混凝土結(jié)構(gòu)加固資料集

目錄1、碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的原理與施工技術(shù)探討12、碳纖維在某通信機(jī)房加固中的應(yīng)用53、南方某賓館混凝土框架梁抗剪加固設(shè)計94、碳纖維復(fù)合材料CFRP加固技術(shù)在南京新街口百貨商店改造工程中的應(yīng)用135、鋼筋混凝土框架梁粘碳纖維加固現(xiàn)場加載試驗166、碳纖維材料在某公共建筑抗震加固中的應(yīng)用207、玻璃纖維聚合物在腐蝕環(huán)境下補(bǔ)強(qiáng)加固工程中的應(yīng)用238、混凝土結(jié)構(gòu)碳纖維加固技術(shù)及其適用性279、碳纖維布加固鋼筋混凝土梁受彎承載力設(shè)計方法的研究3110、碳纖維布加固預(yù)應(yīng)力混凝土空心板新技術(shù)3511、高強(qiáng)復(fù)合纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用3812、碳纖維布加固混凝土梁截面剛度計算4013、銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)與加固4314、碳纖維加固的“反拱預(yù)應(yīng)力技術(shù)”及其提高鋼結(jié)構(gòu)承載能力的分析4915、CFRP加固某大廈框架柱抗震性能的設(shè)計與施工5316、碳纖維材料在橋梁加固工程中的應(yīng)用5717、碳纖維布用于鋼筋混凝土工字梁橋抗彎加固的試驗研究與分析6118、纖維薄板加固混凝土剛架拱橋的工程實踐6519、碳纖維材料加固混凝土梁板技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用6920、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）在公路T型截面橋梁加固設(shè)計與應(yīng)用7221、特種荷載作用下，碳纖維（CFRP）技術(shù)在橋梁加固工程中的研究與應(yīng)用7822、樓板開洞改造有限元分析及粘貼碳纖維加固方法8523、玻璃纖維聚合物混凝土在腐蝕環(huán)境下天車道軌二次灌漿中的應(yīng)用研究8724、碳纖維加固技術(shù)在橋梁補(bǔ)強(qiáng)工程中的應(yīng)用90碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的原理與施工技術(shù)探討徐洪平1、碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)簡介粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的（抗彎、抗剪）承載能力，由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。碳纖維增強(qiáng)聚合物（CARBONFIBREREINFORCEDPOLYMER簡稱CFRP，也稱為碳纖維增強(qiáng)塑料）是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強(qiáng)度的碳纖維束而成的。使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點A、強(qiáng)度高（強(qiáng)度約為普通鋼材的10倍），效果好；B、加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性；C、自重輕（約200G/M2），基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣；D、施工簡便（不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料），易于操作，經(jīng)濟(jì)性好；E、施工工期短（本工程實例僅用一周）；因此，碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)，要求基層混凝土的強(qiáng)度等級不低于C15即可；另外，磚砌體的某些力學(xué)性能也可以用碳纖維進(jìn)行加固。2、碳纖維布加固的原理用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度一般為建筑用鋼材的十幾倍；但是，碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時，一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉強(qiáng)度并退出工作狀態(tài)，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強(qiáng)度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結(jié)劑對碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作，從而達(dá)到加固的目的。3、工程概況某制藥廠保太松車間建于1984年，因長期受腐蝕性氣體的侵蝕，三根薄腹梁下弦混凝土與鋼筋均遭受嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、酥松、剝落，下弦鋼筋銹蝕、剝落，鋼筋受力截面削弱，危及結(jié)構(gòu)安全，影響工人的生產(chǎn)情緒；經(jīng)與設(shè)計人員一起進(jìn)行分析比較，選擇粘貼碳纖維布進(jìn)行加固，能防止腐蝕性氣體的侵蝕，延長梁的使用壽命（薄腹梁見圖1）。4、碳纖維布加固的依據(jù)及前提41碳纖維布加固的依據(jù)某制藥廠提供的保太松車間圖紙。屋架的腐蝕情況。薄腹梁的實際檢測強(qiáng)度?；炷两Y(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程。42碳纖維布加固的前提首先，利用回彈法對薄腹梁混凝土進(jìn)行檢測，以供加固參考。經(jīng)檢測，混凝土的實際強(qiáng)度為C30。根據(jù)設(shè)計圖紙，及現(xiàn)場混凝土、鋼筋的腐蝕情況，考慮提高下弦的抗拉強(qiáng)度等級，為此，將610MM寬的T700S型碳纖維布裁成兩半，分兩層粘貼在下弦的底面及兩側(cè)（薄腹梁下弦寬度為200MM），加固后，相當(dāng)于增加原受拉鋼筋面積的46，彌補(bǔ)了由于原鋼筋銹蝕而造成的截面削減，構(gòu)件的承載力得到加強(qiáng)，而且，總體配筋率MINMAX，可以滿足使用要求。43碳纖維布的設(shè)計因梁底寬度為200MM，而碳纖維布的寬度為610MM，兼顧加固時碳纖維布的幅寬效應(yīng)及下弦的受拉范圍，考慮將碳纖維布裁為兩半，一層為300MM寬，一層為310MM寬，分兩層粘貼在梁的下側(cè)及兩面?zhèn)冗叄▋蓚?cè)邊高度為5055MM），應(yīng)注意轉(zhuǎn)角處須處理成圓角（R10MM），詳見圖1。圖1薄腹梁加固1粘貼碳纖維布二層（第一層寬度300MM，第一層寬度310MM）2粘貼碳纖維布二層（第一層寬度300MM，第一層寬度310MM）5、碳纖維布加固的施工51施工準(zhǔn)備511施工材料的準(zhǔn)備遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院生產(chǎn)的JGNC膠（底膠）及JGNP膠（粘著膠），T700S型碳纖維布。