碳纤维布在建筑结构补强加固中的应用
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收 穑 日期 ：ｏ ２ Ｉ ７ ２０ —０ 一０ 第 一作 者 ： 圣 军 （９５一） 助 教 研 究 方 向 ： 凝 土结 构 的补 胡 １７ 男 混
强 与 加 固
超声 回 弹 及 钻 芯 法 检 测 混 凝 土 强 度 等 级 为
３ ２ １ 加 固梁抗 弯计 算 ．
碳纤 维布加 固梁抗 弯极 限承载 力 的计 算 与普 通 混凝 土梁 有所不 同 ， 本 假 定 为 ：） 基 １梁受 弯 后 ， 凝 混
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第１ ４卷笫 ２ 期
２０ 年 ６ ６２ － 月
常 德 师 范 学 院 学 报 （自 熊 科 学 版 】
Ｊ －ａ ０ ０瑚 普ｅ＂ ａｈ ｒ ￣ ｎｌ ｆ ｄ ｒ ｃｅ ｅ ｓｕｎ ｊ
ｌ ｎ ｅ ￣ｌ ｎ ｔ ｉ （ 曲 Ｓｉｅ ｃ Ｆｌ ｏ ）
缝 未扩展 ， 未 出现新 的裂缝 ． 明用碳 纤维 布对 结 也 说 构进行补 强加 固是可靠 和可行 的 ．
３ 补 强加 固方案选 择及 计算方法
３ １ 补强 加 固方案选择 ．
１ 工程概况
某商住 楼 始建 于 １９ ９７年 ， 四层 钢 筋混 凝 土 框 为 架 与 砖 砌 体 共 同 承 重 的 混 合 结 构 ， 筑 面 积 为 建
２ ２ 裂缝 成 因分析 ．
框 架填充墙 采用 实 心 砖砌 筑 ， 使得 框 架 梁 正弯 急需 对这些 结构 进行补 强加 固 ， 高耐 久性 ， 提 保证 安 矩 配筋 不 足 ． 是形 成 框 架 梁跨 中部 位 竖 向裂 缝 的 主 全使 用 ． 为一 种 新 材料 ， 纤 维 布 表 现 出 强度 高 ， 要 原 因 ， 作 碳 验算 表 明跨 中部位 需配 钢筋 ２４３ ， 实 ７ 而 重 量轻 ， 腐蚀 等 优 良特 性 ， 应 用 前 景极 好 ． 于 抗 其 基
＠ ＠ 固 ｌ 二 层 】 架 粱 裂 缝 围 页框
Ｆ ｇ １ Ｃ ： ｓｏ ｔ ｅＳ ｃ ｎ ｆ ｏ ’ ￣ ｅ ｉ ｋ ｆ ｈ ｅ ｏ ｄ ｌ ｒ ｓｇｒ ｒ ｏ ｄ
资料表 明有 相 当 多 的 混 凝 土 结 构 由于设 计 方 法 、 工质量 、 震 、 施 地 改变使 用功 能等多 方面 的原 因 ， 面 临劣化 、 强度 不 足 、 耐久 性 和安 全 性 过低 的问 题 ，
， 高 ３６ 二 层 为 门 层 ．ｍ；
面 ， 高 ５ １ 三 层 和 四层 为 住 宅 ， 高 ４ ２ １９ 层 ．ｍ； 层 ．ｍ．９８ 年 １ 月 以来 ， １ 二层 顶所 有框 架 梁 出 现 了多 条裂 缝 ， 许 多裂缝 宽 度较大 ．
２ 检测结 果及裂缝 成因分析
２ １ 检 测结 果 ．
—
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ２ １ １ Ｊｌ．０ ２ ＿ ２０ ｎ
—
文章 编号 ： １０ ０９—３ １ （０２ ０ ０ ５ ０ ８８ ２ ０ ）２— ０ ９— ３
碳纤维布在建筑结构补强加 固中的应用
胡圣军 吴 扬
湖南 常德 ４５０ ） １０３ （ 常德师 范学 院 土木建筑工程 系
摘
配钢筋 １９Ｏ ｍ ． ￣ ｍ ２ 支座 附 近 箍 筋 未 加 密 ； 梁 附 近 次
上述原因 ， 本文结合某商住楼 的实际情况 ， 分析 了碳 ７０毫 米范 围 内应 有 ８ ８箍 筋 ， 实 际 只 有 ２ ８箍 ０ ｄ ９ 而 ｄ ９ 纤 维布用 于混凝 土结构 强度加 固的设计 依 据及施 工 筋 ． 是框 架 主梁形成斜 向裂 缝 的主要原 因 ． 工艺 ． 该工 程 于 １９ ９９年 ｌ 加 固后 ， 用 至 今 ， Ｏ月 使 裂
无不利影响， 加固修补效果及耐久性好 ， 可以大大提 高 被加 固构 件 中抗 弯 、 、 、 承 载力 和抗 震 性 能 ， 剪 扭 拉
增 强构件 的延性 和刚度 ， 改善 结构 的受力性 能 ．
