CECS 146-2003 碳纤维片材加固混凝土结构技术规程.pdf.pdf

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1、E 1 4 CECS 14 6 : 20 03 中国工程建设标准化协会标准 碳纤维片材加 固混凝土结构 技术规程 T e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n f o r s t r e n g t h e n i n g c o n c r e t e s t r u c t u r e s w i t h c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p o l y me r l a mi n a t e 中国工程建设标准化协会标准 碳纤维片材加固混凝土结构 技术规程 T e c h n i c a l s p

2、 e c if i c a t io n f o r s t r e n g t h e n i n g c o n c r e t e s t r u c t u r e s wi t h c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p o l y me r l a min a t e CE CS 1 4 6 : 2 0 0 3 主 编 单 位:国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 副主编单位:四川省建筑科学研究院 批 准 单 位:中 国工程建设标准化协会 施 行 日期: 2 0 0 3年5月1日 前言 根据中国工程建设标准化协会( 9 8 ) 建标

3、协字第 1 3号文 关于 下达 1 9 9 8年第二批推荐性标准编制计划的函 的要求， 制订本规 程 。 本规程包括总则、 术语和符号、 材料、 加固设计方法和构造要 求、 施工、 检验及验收等内容。本规程是在总结近年来国内各高校 和科研单位的研究成果以及各设计、 施工单位采用碳纤维片材进 行结构加固的实践经验， 参考国外大量相关资料， 并进行了大量试 算和调研的基础上制订的。 根据国家计委计标 1 9 8 6 1 6 4 9 号文 关于请中国工程建设标 准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知 要求， 现批准协会标准 碳纤维片材加固混凝土结构技术规程 ， 编号为 C E C S 1

4、 4 6 : 2 0 0 3 ， 推荐给工程设计、 施工、 使用单位采用。 本规程 由中国工程建设标准化协会建筑物鉴定与加固委员会归口管理， 由国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心( 北京市海淀区西 土城路 3 3 号中冶集团建筑研究总院内， 邮编: 1 0 0 0 8 8 ) 负责解释。 在使用中如发现需要修改或补充之处， 请将意见和资料径寄解释 单位。 主 编 单 位: 国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 副主编单位: 四川省建筑科学研究院 参 编 单 位: 清华大学、 中国电子工程设计院、 中国建筑科学 研究院、 同济大学、 武汉钢铁( 集团) 公司、 西安 建筑科技大学、 武汉大

5、学、 东南大学、 江苏省建 筑科学研究院、 上海伽锢建筑材料有限公司 主要起草人 :岳清瑞叶列平罗等隆陈小兵李荣 附录A碳纤维片材配套树脂类粘结材料与混凝土的 正拉粘结强度测定方法 ( 2 6 ) 附录B 碳纤维片材加固混凝土结构施工质量现场 检验方法 ( 3 0 ) 本规程用词说明 ” “( 3 4 ) 附: 条文说明 。 ( 3 5 ) 1 总则 1 . 0 . 1 为促进碳纤维片材加固混凝土结构技术的发展， 做到技术 先进、 安全适用、 经济合理、 确保质量， 制订本规程。 1 . 0 . 2 本规程适用于房屋建筑和一般构筑物混凝土结构加固的 设计、 施工及验收; 铁路工程、 公路工程、

6、 港口工程和水利水电等工 程中混凝土结构的加固和砌体结构、 木结构加固中的共性技术， 可 参照本规程的有关规定执行。 1 . 0 . 3 采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构的设计、 施工及验 收， 除应符合本规程的规定外， 尚应遵守国家现行有关标准的规 定 。 1 . 0 . 4 采用粘贴碳纤维片材加固的混凝土结构， 长期使用的环境 温度不应高于 6 0 0C。处于特殊环境( 腐蚀、 放射、 高温等) 下的混 凝土结构采用碳纤维片材加固时， 尚应遵守国家现行有关标准的 规定， 并采取相应的防护措施。 1 . 0 . 5 采用碳纤维片材加固混凝土结构前， 应按国家现行有关标 准对原结构进行检测鉴定

7、或评估。 1 . 0 . 6 采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时， 应由对该加固方 法熟悉的设计人员进行设计， 并由专业施工队伍进行施工 2 术语、 符号 2 . 1术语 2 . 1 . 1 碳纤维片材c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p o ly me r l a mi n a t e 碳纤维布和碳纤维板的总称。 2 . 1 . 2 碳纤维布c a r b o n f i b e r s h e e t 连续碳纤维单向或多向排列， 未经树脂浸渍的布状制品。 2 . 1 . 3 碳纤维板c a r b o n f i b e r p l a t

