm，转移梁结构见图4-5-1、4-5-2，预应力钢筋布置示意见图4-5-3、4-5-4。

预应力钢筋采用一端张拉，每束预应力钢筋为1725级7Φj15钢绞线，用金属波纹管预留孔道，锚具为QM锚固系统。

部分预应力PPR取0.55~0.70，预应力理论损失值：

直线布置为20%，曲线布置为37.4%

（实测损失为40%左右），转换层结构层框架施工3层后张拉预应力，满足设计要求。

根据模拟试验出现的薄弱环节，在设计转换层结构时采取以下构造加强措施:

严格控制转换层结构框架柱轴压比，保证柱子有较大安全储备。

该工程柱轴压比按抗震等级提高l级控制。

加强转换层相邻上、下层柱配筋率及柱混凝土约束，柱内箍筋采用焊接接头，以防箍筋崩开。

对截面大的方柱，在其内增加内切螺旋箍。

控制开洞梁上洞口高度不超过转换梁高的1/3，并且把洞口布置在上层框架柱45°扩角以外，洞口边缘用型钢加强，洞口上、下弦杆内箍筋加密，以增加其抗剪能力。

单跨实腹预应力转换梁框架边柱用组合型钢加强，并通过框架节点向上延伸一段。

根据内力图合理布置预应力钢筋。

预应力转换梁部分预应力比取0.55~0.70。

根据抗裂要求选择预应力钢筋，按照强度和延性要求配置非预应力筋，控制梁内受压区相对高度x/H0≤0.35。

梁内裂缝宽度不超过0.2mm，使梁截面有足够延性。

上述措施就是要达到强柱弱梁，强剪弱弯，加强转换层耗能在其上层的抗震设计目标。

第11章预应力施工

1.铺设预应力筋和金属波纹管预应力混凝土转换层大梁钢筋密集，故施工中预应力筋和金属波纹管应同时铺设，波纹管和非预应力筋合理穿插进行，施工顺序为:

立模板的支撑和底板，安放底部主筋，套上箍筋，铺放波纹管，把钢绞线装上引套逐根穿人，标出孔矢高并焊支架，就位波纹管，安装端部螺旋筋及锚垫板。

2.选用锚固体系该工程采用QM锚固体系，张拉端用QM15—7夹片式锚具，固定端采用自行设计的群锚配件及挤压锚;配备机具有YCW-100~150型穿心式千斤顶及GYJ-l50挤压机等。

3.分阶段施加预应力该工程按设计要求应分阶段施加预应力，即根据不同阶段的荷载分次张拉，对1~8层的预应力梁在施工到3、6、8层时分别进行预应力筋张拉;一抬四的预应力梁在2、4层张拉。

后经模拟试验及现场测试结果分析，决定预应力转换梁施工到转换层以上3层时，一次施加预应力至设计要求。

测试结果表明，转换层预应力梁的上下边缘拉或压应力一直处在允许范围之内。

预应力技术在改造工程中的应用

东南大学大礼堂是该校的一幢标志性建筑，建于本世纪30年代。

经检查，部分结构构件已不再符合规范所要求的安全等级，须对大礼堂进行补强加固，并将大礼堂东厢2层楼房的底层改造成一大空间报告厅，取名为春晖堂。

这样，就需抽除底层4根300mm×300mm的柱子Z1~Z4（图4-18-1），以满足建筑使用要求。

该房建筑平面尺寸为17.28m×11.60m，属内框架混合结构。

然而，抽柱后结构传力途径的改变使外纵墙及其地基基础上所受外载增加；另外，由于l964年增建的礼东教学楼引起原本较弱的地基（R≤60kN/m2）不均匀沉降，导致春晖堂东端南北外墙出现了明显的斜裂缝。

因此，改造过程中，对外纵墙及地基基础也必须作相应的加固处理。

第12章加固改造方案

经检测，春晖堂原二层楼面的内框架梁L1、L2、L3和次梁L1′、L2′的截面尺寸均为300mm×400mm，四周承重墙宽占bw=370mm，混凝土强度等级C20，Ⅰ级钢，屈服强度设计值ƒy=210N/mm2。

