碳纤维加固板计算表格.docx

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碳纤维加固板计算表格

碳纤维加固板计算表格

碳纤维加固板计算表格

篇一：

碳纤维布加固实例（计算及施工）

篇二：

混凝土结构碳纤维加固规范

混凝土结构碳纤维加固规范

（本文由：

上海鼎峰加固工程整理）

利用高强非金属纤维类材料，如碳纤维、玻璃纤维等对结构进行加固的方法，具有耐久性好，施工简便，不加大截面，不增加荷载，外形美观等优点，已成功用于多种结构的抗震、抗弯和抗剪加固。

但是，碳纤维加固方法也有其适用范围，本文通过几个工程实例，分析用碳纤维加固钢筋混凝土结构的特点及其适用性。

1、碳纤维用于抗震加固

试验研究表明，用碳纤维材料包裹钢筋混凝土柱，使纤维方向与柱轴线相垂直，可以有效提高柱的延性和承载力，增加其抗震耗能能力[1]。

另外，剪力墙作为主要抗侧力构件，其破坏形态不外乎受弯延性破坏（中高剪力墙）或受剪脆性破坏（低剪力墙）。

将碳纤维用于加固剪力墙，只要方法适当，也可显著提高其延性和承载力。

因此，钢筋混凝土结构的抗震加固是碳纤维材料应用的一个有效领域。

但应指出，用碳纤维对柱或剪力墙进行加固时，由于碳纤维本身属预柔性材料，通过结构胶与被加固结构粘结，这就要求被加固结构混凝土须满足一定的强度要求，才有可能发挥碳纤维的加固效果。

以下以实际工程为例说明碳纤维加固钢筋混凝土柱并改善抗震性能的方法。

1.1工程概况和加固方案

某多层钢筋混凝土框架结构，施工验收时发现有9根框架柱混凝土强度不能满足设计要求，致使轴压比过大，无法满足轴压比限值所需的延性要求，对此确定采用碳纤维布对柱进行包裹的加固方案。

其理由一方面是碳纤维的包裹对柱混凝土产生环箍作用，可在一定程度上提高混凝土的轴心抗压强度；另一方面，碳纤维对柱的横向约束作用还可显著提高柱在水平荷载下的延性，满足轴压比的延性要求。