8、 e 连续碳纤维单向或多向排列， 并经树脂浸渍固化的板状制品。 2 . 1 . 4 底层树脂p r ime r 用于基底处理的树脂。 2 . 1 . 5 找平材料p u t t y f i l l e r s 用于对加固构件表面进行找平处理的材料。 2 . 1 . 6 浸溃树脂s a t u r a t i n g r e s i n 用于粘贴并浸透碳纤维布的树脂。 2 . 1 . 7 粘结树脂a d h e s i v e s 用于粘贴碳纤维板的树脂。 2 . 2符号 2 . 2 . 1 作用效应 和抗 力 M-弯矩设计值; M; 加固前受弯构件计算截面上实际作用的初始弯矩; V 。 梁的剪

9、力设计值; V柱的剪力设计值; o r碳纤维片材的拉应力; E ,碳纤维片材的拉应变; 。 考虑二次受力影响时， 加固前构件在初始弯矩作用下， 截面受拉边缘混凝土的初始应变; 达到受剪承载能力极限状态时碳纤维片材的应变。 2 . 2 . 2 材料性能 E ,碳纤维片材的弹性模量; 大k 一一碳纤维片材的抗拉强度标准值; f碳纤维片材的抗拉强度设计值; fu 碳纤维片材的极限拉应变; 仁 E ( 一一碳纤维片材的允许拉应变; r f - 碳纤维片材与混凝土间的粘结强度设计值。 2 . 2 . 3 几何参数 A , 一 受拉面上粘贴的碳纤维片材的截面面积; h e r 一 一 受拉面上粘贴的碳纤维

10、片材的宽度 ; h ,., 侧面粘贴碳纤维片材的高度; h , o侧面粘贴碳纤维片材的截面面积形心至受压区外边缘 的距离 ; Z d 碳纤维片材从强度充分利用截面向外延伸所需的粘结 长度 ; v ,., 碳纤维片材条带的净间距; 坛 单层碳纤维片材的厚度; 二 碳纤维片材条带的宽度。 2 . 24 计算系数及其它 k m碳纤维片材厚度折减系数; n r碳纤维片材的粘贴层数; ， -碳纤维片材受剪加固 形式系数; 二 碳纤维片材的 有效约束系数; E A碳纤维片材达到其允许拉应变与混凝土压坏同时发生 时的界限相对受压区高度; A b梁受剪截面的剪跨比; k柱的剪跨比; P - 总折算体积配箍率。

11、 其它符号参见现行国家标准 混凝土结构设计规范 G B 5 0 0 1 0 0 3材料 3 . 1一 般 要 求 3 . 1 . 1 采用粘贴碳纤维片材对混凝土结构加固时， 应使用碳纤维 片材、 配套树脂类粘结材料和表面防护材料。 3 . 1 . 2 加固用材料应具有质检部门的产品性能检测报告和产品 合格证; 碳纤维片材和配套树脂类粘结材料应具有符合本规程第 3 . 2节和第 3 . 3节规定的物理力学性能; 对配套的树脂类粘结材 料还应提供耐久性能指标及施工和使用环境要求。 3 . 1 . 3 本规程所列碳纤维片材的性能指标是对单向碳纤维片材 的要求。对双向或多向碳纤维片材， 可参照采用。

12、3 . 1 . 4 混凝土、 钢筋和 其它材料的有关设计指 标应按国家现行有 关标准采用 。 3 . 2碳纤维片材 3 . 2 . 1 碳纤维布的抗拉强度应按纤维的净截面面积计算， 净截面 面积取碳纤维布的计算厚度乘以宽度。碳纤维布的计算厚度应取 碳纤维布的单位面积质量除以碳纤维密度。 碳纤维板的性能指标应按板的截面( 含树脂) 面积计算， 截面 ( 含树脂) 面积取实测厚度乘以宽度。 3 . 2 . 2 碳纤维片材的主要力学性能指标应满足表 3 . 2 . 2的要求。 表3 . 2 . 2 碳纤维片材的主要力学性能指标 性 能项 目 碳纤维 布碳 纤维板 抗 拉强 度标 准值 f m ,3

13、0 0 0 MP a -2 0 0 0 MP a 弹 性模量 E ,_ 2 . 1 X 1 0 s M P .) 1 . 4 x 1 0 MP a 伸长 率 1 . 5 纬)1 . 5 % 3 . 2 . 3 碳纤维片材的主要力学性能指标可参照现行国家标准 定 向纤维增强塑料拉伸性能试验方法 GB / T 3 3 5 4 测定。 3 . 2 . 4 单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于 1 5 0 g / m , 且不宜高于4 5 0 g / m 。 在施工质量有可靠保证时， 单层碳纤维布 的单位面积碳纤维质量可提高到6 0 0 g / m . 3 . 2 . 5 碳纤维板的厚度不宜大于