512輔助材料的準(zhǔn)備專用滾筒，刮板，角向磨光機(jī)，剪刀，鑿子，榔頭，臺秤，丙酮。513搭設(shè)腳手架按安全規(guī)程要求搭設(shè)好腳手架，高度以方便施工為前提。52施工工藝把屋架下弦被腐蝕部位的疏松混凝土鑿掉，把銹蝕的鋼筋用鋼絲刷刷掉被銹蝕層。補(bǔ)粉鑿除的混凝土梁用SJ601防腐砂漿補(bǔ)粉鑿除的混凝土梁（對于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)），并養(yǎng)護(hù)三天。用壓縮空氣將表面浮塵清除干凈未鑿部位（需加固處）用混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，用丙酮將需粘貼處清洗干凈。涂底膠將JGNP膠甲乙組分按需按31的重量稱好，放在潔凈的容器中調(diào)和均勻，用刮板將它均勻地涂在屋架底面（兩側(cè)刮150MM），待膠固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn)）再進(jìn)行下一工序施工。注意調(diào)好的底膠須在規(guī)定的時間內(nèi)用完，一般情況下40MIN內(nèi)用完。找平混凝土表面凹陷部位用修補(bǔ)膠（JGNC膠摻入兩倍粉料）填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用修補(bǔ)膠填補(bǔ)，盡量減少高度差。粘貼碳纖維布將JGNC膠甲乙組分按31的重量稱好，放在潔凈的容器中調(diào)和均勻，用刮板將膠均勻地涂刮在底膠上需粘貼碳纖維布處，隨即把按設(shè)計要求已裁剪好的碳纖維布粘貼在設(shè)計部位，然后用專用滾子沿碳纖維布的受力方向來回滾壓，擠出汽泡。待指觸干燥后，即可以進(jìn)行第二道碳纖維布的粘貼，方法同第一道。注意碳纖維布的搭接長度一般為100MM，端部用橫向碳纖維布固定。兩道碳纖維布粘貼完，待指壓干燥后，再刮涂一層JGNC面膠，來回滾壓，使膠充分滲入到碳纖維布中去。待面膠指觸干燥后，表面做一層保護(hù)層（防火涂料或水泥砂漿）。6、有關(guān)材料的技術(shù)指標(biāo)目前，國內(nèi)碳纖維材料及配套結(jié)構(gòu)膠的生產(chǎn)廠家有多家，選購前應(yīng)認(rèn)真了解材料的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)及操作說明，我所所用的各材料指標(biāo)如表1表3。表1結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)用碳纖維材料（CFRPT700S）主要性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度（MPA）彈性模量（MPA）延伸率（）密度（G/CM3）耐腐蝕性浸透性均勻度50002351052118優(yōu)良好良好表2碳纖維織物數(shù)據(jù)表3建筑結(jié)構(gòu)膠主要技術(shù)性能指標(biāo)結(jié)構(gòu)膠名稱JGNCJGNP作用粘貼碳纖維專用膠與JGNC配套使用的底膠甲組分白色蠟狀膏體無色透明液體外觀乙組分棕色液體棕紅色液體粘接拉伸強(qiáng)度（MPA）300粘接強(qiáng)度混凝土混凝土混凝土破壞拉伸剪切強(qiáng)度（MPA）200壓縮強(qiáng)度（MPA）500彎曲強(qiáng)度（MPA）300混合黏度（20時）5000CP不流掛涂布量0610KG/M202503KG/M2適用期（20時）90MIN可使用時間2040MIN硬化時間（20時）30H指干時間（20時）2H甲乙31甲乙31使用溫度10357、結(jié)論根據(jù)加固原理可知，在施工前必須選擇合適的粘結(jié)劑，認(rèn)真查看材料的質(zhì)保書及使用說明，掌握材料的各有關(guān)參數(shù)，以確保它有足夠的強(qiáng)度，能保證碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作；在施工過程中，參照使用說明，每道膠都必須處理好，特別是粘貼碳纖維布的JGNC膠，應(yīng)盡可能讓膠充分地滲入到碳纖維絲之間（細(xì)部空鼓處，可用針筒注射膠），確保相互共同工作。通過對某制藥廠工程實例的施工操作，深深體會到碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)簡介中介紹的各項優(yōu)點，該工程施工時，在確保安全的前提下，僅使用了簡單的腳手架，而且，碳纖維布裁剪非常方便，可以根據(jù)形狀及尺寸隨意裁剪，在各種支架的遮擋處可以隨意穿過，施工非常方便；另外，從2001年5月7日加固后到現(xiàn)在，在腐蝕性氣體的侵蝕下，至今未見有被腐蝕處；該工程從開工到結(jié)束僅7天（包括搭、拆腳手），工程總費用僅約為1100000元。由此可見，碳纖維布加固結(jié)構(gòu)技術(shù)的優(yōu)點很明顯，應(yīng)用前景很光明。8、探討粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是一種新型的加固技術(shù)，已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，并已產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益；在混凝土結(jié)構(gòu)的加固中，碳纖維布主要是分擔(dān)鋼筋的受力，即碳纖維布的主要作用是提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度，那么在其它的結(jié)構(gòu)中，碳纖維布能否起到加強(qiáng)抗拉強(qiáng)度的作用呢因為碳纖維布在結(jié)構(gòu)膠的作用下強(qiáng)度很高，其它結(jié)構(gòu)在用碳纖維布加固后，會否象類似鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的超筋截面破壞一樣產(chǎn)生負(fù)面影響呢單位面積重量G/M2徑向纖維緯向纖維徑向密度根/CM緯向密度根/CM220碳纖維尼龍線26516徑向重量比例緯向重量比例碳布寬度MM積層厚度MM99161002積層厚度為加入樹脂后其纖維體積含量為50時的厚度目前我所正在探索應(yīng)用碳纖維布加固磚砌體的技術(shù)（如磚砌體在外界環(huán)境影響下產(chǎn)生的裂縫修補(bǔ)，采用碳纖維布來提高砌體的某些力學(xué)性能），該技術(shù)是粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)領(lǐng)域中的新生事物，如能成功，必將也能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。碳纖維在某通信機(jī)房加固中的應(yīng)用姜安慶陸洲導(dǎo)王李果碳纖維增強(qiáng)聚合物（CARBONFIBREREINFORCEDPOLYMER簡稱CFRP）是一種新興的高強(qiáng)材料，最早應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域。近年來在土木工程領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。