设计计算内容
1.内力计算
加固前,在荷载作用下结构构件按原结构构件采用手算或电算分析方法,运用力学知识进行内力计算;加固后将预应力视为外荷载作用在原结构或构件上,同时考虑其余的外荷载,结构构件仍按原结构构件进行内力计算。预应力筋的内力包括有效预张力和荷载在预应力筋中引起的内力增量值。
2.有效预应力的确定
因为在预应力加固钢结构中预应力筋的内力增量必须考虑,所以张拉控制应力宜定得低一些,具体计算时,可按加固前后的承载力差值和预应力筋在预应力阶段的稳定性进行初步确定。将张拉控制应力减去预应力损失即为有效预应力。
3.构件计算的内容
(1)强度计算,所有受力构件均需满足强度,包括局部承压强度的要求。
(2)稳定计算,受压、受弯和压弯构件应满足稳定要求。稳定包括整体稳定和局部稳定。
(3)刚度计算,即为挠度计算,属正常使用极限状态。对受弯构件应进行挠度计算。
(4)疲劳计算,对直接承受动力荷载重复作用的构件,当其荷载产生的应力循环次数 n≥105时,如工业厂房内的重级工作制吊车梁、桥梁构件,应进行疲劳验算。
构件的分类及需要进行的计算
1. 轴心受拉构件应进行强度计算。
2.轴心受压构件应进行强度、整体稳定和局部稳定计算。
3. 受弯构件,包括简支梁和连续梁应进行强度、整体稳定、局部稳定和挠度计算。
4. 压弯构件应进行强度、整体稳定(弯矩作用平面内和平面外)和局部稳定计算对于结构体系,如桁架(屋架),除组成杆件应分别按轴心拉压构件进行计算外,还应进行整体结构的挠度计算。
分阶段加固设计
预应力加固钢结构或构件的设计可分为两阶段加固设计和三阶段加固设计。当完全卸载时,预应力加固钢结构构件的计算与预应力钢结构的两阶段设计计算基本相同。当部分卸(负)载或完全负载(不卸载)时,则与预应力钢结构的三阶段设计计算类似。完全卸载时,预应力的施加为预应力阶段,加固后应承受的荷载作用为荷载作用阶段。部分卸(负)载或完全负载(不卸载)时,未卸除的荷载作用为初始荷载作用阶段,加固后应承受的荷载与未卸除的荷载之差值荷载作用为续加荷载阶段。但应注意,在初始荷载作用阶段,未卸除的荷载仅有恒载。