14、2 . O m m， 宽度不宜大于2 0 0 m m， 纤 维体积含量不宜小于 6 0 呢。 3 . 3 配套树脂类粘结材料 3 . 3 . 1 采用碳纤维片材对混凝土结构加固时， 应采用与碳纤维片 材配套的底层树脂、 找平材料、 浸渍树脂或粘结树脂。 3 . 3 . 2 配套树脂类粘结材料的主要性能应满足表 3 . 3 . 2 - 1 、 表 3 . 3 . 2 - 2 和表 3 . 3 . 2 - 3的要求。 表 3 . 3 . 2 - 1 底层树脂的性能指标 表 3 . 3 . 2 - 2 找平材料的性能指标 试验 方法性 能项 目性能 指标 正拉枯 结强度 )2 . 5 MP a ，

15、且 不小 于被 加 固混凝 土的抗 拉强度 标准值 J ,. 附 录 A 衰3 . 3 . 2 - 3 漫油树脂和枯结树脂的性能指标 性 能项 目性 能指 标 试验 方法 拉伸 剪切强 度,1 0 MP a GB - 7 1 2 4 - 1 9 8 6 拉伸强 度. 3 0 MP aG B / T 2 5 6 8 - 1 9 9 5 压 缩强 度_7 0 MP aG B / T 2 5 6 9 - 1 9 9 5 续 衰 3 . 3 . 2 一 3 性能 项 目性 能指 标试验 方法 弯 曲强度4 0 MP aG B / T 2 5 7 0 - 1 9 9 5 正拉粘 结强 度 , 2 . 5

16、 MP a ， 且不 小 于被 加 固馄 凝 土 的抗拉 强度标 准值 f ik 附录 A 弹性模 量_1 5 0 0 MP aG B / T 2 5 6 8 - 1 9 9 5 伸长 率妻 1 . 5 %G B / T 2 5 6 8 - 1 9 9 5 3 . 3 . 3 配套树脂类粘结材料应按附录A的规定进行正拉粘结强 度测定。配套树脂类粘结材料可参照 机械工业产品用塑料、 涂 料、 橡胶材料人工气候加速试验方法 G B / T 1 4 5 2 2 -9 3 规定的环 境条件进行耐久性检验。经 2 0 0 0 h加速老化后， 按附录A测定的 正拉粘结强度不应明显降低。 3 . 4表面防护

17、材料 3 . 4 . 1 对已加固完的结构表面应进行防护处理。表面防护材料 应与浸渍树脂或粘结树脂可靠粘结。 3 . 4 . 2 选用的防火材料及其处理方法， 应使加固后的建筑物达到 要求的防火等级。 3 . 4 . 3 当被加固的结构处于特殊环境时， 应根据具体情况选用有 效的防护材料 。 4 设 计 规 定 4 . 1 一 般 规 定 4 . 1 . 1 采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时， 应通过配套粘结 材料将碳纤维片材粘贴于构件表面， 使碳纤维片材承受拉力， 并与 混凝士变形协调， 共同受力。 4 . 1 . 2 碳纤维片材可采用下列方式对混凝土结构构件进行加固: 1 在梁、 板构件

18、的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固， 纤 维方向与加固处的受拉方向一致。 2 采用封闭式粘贴、 U形粘贴或侧面粘贴对梁、 柱构件进行 受剪加固， 纤维方向宜与构件轴向垂直。 3 采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固， 纤维方向与柱轴向垂 直 。 4 当有可靠依据时， 碳纤维片材也可用于其它形式和其它受 力状况的混凝土结构构件的加固。 4 . 1 . 3 采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时， 应按国 家现行有 关标准采用以概率理论为基础的极限状态设计法进行承载能力极 限状态计算和正常使用极限状态验算。 钢筋和混凝土材料宜根据检测得到的实际强度， 按国家现行 有关标准确定其相应的材料强度设计指标。 碳纤

19、维片材应根据构件达到极限状态时的应变， 按线弹性应 力应变关系确定其相应的应力。 4 . 1 . 4 碳纤维片材应取生产厂提供的不小于9 5 % 保证率的极限 抗拉强度作为抗拉强度标准值 f . . 碳纤维片材的极限拉应变E d 。 应取其抗拉强度标准值 人fk 除以 弹性模量 E 。 4 . 1 . 5 当采用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固时， 应考 虑加固后对结构 中其它构件或构件的其它性能可能产生的影 响。 4 . 1 . 6 采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时， 宜卸除作用在结构 上的活荷载。如不能在完全卸载条件下进行加固， 应考虑二次受 力的影响 。 4 . 1 . 7 在受弯加固

