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1、碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程报批稿说明根据中国工程建设标准化协会（98）建标协字第13号文的要求，由国家工业建筑诊断 与改造工程技术研究中心（冶金工业部建筑研究总院）和四川省建筑科学研究院会同有关单 位共同编制了本规程。本规程包括总则、术语及符号、材料、加固设计计算方法和构造要求、施工、检验与验 收以及附录等内容。在本规程编制过程中，编制组总结了近年来国内各高校和科研单位的研 究成果及设计和施工单位采用碳纤维片材加固修复混凝土结构的实践经验，并参考了国外有 关设计指南以及相关研究资料和文献，进行了大量的试算和调研，于2000年11月完成了本 规程的征求意见稿。经广泛征求意见，收到有关专
2、家的书面意见和建议22份及大量的口头意见和建议。规 程编制组经过反复讨论、研究，根据专家的意见进行了必要的补充和修改，于2001年3月 形成了送审稿。2001年4月7日在北京通过了由全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会组织的专家审 查。根据审查委员会提出的审查意见（见附件），规程编制组对送审稿进行了进一步的完善 和补充，现提交上级主管部门批准。碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程编制组2001年4月主编：国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心（冶金工业部建筑研究总院）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
3、武汉大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：岳清瑞叶列平罗苓隆陈小兵李荣娄宇胡孔国陈瑜颜子涵陈义军张誉张小冬马永欣高作平张继文张轲毛星明沈琨顾瑞南杨勇新涂庆胜目录1 总则12 术语及符号2术语2符号23 材料受材料种类及一般要求碳纤维片材4配套树脂粘结材料5表面防护材料64 设计与构造7设计基本原则与一般规定7一般构造要求8受弯加固8受剪加固14柱的抗剪加固155 施工175.1 一般要求175.2 施工准备175.3 表明处理185.4涂刷底层树脂185.5找平处理185.6粘贴碳纤维片材185.7表面防护195.8施工安全及注意事项196 检验与验收20附录A碳
4、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.21附录B碳纤维片材加固修复混凝土结构施工质量现场检验方法25附录C用词用语说明281总则为了采用碳纤维片材加固修复混凝土结构技术做到技术先进、安全适用、经济合理、确 保质量，特制定本规程。本规程适用于房屋和一般构筑物的混凝土结构加固修复设计、施工和验收；铁路工程、 公路工程、港口工程和水利水电等工程混凝土结构的加固修复及砌体结构、木结构加固修复 中的共性技术问题，可参考本规程和规范的规定。采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构的设计、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和规范的规定。采用粘贴碳纤维片材加固修复的
5、混凝土结构，长期使用环境温度不应高于62OC。对处于 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进行加固修复时，还应遵 守相应的国家现行有关标准和规范的规定，并采用相应的防护措施。采用碳纤维片材加固修复混凝土结构前，应按照国家现行有关标准和规范对原有结构进 行检测鉴定或评估。采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时，应由对该加固修复方法有经验的设计人员 进行设计，并应由专业施工队伍进行施工。2术语及符号2.1术语2.1.1 碳纤维片材 carbon fiber reinforced polymer laminate碳纤维布和碳纤维板的总称2.1.2 碳纤维布carbon fibe
6、r sheet碳纤维布为连续碳纤维单向或多向排列、未经树脂浸渍的布状碳纤维制品。2.1.3 碳纤维板carbon fiber plate碳纤维板为连续碳纤维单向或多向排列、并经树脂浸渍固化的板状碳纤维制品。2.1.4 底层树脂primer用于基底处理的树脂。2.1.5 找平材料putty fillers用于对加固构件表面进行找平处理的材料。2.1.6 浸渍树脂saturating resin用于粘贴并浸渍碳纤维布的树脂。2.1.7 粘结树脂 adhesives用于粘贴碳纤维板的树脂。2.2符号2.2.1 材料性能Ecf一碳纤维片材弹性模量；fck碳纤维片材抗拉强度标准值；fcf碳纤维片材抗拉强
7、度设计值；e f碳纤维片材的极限拉应变；J 碳纤维片材的允许拉应变； c fT cf碳纤维片材与混凝土之间的粘结强度设计值。2.2.2 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实际作用的初始弯矩值；匕梁的剪力设计值；vc柱的剪力设计值；o cf碳纤维片材的拉应力；E cf碳纤维片材的拉应变；E.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 i初始应变；E cfv达到受剪承载力极限状态时碳纤维片材的应变。2.2.3 几何参数Acf一受拉面粘贴的碳纤维片材截面积；bff一受拉面粘贴的碳纤维片材宽度；hcfo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；hc