較之傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固方法，碳纖維加固技術(shù)是一種新型高效的加固修復(fù)技術(shù)，它具有高強(qiáng)、高效、施工便捷、使用面廣等優(yōu)點。碳纖維加固技術(shù)是利用改性環(huán)氧樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于混凝土表面，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)及改善受力性能的目的。此項技術(shù)在美國、日本等發(fā)達(dá)國家已成熟運(yùn)用，在20世紀(jì)90年代后期國內(nèi)才開始碳纖維加固技術(shù)的研究與應(yīng)用，雖取得了一定的成果，但至今尚未形成系統(tǒng)的理論。1、工程概況隨著通信事業(yè)的迅速發(fā)展，各地通信公司相繼增設(shè)了一批通信機(jī)房。因通信設(shè)備荷載較大，一般民用建筑達(dá)不到使用要求。為確保使用安全，需對原建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算、結(jié)構(gòu)加固等工作。某通信公司傳輸機(jī)房位于一辦公樓三層樓面上，機(jī)房使用活載（60KN/M2）超過原辦公樓使用活載25KN/M2。原樓面結(jié)構(gòu)為主次梁現(xiàn)澆板體系（混凝土強(qiáng)度等級C40，板受力筋為級鋼筋，梁受力筋為級鋼筋）。結(jié)構(gòu)驗算表明，樓板無需加固，而主次梁正截面需進(jìn)行加固。經(jīng)過方案論證和經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性比較，并征得業(yè)主的同意，決定采用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行加固。加固平面如圖1所示。圖1機(jī)房加固平面2、材料特性本工程使用了日本進(jìn)口的碳纖維布（ST200），其主要性能指標(biāo)見表1。表1碳纖維布主要性能指標(biāo)型號單位面積質(zhì)量（GCM2）設(shè)計厚度MM設(shè)計抗拉強(qiáng)度FCF/MPA彈性模量ECF/MPAST2002000111340023105粘貼用樹脂采用國產(chǎn)JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠，其主要性能指標(biāo)見表2表2JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠主要性能指標(biāo)種類拉伸強(qiáng)度MPA壓縮強(qiáng)度MPA剪切強(qiáng)度MPA適用溫度可使用時間MIN基底樹脂（JGNE）0381530修補(bǔ)樹脂（JGNF）28501803840粘結(jié)樹脂（JGND）285018038603、加固設(shè)計31基本假定用碳纖維材料加固后混凝土梁的極限承載力計算與普通混凝土梁有所不同，其基本假定為（1）受拉區(qū)混凝土的作用忽略不計；（2）梁受彎后，混凝土、鋼筋及碳纖維應(yīng)變符合平截面假定；（3）碳纖維材料采用線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系CFECFCF。因本工程建成后未經(jīng)裝修使用，加固設(shè)計時忽略碳纖維二次受力的影響。32設(shè)計方法321實用公式根據(jù)極限狀態(tài)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（圖2），由平衡條件可得當(dāng)2A時，F(xiàn)CMBXFYASFYASCFACF1MUCFACFH/2FYASH0/2FYAS/2AS當(dāng)2A時，F(xiàn)CMBXFYASFYASCFACF2MUCFACFHASFYASH0AS圖2截面極限狀態(tài)應(yīng)力示意圖322規(guī)程公式根據(jù)碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度XCFBH時，其極限彎矩MUFYASH005GCFBHECFCFACF（105CFB）3其中，界限相對受壓區(qū)高度CFB08CU/（CUCF）33次梁加固設(shè)計次梁截面BH400MM500MM，ASAS1018MM2截面彎矩MU242KNM331按實用公式計算首先估算混凝土受壓區(qū)高度12MM2AS根據(jù)公式2,解得ACF531MM2332按規(guī)程公式計算界限相對高度CFB080003/000330010198512MMCFBH893MM根據(jù)公式（3），解得ACF517MM2333設(shè)計結(jié)論兩種計算結(jié)果相比較，其誤差（531517）/531264在工程設(shè)計誤差許可范圍之內(nèi)。采取在梁底粘貼300MM寬碳纖維布兩層（ACF666MM2），可滿足設(shè)計和使用要求。34主梁加固設(shè)計主梁截面BH500MM550MM，AS2233MM2，AS1960MM2極限彎矩MU450KNM341按實用公計算首先估算混凝土受壓區(qū)高度295MM2AS根據(jù)公式2,解得ACF1121MM2342按規(guī)程公式計算界限相對受壓區(qū)高度CFB01985295MMCFBH893MM根據(jù)公式3,解得ACF1093MM2343設(shè)計結(jié)論兩種計算結(jié)果相比較,其誤差（11211093）/112125在工程設(shè)計誤差許可范圍之內(nèi)。采取在梁底粘貼400MM寬碳纖維布3層（ACF1332MM2），可滿足設(shè)計和使用要求。35構(gòu)造做法為了加強(qiáng)梁底碳纖維布的錨固及增加梁的抗剪能力,在梁端每側(cè)粘貼100MM寬U型箍3道,在主次梁相交處每側(cè)粘貼100MM寬U型箍兩道,具體做法如圖3所示。圖3梁加固示意1柱邊3個U型箍，寬100MM，間距100MM；2次梁每側(cè)2個U型箍，寬100MM，間距100MM；3碳纖維3層4、加固施工41施工準(zhǔn)備粘貼碳纖維加固工藝,施工質(zhì)量至關(guān)重要,直接關(guān)系到加固效果的好壞。為確保工程質(zhì)量，工程開工前對每個施工環(huán)節(jié)、環(huán)境因素、人員素質(zhì)進(jìn)行了細(xì)致周密的考慮，對施工現(xiàn)場進(jìn)行了清理。42施工步驟清除加固梁底及U型箍處吊筋等障礙物。用砂輪機(jī)將粘貼部位打磨平整，U型箍轉(zhuǎn)角處打磨成R20MM的圓弧狀，用吹風(fēng)機(jī)清除浮塵并刷丙酮去脂。涂刷基底樹脂（JGNE）使其滲透至混凝土內(nèi)部，以提高混凝土與碳纖維之間的粘結(jié)力。用整平材料補(bǔ)樹脂（JGNF）修復(fù)，填補(bǔ)不平整部位。涂刷粘結(jié)樹脂（JGND），隨即開始粘貼碳纖維布，多層粘貼時重復(fù)步驟（5）。粘貼完最后一層碳纖維布后再涂刷一道粘結(jié)樹脂（JGND）。43施工要點因為通迅公司傳輸房屬城市生命線工程中的重點部位，加之本工程加固工作量大，在施工中特別注意以下幾點混凝土與碳纖維布之間界面處理和好壞直接影響到混凝土梁的加固效果。因此梁底面及U型箍處必須反復(fù)打磨平整，去除混凝土劣化部位，凹陷、缺陷處用修補(bǔ)膠找平。粘貼碳纖維布時必須兩人密切配合，一人拉緊碳纖維布，一人用刮板從一側(cè)邊刮邊貼，保證不留氣泡，粘貼緊密。實踐證明，刮板粘貼碳纖維布效果很好，碳纖維布空鼓率基本為零。