20、和受剪加固时， 被加固 混凝土 结构和构件的实 际混凝土强度等级不应低于C 1 5 。采用封闭粘贴碳纤维片材加固 混凝土柱时， 混凝土强度等级不应低于C 1 0 , 4 . 2一般构造要求 4 . 2 . 1 当碳纤维布沿 其纤维方向 需绕构件转角粘贴时， 构件转角 处外表面的曲率半径不应小于 2 0 mm( 图4 . 2 . 1 ) , 图4 . 2 . 1 构件转角处粘贴示意 I - 构件外 表面2 一碳纤 维布 4 . 2 . 2 碳纤维布沿纤维受力方向的搭接长度不应小于 l 0 0 m m. 当采用多条或多层碳纤维布加固时， 各条或各层碳纤维布的搭接 位置宜相互错开。 4 . 2 .

21、3 为保证碳纤维片材可靠地与混凝土共同工作， 必要时应采 取附加锚固措施。 4 . 3 受 弯 加 固 4 . 3 . 1 采用碳纤维片材对梁、 板构件进行受弯加 固时的承载力 9 计算， 除应符合现行国家标准 混凝土结构设计规范) G B 5 0 0 1 0 对受弯构件正截面承载力计算的基本假定外， 尚应符合下列要 求: 1 构件达到受弯承载能力极限状态时， 碳纤维片材的拉应变 C f 按截面应变保持平面的假定确定， 但不应超过碳纤维片材的允 许拉应变 : * ; 2 当考虑二次受力影响时， 应根据加固时的荷载状况， 按截 面应变保持平面的假定计算加固前受拉区边缘混凝土的初始应变 e ; 带

22、 3 碳纤维片材的拉应力 0 ， 应取碳纤维片材弹性模量 E ; 与 其拉应变 r 的乘积E ,rt e ; 4 在达到受弯承载能力极限状态前， 碳纤维片材与混凝土之 间不发生粘结剥离破坏。 4 . 3 . 2 在矩形截面受弯构件的受拉面上粘贴碳纤维片材进行受 弯加固时， 其正截面受弯承载力应按下列公式计算 : 1 当混凝土受压区高度 x大于 S d b h ， 且小 于 si b h 。 时( 图 4 . 3 . 2 a ) M G f b x th o 一 普 1 + f ;A , ( h o2一 + E , e , A o, “ 一 “ 。 ( 4 . 3 . 2 - 1 ) 混凝土受压

23、区高度 x和受拉面上碳纤维片材的拉应变 。 d 应 按下列公式确定: J 人 bx =0 Af bx = f Y8,-.j 0 . 一 f A ;+ E ,e, A , 一 x= h LE - 卞 C ,f rt e l ( 4 . 3 . 2 - 2 ) ( 4 . 3 . 2 - 3 ) 当混凝土受压区高度 x不大于$ d b h时( 图 4 . 3 . 2 b ) M G f , A . ( h 。 一 。 . 5 个 少 一 ( 4 . 3 . 4 - 1 ) M; 卜 三b h 若 ( 4 . 3 . 4 - 2 ) ( 4 . 3 . 4 - 3 ) ( 4 . 3 . 4 - 4

24、 ) 4 r = 1 . 1 一 0 . 6 5弃 a ， i Pt e ( 4 . 3 . 4 - 5 ) M A , 沪o ( 4 . 3 . 4 - 6 ) 式中M; 加固前受弯构件计算截面上实际作用的初始弯矩; 加固前初始弯矩M; 作用下受压边缘的压应变; 、 。 ， 加固前初始弯矩M; 作用下受拉钢筋的拉应变、 拉应 力 ; 9受压边缘混凝土压应变综合系数; IF. 受拉钢筋拉应变不均匀系数; 专内力臂系数， 取。 . 8 7 ; E 、 E ,E - Z混凝土、 钢筋的弹性模量; 。钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值; p 一 受 拉 钢 筋 配 筋率， p = A d b h o

25、 ; 大k混凝土抗拉强度标准值; p ,. 有效受拉混凝土截面面积计算的 纵向 受拉钢筋配筋 二 A. 竿 又 - 广、 t . A 有效受拉混凝土截面面积， 对受弯构件取 。 . 5 b h + ( b , -b ) h f , bh ; 分别为受拉翼缘的宽度、 高度; _ _ ._ _ _、卜 _( b , 一b ) h , ， ，. ， ， 、 _ ， 、 ， 一_ Y i AMWM7 1 11 5 $A 01, J R一 一 下 几 二 一 一 一， b ; , h r 5 f3 9 7 3 3 -L M 口1 乙 0 翼缘的宽度、 高度。 当 初始弯矩城小于 未加固截面受弯承载力的2

