粘碳纤维加固计算书

碳纤维梁加固计算书一、基本资料1．设计依据:《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS 146:2003）（以下简称规程）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）（以下简称规范）《混凝土结构加固技术规范》（GB 50367-2006）（以下简称加固规范）图纸所提供的相关数据2．问题类型:因荷载增加原有混凝土梁承载力不足，需进行加固处理，加固方式采用碳纤维布。

3．梁底受拉碳纤维片材参数:碳纤维布等级：Ⅰ级弹性模量E cf = 2.30 × 105 MPa (见加固规范表9.1.6-1)抗拉强度设计值f f = 2300.00 MPa (见加固规范表9.1.6-1)单层厚度t cfv = 0.167 mm重量：300g/m2不考虑二次受力二、计算结果1. KL3梁荷载增加后缺筋面积为750mm2，采用等强代换原则换算碳纤维布粘贴尺寸：HRB400钢筋抗拉强度设计值：360N/mm2碳纤维布抗拉强度设计值：2300 N/mm2缺筋面积*钢筋抗拉强度设计值≤碳纤维布厚度*宽度*碳纤维布抗拉强度设计值750*360≤0.167*宽度*2300宽度≥702.94KL3梁截面尺寸为400*900，结构梁宽度为400不能满足碳纤维布粘贴宽度，考虑粘贴双层碳纤维布，计算碳纤维布多层粘贴折减系数：（见加固规范9.2.4-2）折减系数=1.16-(粘贴层数*弹性模量设计值*单层厚度)/308000≤0.9=1.16-(2*230000*0.167)/308000=0.91折减系数=0.9750*360≤0.167*宽度*2300*0.9宽度≥781.05KL3梁宽度为400mm，碳纤维布粘贴双层面积：2*400=800≥781.05，满足强度要求。

碳纤维矩形受弯构件正截面加固计算一、工程信息工程名称: 浙江长征化工有限公司构件编号: 2/B-D,3/B-D梁设计人: 上海杰固建筑科技有限公司校对人:审定人: 负责人:日期: 2011年11月9日加固原因: 梁混凝土严重碳化腐蚀，梁钢筋锈蚀严重，需恢复原结构承载力，消除结构病害。