加固材料采用美国赫氏单向碳纤维布环氧复合材料。

通过对承载力和延性的计算，对强度较低的3根柱采用沿整个柱高范围包裹3层碳纤维布的方案，对其他6根柱采用沿整个柱高度范围内包裹2层碳纤维布的方案。

1.2加固承载力和延性分析

经碳纤维加固后，可以显著提高框架柱的抗剪承载力和延性。

原结构为800㎜×800㎜框架柱，层高3.6m。

根据有关研究结果，碳纤维加固后抗剪承载力的提高可按下式计算[2]：

VCFS=νρCFSfCFSbho

对本工程的全包裹加固方案，该公式可改写为：

VCFS=2νtfCFSho

式中，t为包裹的碳纤维厚度，fCFS为碳纤维的极限抗拉强度，ho为混凝土截面有效高度，ν为碳纤维布受剪系数，按下式计算：

式中n为轴压比，λ为剪跨比，λsv+λCFS为总配箍特征值。

设计混凝土强度为C40，按此计算，单根柱的抗剪承载力应为1312KN。

对强度较低的3根柱，最低混凝土强度为28.3Mpa，未加固时的抗剪承载力为1031KN。

包裹3层碳纤维，可算出承载力提高值为319KN，则加固后总承载力为1350KN，高于设计承载力。

对另6根柱，最低混凝土强度为35Mpa，未加固时的抗剪承载力为1209KN。

包裹2层碳纤维，可算出承载力的提高值为246KN，加固后总承载力为1455KN，也高于设计承载力。

根据有关试验结果，当轴压比确定时，碳纤维加固柱延性系数μ随强剪弱弯系数Vs/VM基本呈线性增长。

当轴压比为0.48时，有如下拟合公式[3]：

μ=-1.278+5.233Vs/VM

由上式可见，碳纤维抗剪加固量越大，Vs/VM就越大，延性系数就越大。

另外，根据文献[4]，当延性系数保持不变时，配箍特征系数与轴压比有如下关系：

上式表明，当轴压比增大时，为保持延性系数不变，应适当增加配箍率。

按保守估算，对本工程假设由于混凝土强度降低导致柱轴压比增大值为0.3，则对应所需的配箍特征系数增量为0.066，而本加固方案新增碳纤维配箍特征系数为0.097，完全能满足要求。

由上述分析可见，当用碳纤维加固钢筋混凝土柱以提高抗震能力时，应根据承载力和延性指标确定碳纤维布的用量。

2、碳纤维用于楼板抗弯加固

碳纤维材料由于具有很高的抗拉强度，可以用于混凝土构件的抗弯加固。

碳纤维用于抗弯加固时，纤维粘贴方向应平行于构件的主受力方向，另外，计算加固结构的抗弯承载力时，也应考虑对碳纤维极限强度的折减。

下面以工程实例说明碳纤维抗弯加固方法。

2.1工程概况

某现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，原楼板厚120㎜，现拟在其上增加一大型鱼缸。

重3.6t，鱼缸底座尺寸4.6m×1.2m（图2）。

由于新增荷载较大，须对原结构进行加固。

2.2内力分析

鱼缸合力作用点离剪力墙轴线1.4m。

内力计算采用有限元法，将楼板按1m宽板带划分为若干单元。

原结构荷载中，恒载考虑板的自重，装修层按水磨石地面考虑，活载标准值取2.5KN/㎡。

剪力墙部位对板带的约束按固定支座考虑，柱对梁的约束亦按固定支座考虑，梁板节点按刚接计算。

主要内力计算结果说明如下。

⑴在鱼缸作用下，板的弹性挠度为0.9㎝左右，满足正常使用要求，但前提是板的抗弯能力能够抵抗新增的荷载。

⑵放置鱼缸部位的楼板在剪力墙部位新增的负弯矩为4.6KN·m，在板跨中部位新增的正弯矩为1.8KN·m，而原结构所能抵抗的弯矩基本与原荷载持平。

板的抗剪能力也足以承担新增荷载。

⑶梁L10在与梁ZL3相交的部位，其负弯矩也超出抗弯能力5.2KN·m，梁L10的跨中正弯矩超出4.5KN·m。

根据上述计算结果，原结构在鱼缸作用下抗弯能力不足，可采用碳纤维结合粘钢加固。

2.3加固方案

首先，楼板负弯矩区在剪力墙部位需要加固，由于碳纤维不易锚固，故采用粘钢板加固法，本文不予详述。

对于楼板正弯矩区，可采用粘贴碳纤维布的方法加固。

研究表明，一方面，当加固碳纤维布用量较大时，在楼板承载力极限状态所能达到的强度较低，无法充分发挥其强度；另一方面，若减少碳纤维材料用量，其在承载力极限状态可达到较高的应力，但由于碳纤维弹性模量与钢材接近，在正常使用极限状态下板就可能由于挠度过大而破坏。

另外，碳纤维材料易发生脆性破坏，强度也应按保守取值。

加固板的抗弯承载力按平衡条件计算，根据文献[5]，碳纤维材料的极限拉应力取为极限强度的一半。

根据计算结果，拟沿短跨方向粘贴双层200㎜宽纤维布，每两块纤维布间净距也为200㎜，加固方案.