注意搭接區(qū)粘貼，做好標(biāo)記，保證搭接長度150MM。經(jīng)現(xiàn)場錘測及邵氏硬度計測試，施工質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良，取得了良好的加固效果。5、結(jié)語工程實踐證明，CFRP加固技術(shù)對于混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固效果十分理想，在基本不增大梁的截面尺寸及自重的前提下，該技術(shù)在施工工期、材料耐久性、施工質(zhì)量等方面均達(dá)到了業(yè)主的要求，其綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益良好，具有較大的推廣使用價值。參考文獻(xiàn)1滕智明鋼筋混凝土基本構(gòu)件（第二版），北京清華大學(xué)出版社，19982中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（征求意見稿）2000南方某賓館混凝土框架梁抗剪加固設(shè)計楊建中熊光晶劉金偉謝慧才劉金華1、工程概況南方某賓館是由某政府辦公樓改變使用功能而成的商業(yè)服務(wù)樓。該建筑為6層全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部7層。建筑面積7000M2，于1993年建成，平面見圖1。目前的使用情況為12層為餐飲，34層為桑拿，56層為卡拉OK歌舞廳。在2000年6月的質(zhì)量檢查中發(fā)現(xiàn)部分框架梁梁端存在明顯斜裂縫，造成安全隱患。圖1結(jié)構(gòu)平面DE軸梁尺寸為250MM600MMEF軸梁尺寸為250MM900MM2、房屋的非破損檢測及評定結(jié)論在2000年6月的檢測基礎(chǔ)上，于2001年4月再次對房屋外觀和框架梁進(jìn)行普檢。21檢測結(jié)果房屋外觀質(zhì)量良好，框架填充墻表面均未發(fā)現(xiàn)斜裂縫。采用超聲回彈綜合法進(jìn)行框架梁混凝土強(qiáng)度檢測，再采用取芯法進(jìn)行修正從而確定混凝土強(qiáng)度值。檢測結(jié)果表明，混凝土強(qiáng)度均大于22MPA。經(jīng)普檢，發(fā)現(xiàn)在第2、4、6層中有16根梁，共25個梁端出現(xiàn)斜裂縫，斜裂縫的傾斜角度較大（普遍大于45），裂縫寬度為0103MM。斜裂縫范圍內(nèi)箍筋間距基本滿足設(shè)計要求，對梁的抗剪承載力進(jìn)行計算，也均滿足設(shè)計要求。22裂縫成因分析和可靠性鑒定結(jié)論由于建筑物外觀良好，框架填充墻表面均未發(fā)現(xiàn)斜裂縫，梁端斜裂縫隔層出現(xiàn)，由此估計斜裂縫不是由于基礎(chǔ)不均勻沉降造成的，又因為存在梁端斜裂縫的梁的箍筋間距和計算承載力均滿足設(shè)計要求（GB502921999）1中425條規(guī)定，把出現(xiàn)梁端斜裂縫的16根梁評級為DU級，應(yīng)對之進(jìn)行抗剪加固。3、混凝土梁的抗剪加固31基本設(shè)計參數(shù)由加固平面圖和構(gòu)件尺寸可知,DF軸跨截面尺寸250MM600MM；EF跨梁截面尺寸250MM900MM，各梁的剪跨比均大于3，取3。根據(jù)檢測結(jié)果可知混凝土強(qiáng)度均大于22MPA，取C22；箍筋為8MM，屈服強(qiáng)度為210MPA，箍筋間距按檢測結(jié)果平均值計算。碳纖維布材料參數(shù)厚度TCF011MM，寬度WCF200MM，ECF21105MPA，極限應(yīng)變CUF15。32豎直粘貼加固設(shè)計按我國在編規(guī)程2中44規(guī)定，采取雙L型片材U型豎直粘貼的加固方式。計算公式為（1）CFBRBV,（2）CFVCFFCFFCFBHEWSTN,（3）CFUVCF1203,式中，VB為梁的剪力設(shè)計值；VB，RC為未加固鋼筋混凝土梁的受剪承載力，按現(xiàn)行國家規(guī)范的規(guī)定3計算；VBCF為碳纖維片材承擔(dān)的剪力；CF，V為達(dá)到受剪承載力極限狀態(tài)時碳纖維片材的應(yīng)變；為碳纖維片材受剪加固形式系數(shù)，對封閉粘貼取10，對U型粘貼取085，對側(cè)面粘貼取070；為剪跨比。應(yīng)該指出，上述公式2是國內(nèi)外部分研究者和設(shè)計指南編寫組通過碳纖維片材對混凝土簡支梁進(jìn)行抗剪加固的試驗研究建立起來的。而連續(xù)梁的抗剪破壞發(fā)展方式與簡支梁有顯著區(qū)別，見圖2。圖2簡支梁連續(xù)梁粘貼有效長度對比（A）U型粘貼；（B）簡支梁C連續(xù)梁；（D）側(cè)面粘貼；（E）簡支梁簡支梁（如圖2B）在正彎矩作用下梁頂受壓梁底受拉，臨界斜裂縫在梁底面A處最寬，梁上部B處最小。而連續(xù)梁端的破壞發(fā)展形式相反（如圖示2C），由于負(fù)彎矩的存在，梁底受壓而梁頂受拉，臨界斜裂縫在梁頂面B處最寬，梁下部A處最小。就抑制斜裂縫開展而言，在簡支梁中的AD范圍粘貼效果最佳，而在CF范圍粘貼加固作用最小。這是因為簡支梁中加固效果最好的AD范圍的粘結(jié)錨固長度最大（見圖2B中的陰影部分），這樣便充分發(fā)揮了U形粘貼方式的優(yōu)勢。而抑制連續(xù)梁斜裂縫開展的最佳部位是圖2C中的CF范圍，但必須指出，在此范圍內(nèi)U形布的有效錨固長度恰好最短（見圖2C陰影部分），故加固效果很小。在BE范圍粘貼，對此兩種梁的加固效果則相似?？梢奤形粘貼的加固效果對于連續(xù)梁而言只相當(dāng)于側(cè)面粘貼（見圖2C和圖2E）。所以對于連續(xù)梁，U形粘貼應(yīng)按側(cè)面粘貼來考慮，取070。表1加固前抗剪承載力VB，RC和加固后抗剪承載力的提高百分比加固位置梁高H/MM箍筋間距/MM加固前承載力VBR，C/105N纖維承載力VB，CF/105N水平寬度O/MM承載力共提高三層5EFE端90011031681458004577三層6EFE端900125291614512004972三層8EFE端900120299314510004845三層9EFE端900185231714510006258三層9EFF端90011730421458006258五層4EFE端900200222414510006521五層5EFE端900154256814510005646五層5EFF端900154256814510005646五層6EFE端900119300914510004818五層6EFF端90012029931458004845五層9EFF端900200222414510006521天面4EFE端90020022241456006521天面4EDD端600131186709068004853天面5EFE端900123294614510004922天面6EFF端90012129771458004870天面6DEE端6002001461090616006200天面7DEE端600200146109066006200天面7EFF端90011430941458004686天面8EFE端90010931871458004549天面8EFF端90016724521458005914天面8DEE端6001092094090614004326天面8DED端600148172809066005244天面9EFE端90011630591458004739天面9EFF端90010333111458004380天面9DEE端6002001461090612006200還應(yīng)指出，規(guī)程推薦公式在兩處局限，在實際工程應(yīng)用中容易讓人產(chǎn)生如下誤解（1）式中HCF表示FRP抗剪承載力隨梁高增高（粘結(jié)長度增加）而增加，但實際上如果粘結(jié)長度已經(jīng)足夠長，F(xiàn)RP脫膠時的應(yīng)力水平不會隨著粘貼長度的增加而增加；（2）式中（SCFWCF）表示只要纖維寬度和間距之和一定，承載力與粘貼纖維片數(shù)量多少無關(guān)（如圖2C中，若以相同的間距（SCFWCF）分別粘貼兩片與三片的承載力計算結(jié)果一樣）?？