26、 0 %时， 可忽 1 3 略二次受力的影响。 4 . 3 . 5 计算正截面受弯承载力时， 尚应满足下列要求: 1 受压区高度 x不宜大于 0 . 8 6 6 k， 其中界限相对受压区高 度C b 按现行国家标准 混凝土结构设计规范 G B 5 0 0 1 0的规定确 定 ; 2 加固后受弯承载力的提高幅度不宜超过 4 0 %; 3 加固后在荷载效应标准组合下受拉钢筋的拉应力不宜超 过钢筋抗拉强度标准值。 当有工程经验和依据时， 上述规定可适当放宽。 4 . 3 . 6 当碳纤维片材粘贴于梁侧面的受 拉区进行受弯加固 时， 粘 贴区域宜在距受拉区边缘 1 / 4梁高范围内。在进行正截面受弯承

27、 载力计算时， 应将公式( 4 . 3 . 2 - 1 ) 一( 4 . 3 . 2 - 4 ) 中的h改用碳纤维 片材截面面积形心至梁受压区边缘的距离h *代替， 且宜将侧面 碳纤维片材的截面面积乘以折减系数( 1 -0 . 5 h d / h ) ， 其中场为侧 面碳纤维片材的粘贴高度。 4 . 3 . 7 对受弯 加固的构件尚 应验算构件的受剪承载力， 避免受剪 破坏先于受弯破坏发生。 4 . 3 . 8 对梁、 板正弯矩区进行受弯加固时， 碳纤维片材宜延伸至 支座边缘。在集中荷载作用点两侧宜设置构造的碳纤维片材 U 型箍或横向压条。 碳纤维片材的切断位置距其充分利用截面的距离不应小于按

28、 下式计算得出的粘结延伸长度 I d ， 并应延伸至不需要碳纤维片材 截面之外不小于2 0 0 m m ( 图4 . 3 . 8 ) , 一 E d ed “ A dr.r “ 6d ( 4 . 3 . 8 ) 式中I d -碳纤维片材从强度充分利用截面向外延伸所需的粘 结长度 ; E d 充分利用截面处碳纤维片材的拉应变， 按本规程第 4 . 3 . 2 条确定; t 4 r * 碳纤维片材与混 凝土间 的粘 结强度设计值， 取 0 . 5 MP a ; b , 受拉 面上 粘 贴的 碳纤 维 片材 的宽度; 对 板取 l 0 0 0 m m板宽范围内粘贴的碳纤维片材宽度。 一卜分承。 钱

29、一 州 - 互、 俨 X F. A X O M E -200-7 - 1 .川 图4 . 3 . 8 碳纤维片材的粘结延伸长度 4 . 3 . ， 当碳纤维片材延伸至支座边缘仍不满足本规程第 4 . 3 . 8 条的规定时， 应采取下列锚固措施: I 对于梁， 在碳纤维片材延伸长度范围内应设置碳纤维片材 u型箍锚固( 图 4 . 3 . 9 a ) . U型箍宜在延伸长度范围内均匀布置， 且在延伸长度端部必须设置一道。U型箍的粘贴高度宜伸至板 底面。每道 U型箍的宽度不宜小于受弯加 固碳纤维布宽度的 1 / 2 , U型箍的厚度不宜小于受弯加固碳纤维布厚度的 1 / 2 . 2 对于板， 在碳

30、纤维片材延伸长度范围内应通长设置垂直于 受力碳纤维方向的压条( 图 4 . 3 . 9 b ) 。压条宜在延伸锚固长度范 围内均匀布置， 且在延伸长度端部必须设置一道。每道压条的宽 度不宜小于受弯加固碳纤维布条带宽度的 1 / 2 ， 压条的厚度不宜 小于受弯加固碳纤维布厚度的1 / 2 e 3 当碳纤维布的延伸长度小于按公式( 4 . 3 . 8 ) 计算所得长度 的1 / 2时， 应采取可靠的附加机械锚固措施。 i s 4 当采用碳纤维板时， 应在其延伸长度端部采取可靠的机械 锚 固措施 。 U 型组 染 碳纤维片材 A - A ft l - - U V “ ( a ) U 型脸 崖至至叁