经过 分析 比较 ， 后 决定 栗 用 现 场 粘 贴 碳纤 维 最 Ｃ０裂缝共有 ２０多条 ， ２， １ 框架主梁跨中部位竖 向裂 布对结 构 补强加 固 ． 梁跨 中部位 需进 行抗 弯加 固 ； 支 缝最 大宽度 为 ０３ｒｎ支 座附近 斜 向裂缝 宽度达 ０ ．５ｍ ， ． 座及 次梁 附近需进 行抗 剪加 固 ． ５ ｎ梁 已接近破 坏状 态 ， 型裂缝 如图 ｌ ｒ ， ｍ 典 所示 ． ３２ 计 算方 法
要 ： 通过 对某 商住楼 的现场橙测 、 析 ， 对诚建筑存 分 针
在的结构缺 陷和 问题 ， 舟绍 了碳计 依 据 聂 施 工 工 艺
关键 词： 碳 纤维布 ； 加固； 计算方法； 施工工艺
中围分类号 ： Ｔ ７ ． Ｕ４０３ 文 献标 识码 ： Ｂ
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常德师范学 院学报 （ 自然科学版 ）
２Ｏ ０２年
９７ 为确保碳纤维布加固梁抗 土、 钢筋及碳纤维布平均应变符合平截面假定；） ２ 混 抗剪承载力提高 ２ ．％． 保证锚固性能， 免发生粘结破坏 ， 加固采 凝土、 钢筋 的应力 一应 变关 系按 现 行 国家 规定取 用 ； 剪效果 ， 形布带加压条的加 固方式， 如图 ４ 所示． ３不考虑受拉区混凝 土的作用 ；） ） ４ 碳纤维布 的应力 用 ｕ 取碳纤维布的弹性模量与其拉应变的乘积， ＝ 即 根据上述假定 ， 截面应力分布如图 ２ 所示 ． ｆ ，
１ ８ ６． ６１ 底 层 为半 地 下室 ６ ６ １２ ， １
，
计 算及 检验 ， 步拟定 加 固方 案有 加 大截 面法 、 初 外 包 钢法 、 牯钢法 及外 贴碳纤维 布加 固法 加大 截面法 自重 增加 较 大 ， 采 用 此 种 方 法 还 如 需 要 加 固基 础 ， 原结构 影 响较大 ， 工周 期 长 ． 对 施 外 包钢法 及粘 钢法取 材方便 ， 本较 低 ， 工简 成 施 单 ， 现场维 护 困难 ． 但 碳纤维 布 （ＦＬ） 度高 、 ＣＩ 强 Ｐ 自重 轻 、 耐腐 蚀 性好 、 施工 工艺簿 便快 捷 ， 于 补强 加 固时 对 原结 构 几 乎 用
强 与 加 固
超声 回 弹 及 钻 芯 法 检 测 混 凝 土 强 度 等 级 为
３ ２ １ 加 固梁抗 弯计 算 ．
碳纤 维布加 固梁抗 弯极 限承载 力 的计 算 与普 通 混凝 土梁 有所不 同 ， 本 假 定 为 ：） 基 １梁受 弯 后 ， 凝 混
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２０ 年 ６ ６２ － 月
常 德 师 范 学 院 学 报 （自 熊 科 学 版 】
Ｊ －ａ ０ ０瑚 普ｅ＂ ａｈ ｒ ￣ ｎｌ ｆ ｄ ｒ ｃｅ ｅ ｓｕｎ ｊ
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缝 未扩展 ， 未 出现新 的裂缝 ． 明用碳 纤维 布对 结 也 说 构进行补 强加 固是可靠 和可行 的 ．
３ 补 强加 固方案选 择及 计算方法
３ １ 补强 加 固方案选择 ．
１ 工程概况
某商住 楼 始建 于 １９ ９７年 ， 四层 钢 筋混 凝 土 框 为 架 与 砖 砌 体 共 同 承 重 的 混 合 结 构 ， 筑 面 积 为 建
２ ２ 裂缝 成 因分析 ．
框 架填充墙 采用 实 心 砖砌 筑 ， 使得 框 架 梁 正弯 急需 对这些 结构 进行补 强加 固 ， 高耐 久性 ， 提 保证 安 矩 配筋 不 足 ． 是形 成 框 架 梁跨 中部 位 竖 向裂 缝 的 主 全使 用 ． 为一 种 新 材料 ， 纤 维 布 表 现 出 强度 高 ， 要 原 因 ， 作 碳 验算 表 明跨 中部位 需配 钢筋 ２４３ ， 实 ７ 而 重 量轻 ， 腐蚀 等 优 良特 性 ， 应 用 前 景极 好 ． 于 抗 其 基
＠ ＠ 固 ｌ 二 层 】 架 粱 裂 缝 围 页框
Ｆ ｇ １ Ｃ ： ｓｏ ｔ ｅＳ ｃ ｎ ｆ ｏ ’ ￣ ｅ ｉ ｋ ｆ ｈ ｅ ｏ ｄ ｌ ｒ ｓｇｒ ｒ ｏ ｄ