梢娙菀自斐烧`導(dǎo)。建議將公式修正為下式VB，CF2ICFNCFWCFTCFCF，VECF（ICFHCF/（WCFSCF）（4）式中，ICF為與剪切裂縫相交的有效粘貼的纖維片材的片數(shù)。本工程中按豎直U形方式粘貼一層碳纖維布，為了保證足夠的抗剪承載力，取碳纖維片材條帶凈間距SCF0，其承擔(dān)的剪力為VB，CF。EF跨梁HCF800MM，30，則VB，CF145105NDE跨梁HCF500MM，30，則VB，CF0906105N33加固前抗剪承載力VB，RC和加固后抗剪承載力的提高百分比加固前抗剪承載力VB，RC按如下規(guī)范公式6計算。計算結(jié)果見表1。（5）OSVYOCRCBHAFHFV2510,根據(jù)裂縫情況確定各梁端豎直粘貼碳纖維片材總寬度O（如圖2C），為保證有足夠的豎直碳纖維布與斜裂縫相交，取OHCF（見表1）。最后在纖維上端貼上壓條，使斜裂縫末端處有縱橫纖維作用，以應(yīng)對該處的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。可見,粘貼碳纖維布使梁的抗剪承載力提高了4362。4、結(jié)語連續(xù)梁抗剪工作機(jī)理與簡支梁不同，建議將連續(xù)U形粘貼抗剪加固形式按側(cè)面粘貼形式考慮，以保證加固設(shè)計的可靠性。參考文獻(xiàn)1GB502921999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)2中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（征求意見稿）20003GBJ1089混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范碳纖維復(fù)合材料CFRP加固技術(shù)在南京新街口百貨商店改造工程中的應(yīng)用陳朝暉李方政1、前言碳纖維復(fù)合材料（CARBONFIBERREINFORCEPLASTIC）加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是將碳纖維這種高性能纖維材料應(yīng)用于土木工程，利用與其相配套的樹脂類粘結(jié)劑（建筑結(jié)構(gòu)膠）將碳纖維粘貼到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件需要加固的部位表面，形成復(fù)合材料體（CFRP），通過其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作，來提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力和延性的一種新型加固工法。該工法與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比，以其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕性和耐久性強(qiáng)、施工便捷、結(jié)結(jié)構(gòu)影響較小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外結(jié)構(gòu)加固改造工程中。2、加固方案設(shè)計依據(jù)碳纖維材料加固混凝土構(gòu)件，通常有以下幾種方式沿構(gòu)件主軸方向粘貼碳纖維，以提高構(gòu)件正截面的抗彎能力；沿與構(gòu)件主軸垂直方向粘貼碳纖維，由碳纖維與原有箍筋共同分擔(dān)剪力以提高構(gòu)件的抗剪承載力；沿與構(gòu)件主軸垂直方向粘貼碳纖維以改善加固部位的延性，提高其抗震性能。目前在國內(nèi)工程中應(yīng)用最多的是第一種方式，即加固修復(fù)提高梁板正截面承載能力，使之滿足使用功能要求。南京新街口百貨商店一期改造工程中，經(jīng)過現(xiàn)場勘察和設(shè)計計算，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)第1層、第2層和第5層由于使用功能的改變，局部梁抗彎承載力無法滿足使用要求，經(jīng)方案比較，采用在梁底通長方向粘貼碳纖維布，梁端附加碳纖維布條制成U字箍，既對梁底碳纖維布有較好的錨固作用，也提高了梁端部的抗剪承載力。局部改造平面如圖1所示。圖1南京新百一期改造平面（一層局部）1L003，300700MM（已有，要加固）；2L004，300700MM（已有，要加固）；3300800MM（已有，要加固）；4原有大樓已竣工部分；5圓筒部分不變3、工程簡化計算方法31簡化計算假定根據(jù)平截面假定，碳纖維的應(yīng)變略大于鋼筋應(yīng)變，為簡化計算，可以近似認(rèn)為碳纖維的拉應(yīng)變等于鋼筋拉應(yīng)變，這種簡化是偏于安全的。按受力相等的原則，可以將碳纖維布的面積轉(zhuǎn)化為等效鋼筋面積，即ASEFYACFSFCFS（1）式中，ACFS、FCFS、ASE和FY分別代表碳纖維布的面積、抗拉強(qiáng)度等效的鋼筋面積和鋼筋的抗拉強(qiáng)度；為碳纖維布的強(qiáng)度折減系數(shù)。在工程應(yīng)用中，對碳纖維的應(yīng)變要加以限制也即控制碳纖維的實際拉應(yīng)力，建議取2/3。碳纖維布的面積ACFS取其凈面積，即ACFSTCFSBCFSN（2）式中，TCFS、BCFS、N分別為碳纖維布的計算厚度（MM）、幅寬（MM）和加固梁中碳纖維布的粘貼層數(shù)；為碳纖維布的粘貼層數(shù)的折減系數(shù)，因為粘貼層數(shù)越多，層間共同協(xié)調(diào)工作程度降低，僅粘貼一層時取1。文獻(xiàn)1給出了粘貼層數(shù)多于一層時的取值。32施工參數(shù)設(shè)計在做碳纖維布加固受彎構(gòu)件正截面承載力設(shè)計時，分別根據(jù)不同的截面類型，按照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的正截面承載力設(shè)計公式，由外荷載的增加計算出所需補(bǔ)充受拉鋼筋的面積。然后按式（1）、式（2）設(shè)計碳纖維布布的布置參數(shù)。33等效配筋率的校核碳纖維布的施工參數(shù)設(shè)計完后，還要滿足截面等效配筋率的要求。SS，MAX（3）式中等效配筋率；SS，MAX等效最大配筋率，（4）式中B、H、HO截面寬度、高度和有效高度；FY鋼筋的抗拉強(qiáng)度；ASS構(gòu)件中原配受拉縱筋面積（AS）與粘貼碳纖維布的等效鋼筋面積（ASE）的總和，即ASSASASE；CF碳纖維布的允許拉應(yīng)變，CF2U，CFS/3，U，CFS為碳纖維布的極限拉應(yīng)變。4、碳纖維復(fù)合材料的選擇加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)所用碳纖維材料主要有兩種碳纖維與配套樹脂粘貼劑。碳纖維是高強(qiáng)度高彈性模量材料，強(qiáng)度是鋼材的十幾倍。