31、 至 至至至至当 E : 一一一二 1 卜 - - - ll1 ( b ) 碳纤维片材压条 图4 . 3 . 9 受弯加固时碳纤维片材端部附加锚固措施 4 . 3 . 1 0 对梁、 板负弯矩区进行受弯加固时， 碳纤维片材的截断位 置距支座边缘的延伸长度应根据负弯矩分布按本规程第 4 . 3 . 8 条 的原则确定， 且对板不小于 1 / 4 跨度， 对梁不小于 1 / 3跨度。 当采用碳纤维片材对框架梁负弯矩区进行受弯加固时， 应采 取可靠锚固措施与支座连接。当碳纤维片材需绕过柱时， 宜在梁 侧4 h ， 范围内粘贴( 图4 . 3 . 1 0 ) ， 当 有可靠依据和经验时， 此限制 可适

32、当放宽。 4 . 3 . 1 1 板受弯加固时， 碳纤维片材宜采用多条密布方案。 4 . 3 . 1 2 当沿柱轴向粘贴碳纤维片材对柱的正截面承载力进行加 固时， 碳纤维片材应有可靠的锚固措施。 1 6 图4 . 3 . 1 0 负弯矩区加固时梁侧有效枯贴范围平面图 1 一柱2 -梁3 一板顶面碳纤维片材 刃f 一板厚 4 . 4 受 剪 加 固 4 . 4 . 1 对钢筋混凝土梁进行受剪加固时， 应按下列公式进行斜截 面受剪承载力计算: V I v -+V b d ( 4 . 4 . 1 - 1 ) Vb e ! 毕甲 2 n ,; wd t d ( S d +w ; ) E -石d h d

33、 ( 4 . 4 . 1 - 2 ) 。 一 号 ( 。 . 2 + 0 . 1 2 2 6 ) 一 ( 4 . 4 . 1 - 3 ) 式中V 、 梁的剪力设计值; V b r c 未加固钢筋混凝土梁的受剪承载力， 按现行国家标 准 混凝土结构设计规范 GB 5 0 0 1 。 的规定计算; V im ,碳纤维片材承担的 剪力; E d ,“达到受剪承载能力极限状态时碳纤维片材的应变; ，。 碳纤维片材的极限拉应变; 9 7 - - 碳纤维片材受剪加固形式系数， 对封闭粘贴取1 . 0 1 对 U形粘贴取 0 . 8 5 ， 对侧面粘贴取 0 . 7 0 ; A b梁受剪计算截面的剪跨 比，

34、 对于集中荷载作用情况 取a / h o ， 当x 、 大于 3。时， 取 3 . 0 ， 当 A 。 小于 1 . 5 时， 取 1 . 5 , a为集中荷载作用点到支座边缘的距离; 对 1 7 于均布荷载作用情况， 取 3 . 0 ; 。 d 碳纤维片材的粘贴层数; h , , 侧面粘贴碳纤维片材的高度; s d碳纤维片材条带的净间距; 单层碳纤维片材的厚度; 二 碳纤维片材条带的宽度。 4 . 4 . 2 对钢筋混凝土柱进行受剪加固时， 应按下列公式进行斜截 面受剪承载力计算: V V-+Vn , ( 4 . 4 . 2 - 1 ) V -1一 * 会 黑瓮 e,.E o h d 。 一

35、 普 ( 。 . 2 一 。 . 3 n + 0 . 1 2 A ) 二 。 ( 4 . 4 . 2 - 2 ) ( 4 . 4 . 2 - 3 ) 式中V , 柱的剪力设计值; V,. , 未加固钢筋混凝土柱的受剪承载力， 按现行国家标 准 混凝土结构设计规范 GB 5 0 0 1 。的规定计算; V a碳纤维片材承担的剪力; n 柱的轴压比， 取 N/ f , A, N为柱轴向压力设计值， A 为柱截面面积; l , 柱的剪跨比， 对于框架柱取 H / 2 h o . 当a , 大于 3 . 0 时取 3 . 0 ， 当几小于 1 . 。时取 1 . O , H 为框架柱净高 度， h 。

36、 为框架柱的截面有效高度。 4 . 4 . 3 采用碳纤维片材对钢筋混凝土梁、 柱构件进行受剪加固 时， 应符合下列规定: 1 碳纤维片材的纤维方向宜与构件轴向垂直; 2 应优先采用封闭粘贴形式， 也可采用 U形粘贴、 侧面粘贴 ( 图4 . 4 . 3 a ) 。对碳纤维板， 可采用双 L形板形成 U形粘贴; 3 当碳纤维片材采用条带布置时， 其净间距 s , 不应大于现 行国家标准 混凝土结构设计规范 GB 5 0 0 1 0规定的最大箍筋间 1 8 距的0 . 7 倍; 4 u形粘贴和侧面粘贴的粘贴高度 凡宜取构件截面高度。 对于 u形粘贴形式， 宜在上端粘贴纵向碳纤维片材压条; 对侧面

