论体外预应力筋加固混凝土梁正截面承载能力计算的合理性

单成林 郑小红

（华南理工大学土木与交通学院，广州510640）

0 引 言

目前，对体外预应力筋加固混凝土梁正截面承载力计算时，国内规范［1-4］、相关著作［5-7］，国内外论文［8-13］都将体外预应力筋作为有黏结受拉钢筋考虑，即作为构件承载力的一部分，参与到截面承载力组合中。这种做法似乎已墨守成规，形成了固定思维。由于预应力加固混凝土结构有很好的使用效益，体外预应力筋加固结构的工程越来越多，本文从三方面来论证这一做法带来的疑问及不合理性。

1 如何考虑体外预应力筋的作用

举个简单的示例，用体外预应力筋加固矩形截面钢筋混凝土简支梁，在靠近截面受拉边（下方）的两侧用一对体外预应力钢筋对梁端施加一对压力，如图1所示。

图1 用两根体外钢筋对简支梁施加预压力Fig.1 Applying prestress to the simply supported beam with two external steel bars

在做跨中正截面承载力计算时为简单起见，不考虑受压钢筋A′s作用，正截面计算图示如图2所示，按传统方法计算抗弯承载力时，对受压区合力点取矩及水平力平衡：

图2 矩形截面钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算图示Fig.2 Graphical calculation of normal section bearing capacity of reinforced concrete flexural members with rectangular section

式中：Mu为抗弯承载力；fsd，As，hs分别为原受拉钢筋的抗拉强度设计值、截面面积及重心至受压边缘距离；x为受压区高度；fcd为混凝土抗压强度设计值；σpu，Ap，hp分别为体外筋的极限应力、截面面积及重心至截面受压边缘距离；b，h分别为矩形截面的梁宽和梁高。

显然承载力计算式（1）中含有体外预应力筋项。现在将体外预应力筋移除，对该梁采用图3的方式用千斤顶对梁端施加一对压力，即在梁端相同位置施加一对相同的压力。……