建筑粘結(jié)劑種類繁多，選擇與某種碳纖維布相容性好的粘結(jié)劑是關(guān)鍵。與碳纖維相配套的樹脂粘結(jié)劑一般由4部分組成。即底層粘結(jié)劑、找平材料、浸漬樹脂和防護(hù)材料。底層粘結(jié)劑必須能滲透進(jìn)混凝土表面，促進(jìn)粘結(jié)并形成長期持久界面的基礎(chǔ)；找平材料用來修補(bǔ)結(jié)構(gòu)表面的平整度，以便使用片材；浸漬樹脂用以浸漬碳纖維片材在混凝土表面形成原位層板；防護(hù)材料用以保護(hù)碳纖維片材免受外界條件的影響，延長其使用壽命。樹脂粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于混凝土的拉伸剪切強(qiáng)度，且具有適宜的工作粘度，以便于施工操作。經(jīng)過多方面分析比較，選用德國EP0300碳纖維布，與其配套的粘結(jié)劑選用北京中煤礦山工程有限公司研制的JCT6型碳纖維專用膠，其主要力學(xué)性能指標(biāo)如表1、表2所列。表1碳纖維布（德國EP0300）的性能指標(biāo)計算厚度（）抗拉強(qiáng)度MPA彈性模量MPA單纖維斷裂伸長率單纖維直徑106M01673550235105200053表2粘結(jié)劑JCT6型的性能指標(biāo)308MAX,CFYCSOSHFA抗壓強(qiáng)度MPA抗拉強(qiáng)度MPA正拉粘結(jié)強(qiáng)度MPA拉剪粘結(jié)強(qiáng)度MPA81317D167D137D5、本工程施工參數(shù)的設(shè)計以本工程一層2號梁為例，梁長L774M,原配受拉筋325（14722），受壓筋222（7602）。由于營業(yè)面積的增加，使該梁線荷載增加至45KN/M，以雙筋正截面承載力計算，所缺受拉鋼筋面積為2712，由式（1）取FCFS3550MPA，則粘貼等效碳纖維布的面積ACFS352。施工時采用德國EP0300碳纖維布，單層厚度為0167，幅寬為梁底寬300，粘貼一層（面積5782）,即滿足抗拉要求等效配筋率054，等效最大配筋率S，MAX074，即加固后屬適筋梁。另外，端部設(shè)4道U字箍為構(gòu)造錨固措施。梁加固方式如圖2所示。圖2梁加固方式示意圖A立面；B剖面1梁底粘貼碳纖維布一層；2梁端部U字箍6、施工工藝61碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝流程混凝土結(jié)構(gòu)表面處理配制并涂刷底層粘結(jié)劑面層找平處理粘貼樹脂的配制并侵潤碳纖維布粘貼碳纖維布表面防護(hù)。62施工要點混凝土表面的處理程度直接影響加固效果。表面要打磨平整直至露出新面，涂底層粘結(jié)劑前，再用丙酮清洗一遍。碳纖維布一定要用粘貼樹脂浸潤透，盡可能讓粘結(jié)劑充分滲入碳纖維單絲之間的空隙中，提高各單絲之間的共同工作性能。浸潤后的碳纖維布用手輕壓貼于需要的位置，用橡皮滾筒順纖維方向均勻平穩(wěn)壓實，使樹脂從兩邊溢出，保證碳纖維布與結(jié)構(gòu)之間密實無空洞，或者有效粘貼面積不小于95。碳纖維片材沿其纖維方向折直角會導(dǎo)致應(yīng)力集中，影響其強(qiáng)度發(fā)揮。施工時將角部磨成圓角，可減緩應(yīng)力集中，碳纖維布的強(qiáng)度基本不受影響。7、施工效果本工程自2001年4月竣工，投入正常使用近1年，沒有出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，施工效果良好。參考文獻(xiàn)1趙彤，謝劍著碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)天津天津大學(xué)出版社，20002中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（征求意見稿）2000鋼筋混凝土框架梁粘碳纖維加固現(xiàn)場加載試驗徐德新劉小明余震徐蕓王剛1、工程概況由于功能的改變，某國稅局住宅樓部分鋼筋混凝土框架荷載增加，原有截面及配筋不滿足要求，為滿足結(jié)構(gòu)功能要求，需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。經(jīng)分析認(rèn)為，采用碳纖維（CFRP）加固比較合理，采用碳纖維加固梁、板及柱，武漢大學(xué)及武漢長江建筑工程技術(shù)有限責(zé)任公司已進(jìn)行了大量的試驗研究，并已成功地應(yīng)用于工程實際加固中，如廣西工學(xué)院學(xué)生禮堂屋面板加固、湖北工學(xué)院體育館的加固等。但由于該種新材料的研究及應(yīng)用尚處于起步階段，相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程尚未頒布實施，又因本次是對整棟大樓的加固，為進(jìn)一步分析研究碳纖維加固后的性能，確保加固后結(jié)的可能性，我們對該樓中的兩梁進(jìn)行了粘貼碳纖維加固，并按設(shè)計院提供的荷載進(jìn)行了現(xiàn)場加載試驗研究。2、試驗材料用于結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的碳纖維材料強(qiáng)度為普通建筑用鋼的10倍左右，彈性模具與建筑用鋼板在同一水平上并略有提高，是一種很好的結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)材料。實際加固修補(bǔ)用面碳纖維材料為碳纖維織物，并有各種不同型號與尺寸。本次試驗用CFRP及粘貼結(jié)構(gòu)膠YZJ，其性能見表1、表2。表1結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)用碳纖維材料L300C主要性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度設(shè)計值MPA彈性模量MPA延伸率密度（M3）耐腐蝕性浸透性均勻度355024105201790優(yōu)良好良好表2粘貼CFRP用長江牌（YZJ）建筑結(jié)構(gòu)膠力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度MPA抗剪強(qiáng)度MPA與混凝土粘貼強(qiáng)度MPA適用溫度彈性模具GPA30352430224070563、計算分析采用碳纖維加固梁極限承載力的計算與普通混凝土梁有所不同?；炯俣榱菏軓澓?，混凝土、鋼筋及碳纖維應(yīng)變符合平截面假定；混凝土、鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系按現(xiàn)行國家規(guī)范取用；不考慮受拉區(qū)混凝土的作用；碳纖維材料的拉應(yīng)力取碳纖維材料彈性模量與其拉應(yīng)變的乘積，即FEFFO根據(jù)上述假定，截面分布見圖1，由平衡條件可得FBXFASFFAF（1）M12FFAF（HX/2）FAS（HOX/2）（2）其中，1為碳纖維材料強(qiáng)度折減系數(shù)，根據(jù)我們對9根混凝土梁粘貼碳纖維試驗，可偏于安全取10608；2為碳纖維材料與原有鋼筋的共同工作系數(shù)，加固構(gòu)件屬于二次受力結(jié)構(gòu)，若原結(jié)構(gòu)受力太大，碳纖維材料就不易達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計值。