37、 粘贴形式， 宜在上、 下端粘贴纵向碳纤维片材压条( 图4 . 4 . 3 6 ) , 口 l f -L ff U 形粘贴 ( a) 双1 彩 板U 形粘贴侧面粘贴 粘贴方式 1 l 形 粘 贴侧面粘贴 ( b) I M 粘贴和侧面粘贴加纵向 压条 图 4 . 4 . 3 碳纤维片材的抗剪加固方式 4 . 4 . 4 构件的受剪截面尺寸应符合现行国家标准 混凝土结构设 计规范 G B 5 0 0 1 0的规定。 4 . 5柱的抗，加 固 4 . 5 . 1 柱的抗震加固应采用封闭式粘贴碳纤维片材的方法。柱 端箍筋加密区的总折算体积配箍率应按下列公式计算， 并应满足 现行国家标准 混凝土结构设计

38、规范 G B 5 0 0 1 0 对柱端箍筋加密 区体积配箍率的要求: 1 9 p . =p ,. +v2 n , w , t , , ( b +h ) f a ( s , , +wh ) b h 几 ( 4 . 5 . 1 ) 式中b , h 柱的截面宽度、 高度; P 总 折算体积配箍率; p , . 按箍筋范围内 核心截面 计算的体积配箍率; 一碳纤维片材的有效约束系数， 取 。 . 4 5 ; 轴压比大于 0 . 5 且加固 时未卸载时取0 . 3 6 ; f f - 碳纤维片材的抗拉强度设计值， 取f n / 1 . 1 ; f l -箍筋的抗拉强度设计值。 4 . 5 . 2 碳纤

39、维片材在箍筋加密区宜连续布置。碳纤维片材两端 应搭接或采取可靠连接措施形成封闭箍。碳纤维片材条带的搭接 长度不应小于 1 5 0 mm， 各条带搭接位置应相互错开。 5 施 工 规 定 5 . 1 一 般 规 定 5 . 1 . 1 采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构， 应由熟悉该技术施 工工艺的专业施工队伍承担， 并应有加固方案和施工技术措施。 5 . 1 . 2 施工必须按照下列工序进行: 1 施工准备; 2 混凝土表面处理; 3 配制并涂刷底层树脂; 4 配制找平材料并对不平整处进行找平处理; 5 配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂 ; 6 粘贴碳纤维片材; 7 表面防护。 5 . 1 . 3

40、施工宜在环境温度为 5 以上的条件下进行， 并应符合配 套树脂要求的施工使用温度。当环境温度低于 5 时， 应采用适 用于低温环境的配套树脂或采取升温措施。 5 . 1 . 4 施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。 5 . 1 . 5 在进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前， 应按加固设 计部位放线定位。 5 . 1 . 6 树脂配制时， 应按产品使用说明中规定的配比称量并置于 容器中， 用搅拌器搅拌至色泽均匀。在搅拌用容器内及搅拌器上 不得有油污和杂质。应根据现场实际环境温度确定树脂的每次拌 和量， 并按要求严格控制使用时间。 5 . 2施 工 准 备 5 . 2 . 1 应认真阅读设

41、计施工图。 5 . 2 . 2 应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况， 拟订施 工方案和施工计划、 5 . 2 . 3 应对所使用的碳纤维片材、 配套树脂、 机具等做好施工前 的准备工作。 5 . 3表 面 处 理 5 . 3 . 1 应清除被加固构件表面的剥落、 疏松、 蜂窝、 腐蚀等劣化混 凝土， 露出混凝土结构层， 并用修复材料将表面修复平整。 5 . 3 . 2 应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。 5 . 3 . 3 被粘贴的混凝土表面应打磨平整， 除去表层浮浆、 油污等 杂质， 直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行导角处 理并打磨成圆弧状， 圆弧半径不应小于2 0

42、mm, 5 . 3 . 4 混凝土表面应清理干净 并保持干燥。 5 . 4 涂刷底层树脂 5 . 4 . 1 5 . 4.2 应按产品生产厂提供的工艺规定配制底层树脂。 应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。宜在 底层树脂表面指触千燥后， 尽快进行下一工序的施工。 5 . 5 找 平 处 理 5 . 5 . 1 应按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。 5 . 5 . 2 应对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整， 不应有棱 角。 5 . 5 . 3 转角处应采用找平材料修理成为光滑的圆弧， 半径不应小 于2 0 m m. 5 . 5 . 4 宜在找平材料表面指触干燥后， 尽快进行下一