3、碳纤维加固方法的适用性

如上所述，碳纤维可成功地用于混凝土结构的抗震、抗剪和抗弯加固。

但应该指出，由于碳纤维加固结构固有的一些受力特点，许多混凝土结构问题不适于用碳纤维进行加固，因此有必要对其适用性作出分析。

3.1刚度问题

当混凝土楼、屋盖结构由于刚度不足，导致变形过大、开裂严重而影响使用时，不适合用粘贴碳纤维布的方法加固。

研究表明，对于梁、板等横向受力构件，当用碳纤维进行加固时，在正常使用极限状态，碳纤维对结构刚度的提高作用小于10%，或基本没有提高。

3.2碳纤维抗弯加固的适用范围

当混凝土结构由于抗弯承载力不够，采用碳纤维布进行加固时，加固结构的破坏形态一方面取决于原结构的配筋情况，另一方面取决于碳纤维的用量。

现假设原结构为适筋构件，则加固结构的破坏形态可分为如下三种情况。

⑴碳纤维用量较少。

破坏时受压区边缘混凝土压碎，受拉钢筋屈服，碳纤维可以达到较高的拉应变。

⑵

⑶碳纤维用量较多。

破坏时受压区边缘混凝土压碎，受拉钢筋屈服，碳纤维应变很低。

上述三种情况，第三种情况由于碳纤维用量大且强度利用率低，不宜采用。

第一种加固方法适用于截面高度较大的梁，第二种加固方法适用于截面高度较小的板或扁梁。

这主要是由于对板或扁梁而言，在碳纤维未达到很高的拉应变时，结构就可能由于变形过大而破坏。

具体界限取决于碳纤维极限拉应变和加载方式。

3.3抗扭问题

关于用碳纤维材料进行混凝土结构的抗扭加固，目前国内外进行的研究很少。

从混凝

土结构的受扭破坏机理上看，不论使碳纤维的纤维方向垂直于轴线，还是平行于轴线，均可以约束扭转斜裂缝的发展，起到一定的加固效果。

但是，由于用碳纤维进行加固时，一方面构件裂缝已经形成，裂缝分布已经确定；另一方面由于碳纤维的极限应变可高达10000με以上，而普通钢筋应变不到2000με即已屈服，若应变加到4000με以上时混凝土裂缝宽度已开展很大，必然开始向其他表面发展，结构即已接近破坏，而此时碳纤维所能达到的应力可能还很低，因此碳纤维加固受扭构件的效果有必要通过进一步研究确定。

4、结论

⑴碳纤维加固法可用于对混凝土结构抗弯、抗剪和抗震加固，但各有适用范围。

计算承载力时，应根据试验结果考虑碳纤维强度的折减。

⑵碳纤维加固法不适于混凝土结构由于刚度不足，变形过大，在正常使用极限状态的加固。

当用于抗扭加固时，虽能起一定的作用，但并不经济，需通过进一步试验研究确定。

篇三：

碳纤维加固工程合同

碳纤维加固合同

发包方（甲方）：

承包方（乙方）：

甲方:

乙方:

根据《中华人民共和国经济合同法》和《中华人民共和国建筑法》及其他有关法律、行

政法规，遵循平等、自愿、公平和诚信的原则，经过平等协商制定本合同，双方同意并忠实

履行如下条款：

一.工程地点及名称:

南昌市创

二.工程范围:

凯信建研300g/m2碳纤维布加固，加固范围由甲方指定，甲方指定区域之外的

碳纤维加固不予计量，工程量按实做面积计算。

三.工程价款:

（a）.碳纤维布加固按40元/米，（垂直于裂缝方向的碳纤维布每块宽0.2m，长0.8m，长

（b）.此单价包括本工程所需之设备、辅材（耗材）及为完成本工程所需之一切物品:

机具、

运费、搬运费用、工人工资及来回路费、生活费、一般支出费、利润、保险费等。

所有乙方

施工人员一切吃由乙方自理，并包含一组由甲方随机指定位置的碳纤维检测费用。

（c）.此次工程的活动脚手架、施工围挡、施工电源由甲方配备到位，垃圾外运和施工区域

的原貌恢复在乙方负责范围之内。

四.质量等级：

（a）工程质量必须符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范》（GB50550-2010）及行