為使碳纖維材料盡早地參加工作，故在實際工程加固時應(yīng)盡可能地卸載，否則，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況乘以共同工作系數(shù)2，2可取0810。本次加固前，已將大部分樓面板打掉。按上述公式計算，為滿足設(shè)計要求，KL307梁需粘一層碳纖維，L302梁需粘二層碳纖維，其尺寸每層為01672003200。4、現(xiàn)場加載試驗41檢測內(nèi)容根據(jù)設(shè)計院設(shè)計的加固圖紙，對該住宅樓中的兩根框架梁進(jìn)行現(xiàn)場加載試驗，加載的兩根梁名稱為8軸CF軸跨KL307梁；E軸24軸跨L302梁，加載示意見圖2。在對框架梁粘貼碳纖維后，主要就以下內(nèi)容進(jìn)行測試在荷載作用下混凝土、碳纖維的應(yīng)變；在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的撓度；在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下混凝土梁裂縫的開展情況；在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下梁受壓區(qū)高度的變化情況。試驗梁分5級加載，由于荷載較大，采用千斤頂及砂袋加載。42應(yīng)變片的位置在試驗梁最大彎矩處頂、底、側(cè)面及碳纖維表面分別粘貼應(yīng)變片，見圖2。安裝千分表或百分表，實測在各級荷載作用下的撓度、應(yīng)變，并觀察裂縫發(fā)展情況等。圖2KL307、L302梁加載及測點布置示意圖KL307梁的10號測點為受拉主筋粘貼碳纖維時，必須將混凝土表面打磨平整、清理干凈；轉(zhuǎn)角粘貼處（如U形箍）應(yīng)打磨成圓弧狀，以保證碳纖維布與混凝土有良好的粘結(jié)?，F(xiàn)場裁剪碳纖維布，分段粘貼時搭接長度不小于100，粘貼時用輥子滾壓，擠出氣泡。CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝與步驟見圖3。圖4KL307梁截面應(yīng)變實測值圖5L302梁截面應(yīng)變實測值1標(biāo)準(zhǔn)荷載，2設(shè)計荷載1標(biāo)準(zhǔn)荷載，2設(shè)計荷載5、試驗結(jié)果及分析51截面沿梁高的應(yīng)變分析試驗過程證明，碳纖維片材與梁底混凝土未出現(xiàn)分離現(xiàn)象，由KL307梁實測應(yīng)變（表3）及平均應(yīng)變分布（圖4）、L302梁實測應(yīng)變（表4）及平均應(yīng)變分布（表5）表明，碳纖維片材加固后的梁，其平均應(yīng)變的分布可以認(rèn)為符合平截面假定。52撓度分析KL307梁、L302梁在加載過程中跨中荷載與撓度曲線見圖6，在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)荷載時，實際撓度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容許撓度，基本處于彈性狀態(tài)，試驗證明，未粘碳纖維梁與粘碳纖維梁相比，粘貼碳纖維的梁鋼度增加，撓度減小。圖3CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝與步驟表3KL307梁截面應(yīng)變實測值106測點荷載/KN123456789101112P112，P25058463615019265239454976P142，P2107116109794922236058475170117P172，P216420918415087255097131109116118216P184，P2187260239190932961130163129141146286P196，P22103162822261132872151218179190173363P1116，P22243643302611312881170267227241199432注10號測點為受拉主筋表4L302梁截面應(yīng)變實測值106（準(zhǔn)備工作）臨時設(shè)施工程（腳手架等）（基層處理工作）修補(bǔ)裂縫去除損傷劣化混凝土表面打平，將轉(zhuǎn)角打成圓弧狀（涂敷基底結(jié)構(gòu)膠工作）確認(rèn)混凝土表面狀態(tài)攪拌、涂敷基底結(jié)構(gòu)膠，利用膩子整平結(jié)構(gòu)表面（鋪貼碳纖維工作）表面涂浸漬結(jié)構(gòu)膠繪制碳纖維布的設(shè)計圖剪切碳纖維布鋪貼基準(zhǔn)放線確認(rèn)基底結(jié)構(gòu)膠面狀態(tài)當(dāng)多層鋪設(shè)時攪拌浸漬結(jié)構(gòu)膠涂浸結(jié)構(gòu)膠鋪貼碳纖維布測點荷載/KN12345678910P114，P25373428182419272433P133，P2158173623641942746896P152，P225142129995983062120120160P171，P2351751711327684990170157240P190，P2452162111629285499193175289圖6荷載撓度曲線1加載曲線，2卸載曲線53裂縫分析根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ1089）對未加固梁KL307進(jìn)行了裂縫寬度的計算，計算結(jié)果為裂縫寬度達(dá)0096MM。但對KL307梁在加載至標(biāo)準(zhǔn)值時，對梁截面下部進(jìn)行了細(xì)致地觀察和尋找，并沒有發(fā)現(xiàn)裂縫，說明粘貼碳纖維后，延緩了梁的裂縫開展，或者說減小了裂縫寬度。54受壓區(qū)變化分析由KL307梁的實測荷載和應(yīng)變值（表3）可見，加荷前及加第一級荷載后，截面高度1/2（5號測點）處應(yīng)變值為零，但從加第二級荷載后，載面高度1/2處應(yīng)變值由零變?yōu)樨?fù)值。受壓區(qū)高度增加，這說明隨著荷載的增加，碳纖維受力截面中和軸下移。隨著荷載的增加，截面高度1/2處應(yīng)變值基本穩(wěn)定在30106左右，說明碳纖維與混凝土梁完全共同工作，結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)可靠。試驗證明，在短期荷載作用下，碳纖維片材的粘貼僅滿足彎矩圖的要求，并沒有出現(xiàn)碳纖維片材與混凝土分離的現(xiàn)象，但考慮荷載的長期效應(yīng)，建議在大面積粘貼碳纖維用于梁、板的受彎加固時，碳纖維片材宜延伸至支座邊緣。6、結(jié)論使用碳纖維片材提高鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力的補(bǔ)強(qiáng)加固方法是有效的。粘貼碳纖維片材后，試驗梁的受彎承載力明顯提高。碳纖維片材加固混凝土梁計算方法是可靠的、安全的，能滿足工程設(shè)計的要求。碳纖維片材補(bǔ)強(qiáng)加固鋼筋混凝土梁時，截面的平均應(yīng)變?nèi)匀环掀浇孛婕俣?。在混凝土梁底粘貼碳纖維片材后，構(gòu)件的剛度增大，撓度減小，試驗加載表明，混凝土梁加載達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時，實測撓度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于容許撓度。采用碳纖維片材加固的梁，混凝土梁裂縫出現(xiàn)較晚，在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下，裂縫寬度減小，甚至不出現(xiàn)裂縫。