碳纤维加固技术在改造工程.doc

《碳纤维加固技术在改造工程.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、碳纤维加固技术在改造工程中的应用摘要：碳纤维具有强度高、自重轻、施工方便、快捷、应用广泛等优良性能，因而利用碳纤维布加固钢筋混凝土构件以提高承载力及延长寿命是目前比较流行的方法，在建筑业中有着广泛的进展前景。本文以一个小型改造工程应用为例介绍了碳纤维复合材料在因功能改变引起荷载变化的结构构件加固中的计算方法和施工工艺，供同行参考。关键词：碳纤维复合材料混凝土结构加固技术碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。

2、碳纤维材料(CFRP)用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家，我国起步专门晚，近年来进展十分迅速，在航空、航天、汽车、环境工程、化工、能源、交通、建筑、电子、运动器材等众多领域得到了广泛的应用。采纳碳纤维布加固具有以下几个优点：1、抗拉强度高，是一般钢材的10倍；2、加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性；3、自重轻（约200g/m2），密度只有一般钢材的1/411/11；差不多不增加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，适用范围广，适合任何形状；4、施工简便（不需大型施工机构及周转

3、材料），没有湿作业，易于操作，经济性好；5、适用范围广，施工工期短。1、工程概况四平市站前住宅楼，建筑于90年代初，底部框架剪力墙结构结构，底部2层框架，上部4层住宅。原设计1，2层为餐厅（活荷载为2.5KN/m2）,厨房（活荷载为4.0KN/m2）设在一层。现打算重新装修开设肯德鸡连锁店，将厨房移到2层，原1层厨房位置设售餐台。由于功能改变导致荷载增大，原2层局部梁将不能满足设计要求，需要加固。通过方案论证和经济技术可行性比较，决定采纳碳纤维复合材料进行加固。2、材料特性⑴本工程使用德国进口的碳纤维

4、布（C200），其要紧性能指标见表1：11/11⑵粘贴用树脂采纳国产JGN型建筑结构胶，其要紧性能指标见表2：表2：配套胶要紧性能指标3、加固设计3.1差不多假定碳纤维材料加固后混凝土梁的极限承载力计算采纳如下差不多假定：受拉区混凝土的作用忽略不计；11/11梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变符合平截面假定；（3）碳纤维材料采纳线弹性应力-应变关系：σcf=Ecf×εcf且εcf<0.01。3.2加固设计依照《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（CECS146:2003）［1］的规定，采纳以概率理

5、论为基础的极限设计法进行计算。考虑到作用在加固结构上的活荷载差不多卸除，故不考虑二次受力的阻碍。取A轴梁跨中为例梁截面：b×h=350mm×650mm，C30混凝土，原梁配有As0=2900mm2As0＇=980mm2设计弯矩：Mu=510Kn·m按原设计计算最大弯矩设计值：x=(fyAs－fy＇As＇)/fcb=115mmMu=fcbx(h0－x/2)+fy＇As＇(h0－a’)=14.3x350x115x(585-57.5)+300x980(585-40)=463.6kN·m11/11本设计采取在

6、梁底粘贴300mm宽碳纤维布3层（Acf=99.9mm2）,按规程公式计算碳纤维片材厚度折减系数：km=1-ncfEcftcf/420000=1-3x2.3x105x0.111/420000＝0.818[εcf]=kmεcfu=0.017>0.01取[εcf]=0.01界限相对高度：ξcfb=0.8Xεcu/(εcu+[εcf])=0.8×0.0033/((0.0033+0.01)=0.1985混凝土受压区高度x和受拉面上碳纤维片材的拉应变εcf应按下列公式进行计算：1）、fcbx=fyAs－fy＇A

7、s＇+EcfεcfAcf2)、x＝0.8εcu/εcu+εcf解得：ξcfbh＝0.1985x650＝129<χ≈137mm<ξbh0=329m;εcf=0.0051依照规范公式4.3.2-1,11/11M=fcbx(h0－x/2)+fy＇As＇(h0－a’)+EcfεcfAcf(h－h0)=14.3x350x137x(585-68.5)+300x980(585-40)+2.3x105x0.0051x99.9x65=524kN·m由计算结果可知通过加固，此梁的最大弯矩设计值比原来提高了13％。3.3构

8、造做法为了加强梁底碳纤维布的锚固及增加梁的抗剪能力,在梁端每侧粘贴160mm宽U型箍1道,在主次梁相交处每侧粘贴160mm宽U型箍1道。U型粘贴的粘贴高度宜取构件截面高度。关于U型粘贴形式，宜在上端粘贴纵向碳纤维片材压条。［2］考虑到碳纤维布多层粘贴时受施工现场阻碍的因素较大，建议受弯构件粘贴碳纤维布的层数不应超过3层。4、施工工艺一般工艺流程为卸荷—基底处理—涂底胶—找平—粘贴—爱护。11/11考虑本工程专门施工环境因素，加固中应进行卸荷。加固前先将板