碳纤维加固钢筋混凝土梁的工程应用.pdf

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1、!Qi鲎!!旦堡墅些幽墨美缝丝丝型!主兰篁：盔墨墨DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2014．06．017碳纤维加固钢筋混凝土梁的工程应用蒋兆栋1’2(1．同济大学建筑工程系，上海200092；2．同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092)摘要：结合某实际工程，因其使用功能发生了改变，首先利用碳纤维材料对钢筋混凝土梁的抗弯强度不足进行了加固设计，然后论述了施工步骤及注意事项，可为有关工程提供参考。关键词：碳纤维复合材料；钢筋混凝土梁；抗弯；加固中图分类号：TU375．1文献标志码：A文章编号：1672—401l(2

2、014)06—0038一03CarbonFiberReinforcementEngineeringApplicationofReinforcedConcreteBeanlJIANGZhaodon9112(1．DepanmemofBuildingEngineering，Ton巧iUniversity，Shanghai200092，China；2．ArchitecturalDesignandRe—searchlmthuteofTongfiUniversity(Group)Co．，Ltd，Shang-hai200092，China)Abstract：Combi

3、nedwithapracticalproject，becausetheuseoffunctionalchanges，thefirstuseofcarbonfibermaterialbendingstrengthofreinforcedconcretebeamisstrengthenedde—sign，thendiscussestheconstructionstepsandmattersneedingattention，whichcanprovidereferencefortherelatedprojects．Keywords：carbonfibercom

4、posite；reinforcedconcretebeam；bendingStrength；strengthening0前言结构随着服役时间的增长以及受到环境侵蚀、物理作用、气候条件等其他外界因素的影响，其工作性能将会发生退化，甚至遭到破坏。此外，由于设计失误、施工监管松散、使用条件变更和环境恶化等因素，致使某些新建结构也急需加固改造。现有诸多的加固方法，如增大截面尺寸、体外预应力、外包钢加固等。虽然以上方法已有部分成功案例，且取得了很多成熟经验，但仍存在不足之处，如：施工技术要求较高、难度大、工期长、对环境影响大、减少了原有结构的使用空间等，因此原有技

5、术具有一定的局限性⋯。碳纤维复合材料具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点，其优越的材料性能及在施工中使用方便已被广泛关注。本文以某实际工程为依托，论述了因结构使用功能改变造成钢筋混凝土梁承载力不足采用碳纤维加固的实用设计与施工方法，以期为相关工程提供参考。1工程概况某工程为单层砌体结构，建筑总高度7．80m，建筑总作者简介：蒋兆栋(1974一)，男，上海人，博士，工程师，主要从事建筑结构设计相关工作。面积1015．02m2。基础形式为钢筋混凝土条形基础，其环境类别为二类(b)，卫生间厨房环境为二类(b)，上部结构为一类。砌体施工质量控制等级为

6、B级，基本风压0．4kN／m2。基本雪压0．4kN／m2，地面粗糙度类别为B类，场地地震基本烈度7度，抗震设防烈度7度(0．10g)，设计地震分组为第三组。因结构使用功能改变，需对一面砌体横墙进行拆除(如图1所示)。为保证整体的安全性，对承重墙体顶部钢筋混凝土圈梁(以下简称混凝土梁)进行检测鉴定，并通过表面粘贴碳纤维片材进行加固(见图1)。图l需拆除的砌体横墙及需要加固的钢筋混凝土圈梁2混凝土梁加固方案设计2．1材料检测结果经现场检测，本工程砌块强度等级为MUIO，砂浆强度等级为M7．5，圈梁混凝土强度等级为C20，纵向钢筋为HRIM00，箍筋为HPB3

7、00。2．2加固方案设计加固钢筋混凝土圈梁(A—B／4)，其所在结构的平面位置如下图2所示。图2结构平面图首先，采用PKPM软件进行计算分析，圈梁与其上墙体组合为简支墙梁，结构计算简图如图3所示。图3钢筋混凝土粱计算简tlt／mm托梁截面高度b。=240mm，截面高h。=300mm，支座中心线距离z。=7500mm，墙体计算高度w．=1050mm，墙体厚度h=240mm，计算得墙顶墙重标准值G．=5．54kN／m，托梁活载标准值Q。=1．80kN／m，墙顶恒载标准值G：=1．80kN／m，墙顶活载标准值Q：=0．90kN／m，混凝土强度等级C20，托梁主

8、筋设计强度工=360MPa，托梁箍筋设计强度厶=270MPa，墙体砂浆等级朋7．