对此，补强改造的方案可以有多种，但主要有以下3种方案：

【方案一】原则上不改变原梁的主次关系，直接加固梁L1、L2，用作主梁。

而L1′、L2′仍为次梁，它们将楼面荷载传给L3，随后再传到L1、L2上，最后通过南北承重纵墙传入基础，但这样使梁L1′、L2′两端的纵墙上新增荷载过于集中。

荷载传递流程如图4-18-2（a）所示。

【方案二】将原梁L1、L2和次梁L1′、L2′均加固成主梁，而把梁L3改作次粱。

这样，外纵墙上所承受的新增荷载分布较均匀，受力合理。

荷载传递流程如图4-18-2（b）所示。

【方案三】将原楼面梁L1、L2、L1′、L2′和L3加固转变成井式梁结构，使楼面荷载较均匀地传递到纵、横外墙上，但加固梁施工工作量大，且有一定难度。

荷载流程如图4-18-2（c）所示。

实际工程中，综合考虑各方案的加固梁工作量、施工难度和重新分布荷载的均匀程度，最后采用方案二。

具体加固方法是：

采用梁两侧对称设置折线形高强预应力钢绞线束进行补强，同时将加固梁L1、L2、L1′、L2′两头的预应力筋张拉锚固端内埋于纵墙外周边的圈梁（770mm×400mm）内，以满足建筑外立面要求。

张拉结束后，用C30混凝土封堵外圈梁上局部缺口，并包裹钢绞线束，以达到防火、防锈蚀的目的，见图4-18-3。

另外，一方面考虑到柱抽除后外纵墙上荷载增加，房屋侧向刚度削弱，故采用单侧配筋细石混凝土夹板墙结合钢筋混凝土扶壁柱法加固外纵墙（图4-18-4），另一方面，因为地基基础较弱，以及传力途径改变使地基基础上荷载增加，所以采用压力注浆旋喷桩结合抬梁法加固外墙下地基基础（图4-18-5），这样还可有效阻止不均匀沉降的继续发展。

旋喷桩对称于墙中心线布置，扶壁柱下设4根，窗间墙下设2根。

第13章加固改造设计计算

春晖堂抽柱改造后，二层楼面梁L2′上还要增加一面3.5m高的内墙。

为减轻自重，采用墙两侧各抹灰厚25mm砂浆的泰柏板轻质墙体。

这样加固主梁分为两类：

带墙的L2′和不带墙的L1、L2、L1′。

在梁L1、L2、L1′和L2′的加固设计中，将原梁混凝土整截面视作加固梁的受压区，原梁钢筋的作用不再计入，而仅将其作为加固梁的一部分安全储备。

另外，由于采用预应力加固改造法，抽柱前在对梁L1、L2、L1′和L2′的加固过程中，预应力产生的等效荷载可平衡掉原梁上的静载，，从而卸去柱上的压应力，方便了柱子的拆除。

具体设计计算方法如下：

第1节梁L1、L2、L1′和L2′的荷载与内力

1.底层四柱抽除后，梁L1、L2、L1′和L2′均可简化成简支梁。

梁上静、活荷载标准值分别以D、L表示，图4-18-6为加固梁的计算简图。

2.由加固梁计算简图可计算出控制截面内力值：

梁L1、L2和L1′的弯矩M1=623kN·m，剪力V1=215kN；梁L2′的弯矩M2=739kN·m，剪力V2二255kN。

第2节预应力筋估算

预应力筋选用1570级Фj15钢绞线，锚具选用JM15-3夹片锚。

张拉控制应力：

对梁L1、L2和L1′取σcon1=0.65ƒptk=1020N/mm2，对梁L2′取σcon2=0.56ƒptk=879N/mm2。

根据公式Ap=M×（PPR）∕（0.9σps×hop），估算出预应力筋面积，结果列于表4-18-1。

式中：

PPR—预应力度，因不考虑原梁钢筋抗弯作用，故取l.0；

σps—预应力筋极限应力设计值，近似取σcon。

第3节预应力加固梁承载力计算

预应力损失σ1；预应力损失σ2主要包括预应力筋与钢盒间的摩擦损失σ12，锚固损失σ11，松弛损失σ14和混凝土压缩徐变损失σ15。

计算结果见表4-18-2。

预应力筋的极限应力设计值σps：

按照公式σps=（1/1.2）（σpe+500－1400β0）计算，结果列于表4-18-2。

加固梁的抗弯与抗剪承载方Ms与Vs：

将加固预应力视作梁的内应力，根据力学平