二、依据规范《混凝土结构设计规范》(GB50010－2002)①《混凝土结构加固设计规范》(GB50367－2006)②三、示意图四、计算信息1. 原构件信息截面宽度: b＝300mm截面高度: h＝900mm混凝土等级: C20受拉钢筋等级: HPB235受压钢筋等级: HPB235受拉钢筋面积: A so＝2946mm2受压钢筋面积: A so'＝226mm2受拉钢筋合力点到边缘距离a＝35mm受压钢筋合力点到边缘距离a'＝35mm受拉钢筋排数1排2. 加固信息纤维名称: 织物二级结构等级: 重要构件纤维厚度: t f＝0.167mm纤维层数: n f＝3层板材类型: 现场粘贴板梁两侧粘贴纤维高度: h c ＝9003. 荷载信息是否考虑二次受力: 计算初始弯矩: M ok ＝50kN.m设计弯矩值: M ＝500kN.m五、计算系数1. 受拉钢筋抗拉强度 f yo ＝210N/mm 2受压钢筋抗拉强度 f yo '＝210N/mm 2受拉钢筋弹性模量 E s ＝210000N/mm 22. 混凝土抗压强度 f co ＝9.60N/mm 2混凝土计算系数 α1＝1.03. 碳纤维复合材设计计算指标纤维抗拉强度设计值 f f ＝1600M pa纤维弹性模量 E f ＝230000M pa纤维抗拉应变设计值 εf ＝0.007M pa4. 混凝土净高 h o ＝865mm六、计算1. 原受弯构件加固前相对受压区高度ξb ＝β11＋f yo E s εcu ＝0.6142. 原混凝土受压区高度 【7.2.1－2】①x ＝A so f yo －A so ' f yo 'α1 f co b ＝2946×210－226×2101.00×9.6×300＝198.33mm3. 判断原结构是否需要加固 【7.2.1－1】①M 1＝α1 f co b x (h o －x 2)＋f yo ' A so ' (h －a ')＝1.0×9.6×300×198.33×(865－198.332)＋210×226×(900－35) ＝478.50kN.m ＜M ＝500.00kN.m需要加固4. 混凝土受拉截面面积 【8.1.2－1】①A te ＝0.5 b h ＝0.5×300×900＝135000mm 25. 综合考虑受弯构件裂缝截面内力臂变化、钢筋拉应变不均匀以及钢筋排列影响等的计算系数ρte ＝A so A te ＝2946.00135000.00＝0.022 σ0＝M ok 0.87×A so ×h o ＝0.00 αf ＝1.04查表【9.2.8】②6. 判断是否计算二次应力和计算εfo 取值εfo ＝αf M ok E s A so h o ＝ 1.04×50000000.00210000.00×2946.00×865＝0.00017. 纤维复合材厚度折减系数采用现场粘贴, 根据【9.2.4－2】②K m ＝1.16－n f E f t f 308000＝1.16－3×230000×0.17308000＝0.798. 纤维布折算面积A fb ＝2 h c n f t f ＝2×900×3×0.167＝901.80mm 2A fl ＝ηf A fb ＝0.00×901.80＝0.00mm 2A f ＝b n f t f ＋A fl ＝300×3×0.167＋0.00＝150.30mm 2A fe ＝A f K m ＝150.30×0.79＝118.12mm 29. 加固后受压区高度和纤维实际应变联立下列规范公式求出加固后受压区高度和纤维实际应变M ≦α1 f co b x (h －x 2)＋f yo ' A so ' (h －a')－f yo A so (h －h o ) 【9.2.3－1】②α1 f co b x ＝f yo A so ＋ψf f f A fe －f yo ' A so ' 【9.2.3－2】②(0.8εcu h x)－εcu －εfo εf ) 【9.2.3－3】②x ≧2a' 【9.2.3－4】② εf '＝0.008ψf ＝0.8 εcu h εcu ＋εf '＋εfo ＝0.8×0.0033×9000.0033＋0.008＋0.0001＝207.06≧2 a _＝2×35.00＝70.00满足要求10. 根据受压区高度判断梁的破坏形态 【9.2.3－3】x h ＝207.06900.00＝0.23≦ξbψf ＝εf 'εf ＝0.0080.007＝1.15＞1.0 准适筋梁, 建议重新设计11. 加固后最大承载力 【9.2.3－1】②M u2＝αf f co b x (h －x 2)＋f yo ' A so ' (h o －a ')＋E f εf ' A fe (h －h o )＝1.04×9.6×300×207.06×(900－207.062)＋210×226×(865－35)＋230000×0.007×118×(900－865)＝541.52kN.m M u2≧M 弯矩满足12. 纤维复合材粘贴延伸长度b f＝b×n f＝300×3＝900mml c＝f f A ff fv b f＋200＝1600.00×150.300.44×900＋200＝807.27mm七、结论原结构承载力M ok＝50.00kN.m 设计弯矩M＝500.00kN.m 加固后弯矩承载力M u2＝541.52kN.m 加固后梁破坏类型准适筋梁粘贴纤维截面面积A fe＝118.12mm2加固是否满足要求满足。

碳纤维加固板依据：《混凝土加固规范》已知：f c0，f y0，A s0，M ，b ，h ，’0y f ，’0s A 1.根据10.2.3条求出受压区高度x ；2.根据10.2.8条求出滞后应变0f ；3.根据10.2.3条求出强度利用系数f 、fe A ；4.根据10.2.4条计算f m A 、k 。