资料表 明有 相 当 多 的 混 凝 土 结 构 由于设 计 方 法 、 工质量 、 震 、 施 地 改变使 用功 能等多 方面 的原 因 ， 面 临劣化 、 强度 不 足 、 耐久 性 和安 全 性 过低 的问 题 ，
， 高 ３６ 二 层 为 门 层 ．ｍ；
面 ， 高 ５ １ 三 层 和 四层 为 住 宅 ， 高 ４ ２ １９ 层 ．ｍ； 层 ．ｍ．９８ 年 １ 月 以来 ， １ 二层 顶所 有框 架 梁 出 现 了多 条裂 缝 ， 许 多裂缝 宽 度较大 ．
２ 检测结 果及裂缝 成因分析
２ １ 检 测结 果 ．
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Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ２ １ １ Ｊｌ．０ ２ ＿ ２０ ｎ
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文章 编号 ： １０ ０９—３ １ （０２ ０ ０ ５ ０ ８８ ２ ０ ）２— ０ ９— ３
碳纤维布在建筑结构补强加 固中的应用
胡圣军 吴 扬
湖南 常德 ４５０ ） １０３ （ 常德师 范学 院 土木建筑工程 系
摘
配钢筋 １９Ｏ ｍ ． ￣ ｍ ２ 支座 附 近 箍 筋 未 加 密 ； 梁 附 近 次
上述原因 ， 本文结合某商住楼 的实际情况 ， 分析 了碳 ７０毫 米范 围 内应 有 ８ ８箍 筋 ， 实 际 只 有 ２ ８箍 ０ ｄ ９ 而 ｄ ９ 纤 维布用 于混凝 土结构 强度加 固的设计 依 据及施 工 筋 ． 是框 架 主梁形成斜 向裂 缝 的主要原 因 ． 工艺 ． 该工 程 于 １９ ９９年 ｌ 加 固后 ， 用 至 今 ， Ｏ月 使 裂
无不利影响， 加固修补效果及耐久性好 ， 可以大大提 高 被加 固构 件 中抗 弯 、 、 、 承 载力 和抗 震 性 能 ， 剪 扭 拉
增 强构件 的延性 和刚度 ， 改善 结构 的受力性 能 ．
经过 分析 比较 ， 后 决定 栗 用 现 场 粘 贴 碳纤 维 最 Ｃ０裂缝共有 ２０多条 ， ２， １ 框架主梁跨中部位竖 向裂 布对结 构 补强加 固 ． 梁跨 中部位 需进 行抗 弯加 固 ； 支 缝最 大宽度 为 ０３ｒｎ支 座附近 斜 向裂缝 宽度达 ０ ．５ｍ ， ． 座及 次梁 附近需进 行抗 剪加 固 ． ５ ｎ梁 已接近破 坏状 态 ， 型裂缝 如图 ｌ ｒ ， ｍ 典 所示 ． ３２ 计 算方 法
要 ： 通过 对某 商住楼 的现场橙测 、 析 ， 对诚建筑存 分 针
在的结构缺 陷和 问题 ， 舟绍 了碳计 依 据 聂 施 工 工 艺
关键 词： 碳 纤维布 ； 加固； 计算方法； 施工工艺
中围分类号 ： Ｔ ７ ． Ｕ４０３ 文 献标 识码 ： Ｂ
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常德师范学 院学报 （ 自然科学版 ）
２Ｏ ０２年
９７ 为确保碳纤维布加固梁抗 土、 钢筋及碳纤维布平均应变符合平截面假定；） ２ 混 抗剪承载力提高 ２ ．％． 保证锚固性能， 免发生粘结破坏 ， 加固采 凝土、 钢筋 的应力 一应 变关 系按 现 行 国家 规定取 用 ； 剪效果 ， 形布带加压条的加 固方式， 如图 ４ 所示． ３不考虑受拉区混凝 土的作用 ；） ） ４ 碳纤维布 的应力 用 ｕ 取碳纤维布的弹性模量与其拉应变的乘积， ＝ 即 根据上述假定 ， 截面应力分布如图 ２ 所示 ． ｆ ，
１ ８ ６． ６１ 底 层 为半 地 下室 ６ ６ １２ ， １
，
计 算及 检验 ， 步拟定 加 固方 案有 加 大截 面法 、 初 外 包 钢法 、 牯钢法 及外 贴碳纤维 布加 固法 加大 截面法 自重 增加 较 大 ， 采 用 此 种 方 法 还 如 需 要 加 固基 础 ， 原结构 影 响较大 ， 工周 期 长 ． 对 施 外 包钢法 及粘 钢法取 材方便 ， 本较 低 ， 工简 成 施 单 ， 现场维 护 困难 ． 但 碳纤维 布 （ＦＬ） 度高 、 ＣＩ 强 Ｐ 自重 轻 、 耐腐 蚀 性好 、 施工 工艺簿 便快 捷 ， 于 补强 加 固时 对 原结 构 几 乎 用