业等现行相关之最新的法律、法规及标准规范；

（b）工程完工前3天，乙方将以书面形式通知甲方，如工程内容尚未完成或质量不合格的，由乙方在甲方确认的期限内返修后再进行验收，直至符合要求为止，按最后验收后合格的日期为完工日期，由此发生的费用由乙方承担。

（c）因乙方原因工程质量达不到约定的质量标准，乙方承担违约责任。

甲方可要求乙方返工，乙方应按甲方要求返工，直到符合约定条件。

因乙方原因达不到约定工程质量标准的，由乙方承担返工费用，工期不予顺延，返工后仍不能达到约定质量标准的，甲方有权委托第三方完成该工程，所需一切费用由乙方承担并应承担由此造成的工期延误的违约赔偿责任

（d）加固用的碳纤维及辅材采用国产凯信建研300g/m2，碳纤维布性能指标不得低于国标二

级。

五.工程期限:

甲方通知进场之日起20天内完成

六.付款方式:

（a）本工程无预付款。

（b）工程完工后，经甲验收合格，支付已完工程量的80%。

（c）半年内无质量问题出现付款至90%，剩下的10%作为质保金扣留。

（d）保修期与主体结构合理使用年限相同，贰年内无遗留问题，无息支付5%的质保金。

如甲方认为还有与工程有关的工作有待承包商完成，则甲方有权扣留余款，直到这些工作完成。

七.施工管理:

（a）.乙方应派富有工程经验之带班人员常驻于工地,依照工程施工进度时间表,

切实执行并遵照业主所委托之工程师之指示照图施工;业主或其指定之工程师认为乙方所派带班人员不能胜任时,得要求乙方更换之,乙方应立即撤换,并不得借故向甲方要求赔偿。

（b）.乙方所雇工人必须具备相应工作技能,倘不善工作,不听指挥,或不守秩序,经业主或甲方通告后,乙方应于二十四小时之內,予以撤换,不得再用。

（c）.本工程在未正式完工交付业主接管前,所有已做工程以及存于工地之机具、材料、概由乙方负责保管与防护。

凡一切非人力所能预防,或意外损坏,皆由乙方完全负责。

甲方有义务协助乙方做好保管与防护工作。

（d）.若因乙方施工工序达不到标准而引起达不到要求的乙方必须承担相应各项费用。

八.工程验收:

（a）.乙方应认真按照标准、规范要求以及甲方工程师依据合同发出的指令施工，随时接受监

理、甲方工程师的检查检验，为检查检验提供便利条件。

（b）.工程质量达不到约定标准的部分，工程师一经发现，要求乙方拆除和重新施工，乙方应

按工程师的要求拆除和重新施工，直到符合约定标准。

因乙方原因达不到约定标准，由乙方承担拆除和重新施工的费用，工期不予顺延。

九、重新检验

乙方承担一组由甲方随机指定位置的碳纤维检测费用，其他部位甲方有权抽检，如不合格乙方除无条件返工外，还应承担检测费及2000元/处的罚款。

十、安全文明施工

凡乙方在施工期间必须遵守安全操作规程及项目部要求进出场制度方面的规定，乙方发生安全、质量等一切事故，由乙方自行负担全部经济损失，负担善后处理工作。

十一、质量保修

（a）.乙方应按法律、行政法规或国家关于工程质量保修有关规定，对交付甲方使用的工程在

质量保修期内承担质量保修责任。

（b）.本工程保修期为两年，时间从验收合格之日起计算，保修期内因乙方原因出现质量问题

乙方负责维修，维修产生的一切费用由乙方承担。

（c）.工程竣工验收交付时，乙方参加由业主方组织的交付验收工作，出具“建筑工程质量保

修书”，确定保修期间的专门联系人及联系方法。

（d）.属于保修范围、内容的项目，乙方应当在接到保修通知之日起2天内派人保修。

乙方不

在约定期限内派人保修的，甲方、业主方可以委托他人修理，费用由乙方承担。

甲方:

乙方:

盖章：

盖章：

电话：

年月日年月日