8、f侧面粘贴碳纤维片材的高度；ld纤维片材从其充分利用截面所需的粘结延伸长度；scf碳纤维片材条带净间距；%单层碳纤维片材厚度；wcf碳纤维片材条带宽度。2.2.4计算系数及其它km一碳纤维片材厚度折减系数；ncf一碳纤维片材粘贴层数；m侧面粘贴碳纤维片材的截面面积折减系数；碳纤维片材抗剪加固形式系数；%碳纤维片材有效约束系数；ecfb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受压区 高度；Ab梁受剪截面的剪跨比；久柱的剪力跨比；pve总折算体积配箍率。其它有关符号参见混凝土结构设计规范。3 材料3.1材料种类及一般要求3.1.1采用粘贴碳纤维片材混凝土结构进行加固修复时，应使用碳纤
9、维片材、配套树脂 粘结材料及表面防护材料。3.1.2加固修复用材料应具有产品合格证和质检部门的产品性能检测报告;碳纤维片材 及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指标； 配套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混凝土、钢筋及其它材料有关设计指标应按国家现行有关标准和规范采用。3.1.4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，双向或多向碳纤 维片材的指标要求可以参照执行。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积计算，净截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为碳纤维布的单位
10、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3.2.1规定的要求。表3.2.1碳纤维片材的主要力学性能指标要求性能碳纤维布碳纤维板抗拉强度标准值fck33000 MPa32000 MPa弹性模量Ef cf32.1x105 MPa31. 4x105 MPa延伸率31.4%31.4%3.2.3碳纤维片材的主要力学性能指标参照GB/T 3354-1999定向纤维增强塑料拉伸 性能试验方法测定。3.2.4单层碳纤维布单位面积碳纤维质量不宜低于150g/m2；不宜高于450 g/m2。在
11、施工质量有可靠保证时，单层碳纤维布单位面积碳纤维质量可提高到600 g/m2。3.2.5碳纤维板的厚度不宜大于2.0mm，宽度不宜大于200mm，纤维体积含量不宜小 于 60%。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进行加固修复时，应采用配套底层树脂、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指标应满足表3.3.2-1，表3.3.2-2和表3.3.2-3的 要求。表3.3.2-1底层树脂性能指标性能指标试验方法正拉粘接强度32.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉强度标准值Ltk附录A表3.3.2-2找平材料性能指标性能指标试验方法正拉粘接强度32
12、.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉强度标准值Ltk附录A性能指标试验方法拉伸剪切强度310MPaGB 7124-86拉伸强度330MPaGB/T 2568-1995压缩强度370MPaGB/T 2569-1995弯曲强度340MPaGB/T 2570-1995正拉粘结强度32.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉强度标准值f tk附录A弹性模量31500MPaGB/T 2568-1995伸长率31.5%GB/T 2568-1995浸渍树脂和粘结树脂性能指标表 3.3.2-33.3.3配套树脂粘结应按附录A进行粘结性能实验，要求正拉粘结强度不小于2.5MPa, 且不小于被加固混凝土抗拉强度标准值k。
13、配套树脂类粘结材料应参照GB/T 14522-93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规定的环境条件进行 耐久性检验，经2000h的加速老化后，按附录A进行正拉粘结强度试验，要求粘结强 度不明显降低。3.4表面防护材料3.4.1对已加固修复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建筑物达到要求的防火等级。3.4.3当被加固结构处于其它特殊环境时，应根据具体情况选择有效的防火材料。4设计与结构4.1设计基本原则与一般规定4.1.1采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时，应通过配套粘结材料将探险为片材
14、粘贴 于构件表面，使碳纤维片材承受的加固形式主要有：（1）在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固时，纤维方向应与加固的受力 方向一致。（2）采用封闭式粘贴、U型粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固时，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时，纤维方向应与柱轴向垂直。（4）当有可靠依据时，碳纤维片材也可用于其它混凝土结构构件和受力形式的加固。4.1.3粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时，应按国家现行有关规范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和正常使用极限状态的计算和验算。钢筋和混凝土材料宜按结构检测得到的实际强度，根据国家现行有关规范确定相应的 材料强度设计指标；也可根据钢筋品种和混凝土的设计强度等级，按国家现行有关规范采用 相应的材料强度设计指标。碳纤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碳纤维片材取厂商提供产品的不小于95%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8cfu取极限抗拉强度标准值fcfk除以弹性模量Ecf。4.1.5当采用粘贴碳纤维片材对结构和构件进行加固修复时，应考虑加固后对结构中的其它 构件或构件的其它性能可