43、工序的施工。 5 . 6 粘贴碳纤维片材 5 . 6 . 1 应 按下列步骤和要求粘贴碳纤维布: 2 2 1 应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布; 2 应按产品生产厂提供的工艺规定配制浸渍树脂， 并均匀涂 抹于粘贴部位; 3 将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置， 采用专用的滚筒 顺纤维方向多次滚压， 挤除气泡， 使浸渍树脂充分浸透碳纤维布， 滚压时不得损伤碳纤维布; 4 多层粘贴时应重复上述步骤， 并宜在纤维表面的浸渍树脂 指触干燥后尽快进行下一层枯贴; 5 应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。 5 . 6 . 2 应按下列步骤和要求粘贴碳纤维板: 1 应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板， 并

44、按产品生产厂提供 的工艺规定配制粘结树脂; 2 应将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。当需粘贴两层时， 底层碳纤维板的两面均应擦拭干净; 3 擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂， 树脂层应呈突 起状， 平均厚度不应小于 2 mm; 4 应将涂有粘结树脂的碳纤维板用手轻压贴于需粘贴的位 置。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实， 使树脂从两边挤出， 保 证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时， 两条板带之间的空 隙不应小于5 mm; 5 需粘贴两层碳纤维板时， 应连续粘贴。当不能立即粘贴 时， 再开始粘贴前应对底层碳纤维板重新进行清理。 5 . 7 表 面 防 护 5 . 7 . 1 当需要做表面防护

45、时， 应按有关标准的规定处理， 并保证 防护材料与碳纤维片材之间有可靠的粘结。 5 . 8施工安全和注意事项 5 . 8 . 1 碳纤维片材为导电材料， 施工碳纤维片材时应远离电气设 23 备和电源， 或采取可靠的防护措施。 5 . 8 . 2 5 . 8 . 3 施工过程中应避免碳纤维片材弯折。 碳纤维片材配套树脂的原料应密封储存， 远离火源， 避免 阳光直接照射 。 5 . 8 . 4 5 . 8 . 5 树脂的配制和使用场所应保持通风良好。 现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。 2 4 6 检验及验收 6 . 0 . 1 在施工之前， 应确认碳纤维片材和配套树脂类粘结材料的 产品合格证

46、、 产品质量出厂检验报告， 各项性能指标应符合本规程 第3 . 1 , 3 . 2 , 3 . 3节的要求。 6 . 0 . 2 采用碳纤维片材和配套树脂类粘结材料对混凝土结构进 行加固时， 应严格按本规程第 5章有关条款的规定进行各工序隐 蔽工程的检验及验收。如施工质量不满足本规程第 5 章有关条款 的要求， 应立即采取补救措施或返工。 6 . 0 . 3 碳纤维片材的实际粘贴面积不应少于设计面积， 位置偏差 不应大于l o m m . 6 . 0 . 4 碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量， 可用小锤轻轻敲击 或手压碳纤维片材表面的方法检查， 总有效粘结面积不应低于 9 5 。当碳纤维布的空

47、鼓面积不大于 1 0 0 0 0 m m, 时， 可采用针管 注胶的方法进行修补。当空鼓面积大于 1 0 0 0 0 m m, 时， 宜将空鼓 部位的碳纤维片材切除， 重新搭接贴上等量的碳纤维片材， 搭接长 度不应小于l 0 0 m m , 6 . 0 . 5 必要时， 可按附录B方法对施工质量进行现场抽样检验。 6 . 0 . 6 必要时， 可对碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场 取样检验 。 附录 A碳纤维片材配套树脂类粘结材料 与混凝土的正拉粘结强度测定方法 A . 1 适 用 范 围 A . 1 . 1 本方法适用于与碳纤维片材配套的树脂类粘结材料单层 或复合涂层与混凝土间的正拉粘

48、结强度的测定。 A . 2 试验设备和试样 A. 2 . 1拉力试验机。 拉力试验机的量程选择应与试样的破坏荷载相适应。试验时 所用的夹具应能使试样对中、 固定， 试验机应能使拉力平稳地增 力 n 。 A . 2 . 2 试验机具。 试验所用机具应采用钢材加工而成( 图 A . 2 . 2 ) . A . 2 . 3 混凝土试块。 试验所用混凝土试块的尺寸为 7 0 mm X 7 0 mm X 4 0 m m。预切 缝深度取 2 - 3 mm.宽度 1 -2 mm( 图A . 2 . 3 ) . A . 2 . 4 试样制备。 试样为钢标准块与混凝土试块的组合件。在混凝土试块的中 央位置按照正常的施工工序粘贴尺寸为 4 0 mm X 4 0 m