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1、论碳纤维加固在杭州某工程中应用 摘要：建筑业的发展，推动了混凝土结构加固行业的兴起，碳纤维加固在越来越多的工程里得到了应用，发挥了其作用，体现了其价值。 关键词：混凝土结构加固 碳纤维加固 随着国家标准混凝土结构加固设计规范的制定，加固工程在法律上真正的得到了认可，在越来越多的工程中得到了应用。主要的加固方法有增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、碳纤维加固法、粘钢加固法等几种加固方法，此外还有植筋技术、锚栓技术、混凝土裂缝修补技术和钢筋阻锈技术等。在此，就碳纤维加固法在杭州某工程中的应用发表一点浅薄的见解。 1工程概况及特点 1.1 工程概况: 杭州市某工程，由于部分楼板使用活荷
2、载由原来5KN/ m2增加到10KN/ m2 ,导致相关构件需要加固,，业主单位某集团股份有限公司委托我方杭州固特建筑加固技术工程有限公司出据加固方案对杭州市某工程二层结构梁进行加固。 2碳纤维加固计算书 2.1依据规范 混凝土结构设计规范(GB500102002) 混凝土结构加固设计规范(GB503672006) 2.2计算信息 1. 原构件信息 截面宽度:b250mm 截面高度:h400mm 混凝土等级:C25 受拉钢筋等级:HRB335 受压钢筋等级:HRB335 受拉钢筋面积:Aso1768mm2 受压钢筋面积:Aso600mm2 受拉钢筋合力点到边缘距离 a60mm 受压钢筋合力点到
3、边缘距离 a35mm 受拉钢筋排数 2排 2. 加固信息 纤维名称:织物I级(重要) 结构等级:重要构件 纤维厚度:tf0.167mm 纤维层数:nf2层 板材类型:现场粘贴板 梁两侧粘贴纤维高度:hc0 3. 荷载信息 是否考虑二次受力:计算 初始弯矩:Mok86kN.m 设计弯矩值:M139kN.m 2.3计算系数 1. 受拉钢筋抗拉强度 fyo300N/mm2 受压钢筋抗拉强度 fyo300N/mm2 受拉钢筋弹性模量 Es200000N/mm2 2. 混凝土抗压强度 fco11.90N/mm2 混凝土计算系数 11.0 3. 碳纤维复合材设计计算指标 纤维抗拉强度设计值 ff1600M
4、pa 纤维弹性模量 Ef230000Mpa 纤维抗拉应变设计值 f0.007Mpa 4. 混凝土净高 ho340mm 2.4计算 1. 原受弯构件加固前相对受压区高度 2. 原混凝土受压区高度 【7.2.12】 3. 判断原结构是否需要加固 【7.2.11】 4. 混凝土受拉截面面积 5. 综合考虑受弯构件裂缝截面内力臂变化、钢筋拉应变不均匀以及钢筋排列影响等的计算系数 查表【9.2.8】 6. 判断是否计算二次应力和计算fo取值 7. 纤维复合材厚度折减系数 采用现场粘贴, 根据【9.2.42】 8. 纤维布折算面积 9. 加固后受压区高度和纤维实际应变 联立下列规范公式求出加固后受压区高度
5、和纤维实际应变 2.5结论 原结构承载力 Mok86.00kN.m 设计弯矩 M139.00kN.m 加固后弯矩承载力 Mu2181.55kN.m 加固后梁破坏类型 适筋梁 粘贴纤维截面面积 Afe75.15mm2 加固是否满足要求 满足 2.6构件加固特殊措施及施工要求 本工程施工过程应严格按照碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程(CECS146:2003)的要求施工, 并符合混凝土结构加固设计规范(GB503672006)第9.9节的构造规定 3碳纤维加固施工 3.1材料选定 A、碳纤维布选用进口新日本石油碳纤维布，规格300克/平方米，厚度为0.167mm。 B、粘贴用胶，采用进口新日本
6、石油碳纤维粘贴配套专用胶。 3.2粘剂的配置 A、将原材料按不同配合比称量准确， 分别配置底涂胶料、整平胶料及粘结胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌至均匀，最后加入固化剂，充分搅拌后即可使用。 B、配置胶料时应注意以下事项：底涂胶料每次配置量以12公斤为宜；整平胶料每次配置量以0.51公斤为宜；粘结胶料每次配置量以12公斤为宜。 C、所有胶料要求于1小时内施工完毕。 (一)施工操作顺序 1、放线定位： 由现场施工员负责，协同加固施工负责人员，根据施工图纸进行现场放样，放样过程中遇到的各种问题须及时上报项目经理，由项目经理代表本公司与甲方代表进行协商并及时处理。 2、
7、基底处理 A、粘贴基层必须为结构层，凿除现有粉刷、找平层时须人工小心细凿，不得采用风镐等大型机械；混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用结构胶进行修复。 B、裂缝部位，如有必要应先进行封闭处理。 C、用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R ²20mm）。 D、用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。 3、涂底胶 A、按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严
8、格控制使用时间。 B、用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面， 厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），再进行下一道工序。 4、胶料找平 A、混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。 B、转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。 C、整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），方可再进行下一道工序。 5、贴碳纤维布 A、按设计要求尺寸裁剪碳纤维片材，并应将碳纤维板表面擦拭干净至无粉
9、尘。 B、配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。 C、擦拭干净的碳纤维片材应立即涂刷粘结胶，胶层应呈突起状，平均厚度不小于2mm。 D、用特制光滑滚子在碳纤维片材表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维片材外表面，以去除气泡，使碳纤维片材充分浸润胶料。多层粘贴应重复以上步骤，待纤维表面指触感干燥为宜， 方可进行下一层碳纤维片材的粘贴。 E、在最外一层碳纤维片材的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。 （二）施工构造要求 A、基层混凝土强度不低于C15。 B、 碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm。 C、粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物，如遇无法清除的障
10、碍物而需截断时，在截断部位要予以适当处理，具体措施应视不同情况而定。 （三）施工安全措施 A、裁剪及使用碳纤维片材时应尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路。 B、碳纤维的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射。 C、现场施工人员应穿工作服，同时还须佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。 D、配置及使用胶的场所必须保持良好的通风。 （四）施工温度要求 施工现场的气温是影响施工的一个重要因素，根据工艺要求，现场气温应5摄氏度，如果气温低于5摄氏度， 应使用适于低温的特殊胶种或采取其它加温处理措施，如气温长时间低于5摄氏度，应暂停施工。 （五）工程验收 A、验收时必须有碳纤维及其配套胶料厂家所提供的材料检验证明。 B、每一道工序结束后均应按工艺要求进行检验，作好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。 C、施工结束后的现场验收以评定碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回声来判断粘结效果， 如出现空鼓等粘贴不密实现象，应采取针管注胶的方法进行补救。若粘结面积小于90，则判定为粘结无效，需重新施工。碳纤维布加固经验收后，表面上抹保护层。 注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。 9