5.复核：04.1M M 算例：板底粘贴碳纤维加固X 向（长边），计算需要面积365mm 2b=1000mm ，h=100mm ，f c0=14.3MPa ，f y0=360N/mm 2A s0=251mm 2，M=8.6kN ·m,8.00.11 ，h 0=100-15-8-4=73mmmm 04.8)(f 2h h x 1000y 2b f h h A Mc s ）（mk 4.60 N M K 25000010010005.05.0mm bh A te 007.00052.050000251te te A A S 取70.0f00122.073251100.2104.67.0530s s 00 h A E M kf f 0033.0cu ，5f 103.2 0.10.104.4007.000122.00033.004.8/1000033.08.0)/8.0(f 0f 取）（ff cu cu x h 2fe fe mm 1616000.125136007.810003.14 A A 单层粘贴：9.00.1308000167.0103.20.116.130800t n 16.1k 5f f f m E 2层粘贴：9.091.0308000167.0103.20.216.130800t n 16.1k 5ff f mE 故可取9.0k m 2f 5.179.0/16/mm k A A m fe 张贴碳纤维1T-100@300，此时面积为22f 5.17mm 66.55167.01003001000mm A 满足。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝碳纤维楼板加固计算书＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝一;基本数据楼板宽度b＝1000mm 楼板厚度h＝180mm混凝土标号＝c35 钢筋级别＝HRB400砼抗压强度设计值f c＝16.7N/mm2钢筋强度设计值f y＝360N/mm2受拉钢筋面积A s＝100mm2 受压钢筋面积A s'＝100mm2as＝15mm as'＝15mm二;加固设计数据粘贴碳纤维类型＝高强1号碳纤维设计强度f cf＝2300N/mm2碳纤维弹性模量E cf＝230000初始弯矩M 0k＝12.11kN-m 加固弯矩M cf＝23.76kN-m考虑二次受力影响受拉钢筋配筋率ρte＝A s／A te＝0.001计算系数αf＝0.7钢筋滞后应变εi ＝αf·M 0k／(E s·A s·h0)＝0.01891三;计算过程截面有效高度h 0＝165mm计算梁截面加固前的极限弯矩χ1＝(f y·A s - f y'·A s')／(f c·b)＝0mm取χ1＝30mmM u＝f c·b·χ1·(h0 - 0.5χ1)＋f y'·A s'·h0＝84750000N-mmM cf／M u≤1.4 满足加固规范要求;由平衡方程ΣM＝0 得到χ＝h-sqrt［(h2 -2·(M cf+f y·A s·(h -h0)-f y'·A s'·h0)／(f c·b)］＝ 27.6mm取χ＝28mm混凝土极限应变εcu＝0.0033系数ξb＝0.8／［1+f y／(εcu·E s )］＝0.517混凝土板是一般构件取ξfb＝0.85ξb＝0.44χ/h 0≤ξfb满足要求计算碳纤维强度利用系数:ψcf＝( 0.8εcu·h／χ -εcu -εi )／0.01＝-0.48取ψcf＝-0.48由平衡方程Σχ＝0 得到A fe＝(f y'·A s'+ f c·b·χ-f y·A s)／(ψcf·f cf) ＝-454.24mm2碳纤维厚度t cf ＝0.167mm , 碳纤维层数n＝2碳纤维厚度折减系数K m＝1.16-n·E cf·t cf／30800 ＝0.93取K m＝0.9A cf＝A fe／K m＝-504.71mm2需要设置的碳纤维宽度B1＝A cf／(t cf·n)＝-1427mm碳纤维粘结延伸长度计算粘结强度设计值f1＝0.4·f t＝0.634N/mm2取f1＝0.62N/mm2L1＝1.45·f cf·A cf ／(f1·B1) + 200＝1548mm四;结论本混凝土楼板抗弯强度经计算应加固后使用,每米楼宽需设置碳纤维:厚度0.167mm,层数2层,合计宽度B1＝-1427mm; 碳纤维粘结延伸长度为L1＝1548mm。

板面碳纤维加固计算书该工程地上第五层至二十五层部分阳台板出现露筋显现，即保护层厚度不够，故对该部分的阳台板进行采用板面粘贴碳纤维布的方法进行加固处理。

阳台板基本资料：该板为预制叠合板，总厚度为160mm,预制板厚度60mm,现浇混凝土层厚度100mm. 本次计算只考虑现浇混凝土层影响计算参数:截面1000x100混凝土强度等级为:C30钢筋级别:三级钢混凝土保护层厚度:20mm（设计值）钢筋排数:单排板面钢筋:纵向12@150，横向8@150板底钢筋:双向8@150计算过程:原板截面极限弯矩Mu:先求原板受压区高度x'x'= fy* (As - As') / (fc * b)=30mm当x'≤2a时，x'取2a，当x'>ζbho(ζb界限受压区高度)时，x'取ζbho当x'=2a时，Mu= fy * As * (h - 2 * a)当x'>ζbho时，Mu = fc * b * x' * (h - x' / 2) + fy * As' * (h - a)当2a<x'≤ζbho时，Mu=fc * b * x' * (h - x' / 2) + fy'* As' * (h - a) - fy'* As * a综合以上三个公式选择判断后计算：Mu=10.85KN.M若M>1.4Mu时则无法加固,M<Mu则无需加固。