參考文獻(xiàn)1丘清瑞，陳小兵，牟宏遠(yuǎn)碳纖維材料（CFRP）加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)工業(yè)建筑，1998，28（11）152王傳志等主編鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論北京中國中國建設(shè)出版社，1985272280碳纖維材料在某公共建筑抗震加固中的應(yīng)用張軻肖國平于虹1、結(jié)構(gòu)的鑒定分析某公共建筑使用功能為教學(xué)樓，建于1960年，主體為4層雙排柱內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)框柱采用獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深32M，建筑高度204M，局部區(qū)域為4層磚砌體結(jié)構(gòu)，建筑面積8267，平面布置如圖1所示。該建筑物由于建造時間較早，設(shè)計時未考慮抗震設(shè)防。內(nèi)框架節(jié)點區(qū)梁、柱端部箍筋未加密，為使建筑物具有足夠的抗震能力，按照建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB002395）對該樓進(jìn)行抗震鑒定，結(jié)論表明，內(nèi)框架梁柱節(jié)點區(qū)因箍筋直徑及間距設(shè)置不滿足要求必須進(jìn)行抗震加固。圖1結(jié)構(gòu)平面示意圖2、抗震加固方案的確定框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點區(qū)由于受力復(fù)雜，規(guī)范中為保證“強(qiáng)節(jié)點、弱構(gòu)件”的設(shè)計原則，通常采取在柱端和梁端一定區(qū)域箍筋加密的原則，防止節(jié)點區(qū)的脆性破壞，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能。本工程由于工期、資金和建筑功能的要求，對加固方案提出了很多限制，傳統(tǒng)的抗震加固方案難以實施。在此基礎(chǔ)上，我們通過制定各種合理方案，比較各方案的優(yōu)缺點，從而確定最佳方案。21方案1粘鋼加固法粘鋼加固法是目前國內(nèi)應(yīng)用較普遍的傳統(tǒng)的加固方法，但由于在粘結(jié)膠和鋼板的交接面處容易發(fā)生銹蝕，從而削弱粘結(jié)強(qiáng)度，因而影響加固效果。22方案2粘碳纖維加固法碳纖維復(fù)合材料（CFRP）加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是20世紀(jì)80年代末90年代初在美、日等發(fā)達(dá)國家興起的一項新型結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，與粘鋼法相比，這種方法沒有界面粘結(jié)強(qiáng)度的削弱問題，碳纖維加固法以其材料優(yōu)越的力學(xué)性能（圖2）、簡便的施工工藝（圖3）在土木工程加固改造中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。該項技術(shù)與傳統(tǒng)的加固方法相比有許多明顯的優(yōu)點，如高強(qiáng)高效、施工便捷、適用面廣、良好的材料耐久性等。本工程由于對加固技術(shù)的要求較高，傳統(tǒng)的加固方法難以奏效，而碳纖維加固由于具有需要的設(shè)備、機(jī)具較少，不會產(chǎn)生明火，不改變原有結(jié)構(gòu)的尺寸，不增加原有結(jié)構(gòu)的荷載，施工影響較小等特點，比較適合。各方案比較見表1，可以看出，對本工程來說，方案2是一種較合適的加固方法。表1碳纖維加固方法與其他加固方法比較影響因素加大截面法、粘鋼加固法等傳統(tǒng)加固方法粘貼碳纖維加固方法對原結(jié)構(gòu)自重斷面等的影響影響較大，結(jié)構(gòu)自重增大，截面尺寸增大，凈空減小基本不增加結(jié)構(gòu)自重和截面尺寸，為布狀片材，每平方米重量約2N，每層厚度僅0111，而且強(qiáng)度為鋼的10倍以上施工工藝施工工序較繁瑣，有濕作業(yè)，需要相關(guān)的機(jī)械設(shè)備，需占用較大場地、空間施工便捷，手工操作，無需大型機(jī)具，沒有濕作業(yè)，施工工效高耐久性外加鋼結(jié)構(gòu)易發(fā)生銹蝕，需耐酸堿鹽及大氣環(huán)境的腐蝕，基本定期維護(hù)不需后期維護(hù)工期較長較短工程造價較低長期經(jīng)濟(jì)效益佳圖2纖維復(fù)合材料與金屬材料各項性能對比示意1鋼，2鋁，3復(fù)合材料圖3碳纖維布加固的施工工藝3、結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計及加固效果31結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計碳纖維材料為線彈性材料，其本構(gòu)關(guān)系如圖4所示。圖4材料本構(gòu)關(guān)系圖5CFS約束下混凝土柱的軸向應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型混凝土柱采用碳纖維約束后的應(yīng)力應(yīng)變的函數(shù)關(guān)系1模型，如圖5所示，該模型應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與試驗值吻合較好，可以很好地反映CFS的約束效果。采用碳纖維布環(huán)向粘貼加固混凝土柱時，能提高柱子受剪承載力并增大延性系數(shù)，其延性加固效果非常明顯；加固柱子時碳纖維的作用相當(dāng)于箍筋，但由（準(zhǔn)備工作）臨時設(shè)施工程（腳手架）（基層處理工作）修補(bǔ)裂縫，去除損傷劣化的混凝土并進(jìn)行修補(bǔ)，混凝土表面打磨平整，將轉(zhuǎn)角打磨成圓弧形（涂敷基底樹脂工作）確認(rèn)混凝土表面狀態(tài)，攪拌、涂敷基底樹脂并用膩子找平結(jié)構(gòu)表面（鋪貼碳纖維布工作）繪制碳纖維布的設(shè)計圖裁剪碳纖維布鋪貼基準(zhǔn)放線確認(rèn)基底樹脂面狀態(tài)（多層鋪貼時）攪拌樹脂涂樹脂鋪貼碳纖維布表面涂粘貼樹脂涂裝、攪砂漿、耐火噴涂于有混凝土保護(hù)層的存在，其對內(nèi)部混凝土的約束比箍筋更有效。加固設(shè)計時在混凝土梁柱原有箍筋的基礎(chǔ)上，沿垂直于構(gòu)件軸向U形或環(huán)向粘貼碳纖維，其總折算配箍特征率滿足相應(yīng)規(guī)范要求，節(jié)點區(qū)抗震性能顯著增強(qiáng)。加固設(shè)計及施工如圖6所示。圖6碳纖維加固示意1梁側(cè)U型粘貼碳纖維布寬200MM，間隔200MM；2柱環(huán)形粘貼一層20型碳纖維布寬200MM，間隔200MM32結(jié)構(gòu)的加固效果節(jié)點區(qū)采用碳纖維材料加固處理后，梁柱斷面尺寸和重量沒有增加，構(gòu)件外形沒有改變，其加固效果如圖7所示。圖7節(jié)點加固詳圖4、結(jié)論本工程的主體結(jié)構(gòu)加固改造已完工，碳纖維粘貼量為300，整個工期為20D，保證了工期，加固質(zhì)量也得到了很好的保征，收到了很好的綜合效益。在建（構(gòu)）筑物的抗震加固中，有許多問題有待我們?nèi)パ芯拷鉀Q，