其余情况按加固处理如下:经过加固后的板根据规范要求重要构件不得大于0.75ζbho(ζb界限受压区高度)故做如下判断:相对受压区高度x当x≤2a时,x取2a当2a<x'≤0.75ζbho时x=(fc * b * h - Sqr((fc * b * h) * (fc * b * h) + 2 * fc * b * (fy * As' * (h - a) - fy * As * a - M ))) / (fc * b)其中M为加固后的弯矩值代入数据计算x=30.00mm.考虑二次受力情况影响,纤维复合材的滞后应变εfoεfo=αf*Mok/(Es*As*ho),其中Mok为加固前的弯矩αf值可依据表9.2.8查得采取线性插值法取准确数据求得:εfo=0.93*4.3/(2000000*335*105)=0.00057经过计算：x=2a,碳纤维布宽度=(M - fy * As * (h - 2 * a)) / (εf * ef * (h - a) * nf * tf)其中εf为拉应变设计值，ef为碳纤维布的弹性模量设计值nf为层数,tf为单层厚度 nf=1层 tf=0.167mmwf为考虑纤维复合材实际强度达不到设计值而引入的强度利用系数ff为纤维复合材的抗拉强度设计值km为纤维复合材厚度折减系数经过判断计算，碳纤维布的宽度=87.9mm粘贴长度计算：lc=ff*Af/ffy*bf+200=956.1mmAf为实际粘贴复合材的面积ffy为纤维与混凝土之间的粘结强度设计值bf为纤维复合材的总宽度计算结果如下：碳纤维布强度级别:高强度I级,面积质量300g/m2且不得采取预浸法生产的材料碳纤维布层数:1层碳纤维布厚度:0.167mm碳纤维布宽度:87.9mm粘贴延伸长度:956.1mm一米板加固碳纤维布量选用：一层×100（宽）×0.167（厚）@400。

碳纤维梁加固计算书（梁缺筋面积等效代换）一、基本资料1．设计依据:《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS 146:2003）（以下简称规程）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）（以下简称规范）《混凝土结构加固技术规范》（GB 50367-2006（以下简称加固规范）图纸所提供的相关数据2．问题类型:因荷载增加原有混凝土梁承载力不足，需进行加固处加固方式采用碳纤维布3．梁底受拉碳纤维片材参数:碳纤维布等级：Ⅰ级弹性模量E cf= 2.30×10^5MPa (见加固规范9.1.6-1)抗拉强度设计值f f= 2300.00 MPa (见加固规范表9.1.6-1)单层厚度t cfv= 0.167 mm重量：300g/m2 不考虑二次受力二、计算结果1. KL3梁荷载增加后缺筋面积为750mm²，采用等强代换原则换算碳纤维布粘贴尺寸：HRB400钢筋抗拉强度设计值：360N/mm²碳纤维布抗拉强度设计值：2300N/mm²缺筋面积*钢筋抗拉强度设计值≤碳纤维布厚度*宽度*碳纤维布抗拉强度设计值750*360≤0.167*宽度*2300宽度≥702.94KL3梁截面尺寸为400*900，结构梁宽度为400不能满足碳纤维布粘贴宽度，考虑粘贴双层碳纤维布，计算碳纤维布多层粘贴折减系数：（见加固规范9.2.4-2）折减系数=1.16-(粘贴层数*弹性模量设计值*单层厚度)/308000≤0.9=1.16-(2*230000*0.167)/308000=0.91折减系数=0.9750*360≤0.167*宽度*2300*0.9 宽度≥781.05KL3梁宽度为400mm，碳纤维布粘贴双层面积：2*400=800≥781.05，满足强度要求。