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1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范目次TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc481008340 1 總則 PAGEREF _Toc481008340 h 1 HYPERLINK l _Toc481008341 2 術(shù)語(yǔ)與符號(hào) PAGEREF _Toc481008341 h 2 HYPERLINK l _Toc481008342 2.1 術(shù)語(yǔ) PAGEREF _Toc481008342 h 2 HYPERLINK l _Toc481008343 2.2 符號(hào) PAGEREF _Toc481008343 h 4 HYPERLINK l _Toc481008344 3 材料
2、PAGEREF _Toc481008344 h 8 HYPERLINK l _Toc481008345 3.1 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc481008345 h 8 HYPERLINK l _Toc481008346 3.2 纖維布及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 PAGEREF _Toc481008346 h 8 HYPERLINK l _Toc481008347 3.3 粘貼樹脂材料 PAGEREF _Toc481008347 h 11 HYPERLINK l _Toc481008348 3.4 表面防護(hù)材料 PAGEREF _Toc481008348 h 12 HYPERLINK l _Toc
3、481008349 4 復(fù)材片材加固混凝土結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc481008349 h 13 HYPERLINK l _Toc481008350 4.1 一般規(guī)定及構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc481008350 h 13 HYPERLINK l _Toc481008351 4.2 梁、板的抗彎加固 PAGEREF _Toc481008351 h 14 HYPERLINK l _Toc481008352 4.3 梁、柱的抗剪加固 PAGEREF _Toc481008352 h 22 HYPERLINK l _Toc481008353 4.4 受壓構(gòu)件加固 PAGEREF _Toc4
4、81008353 h 26 HYPERLINK l _Toc481008354 4.5 柱的抗震加固 PAGEREF _Toc481008354 h 34 HYPERLINK l _Toc481008355 4.6 耐火設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc481008355 h 35 HYPERLINK l _Toc481008356 4.7 施工和驗(yàn)收 PAGEREF _Toc481008356 h 36 HYPERLINK l _Toc481008357 5 預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板加固 PAGEREF _Toc481008357 h 39 HYPERLINK l _Toc481008358 5.1
5、一般規(guī)定及構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc481008358 h 39 HYPERLINK l _Toc481008359 5.2 抗彎加固設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc481008359 h 39 HYPERLINK l _Toc481008360 5.3 錨具及錨固設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc481008360 h 44 HYPERLINK l _Toc481008361 5.4 施工與驗(yàn)收 PAGEREF _Toc481008361 h 45 HYPERLINK l _Toc481008362 6 復(fù)材片材加固砌體結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc481008362 h 47 HYPER
6、LINK l _Toc481008363 6.1 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc481008363 h 47 HYPERLINK l _Toc481008364 6.2 砌體墻面內(nèi)抗剪加固 PAGEREF _Toc481008364 h 47 HYPERLINK l _Toc481008365 6.3 抗震加固 PAGEREF _Toc481008365 h 49 HYPERLINK l _Toc481008366 6.4 構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc481008366 h 49 HYPERLINK l _Toc481008367 6.5 施工和驗(yàn)收 PAGEREF _Toc4810
7、08367 h 51 HYPERLINK l _Toc481008368 7 復(fù)材片材加固鋼結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc481008368 h 52 HYPERLINK l _Toc481008369 7.1 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc481008369 h 52 HYPERLINK l _Toc481008370 7.2 梁受彎加固 PAGEREF _Toc481008370 h 52 HYPERLINK l _Toc481008371 7.3 內(nèi)壓鋼管加固與修復(fù) PAGEREF _Toc481008371 h 56 HYPERLINK l _Toc481008372 7.4 疲勞
8、加固 PAGEREF _Toc481008372 h 58 HYPERLINK l _Toc481008373 7.5 施工與驗(yàn)收 PAGEREF _Toc481008373 h 59 HYPERLINK l _Toc481008374 8 復(fù)材網(wǎng)格加固混凝土結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc481008374 h 60 HYPERLINK l _Toc481008375 8.1 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc481008375 h 60 HYPERLINK l _Toc481008376 8.2 復(fù)材網(wǎng)格加固設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc481008376 h 60 HYPERLINK l
9、_Toc481008377 8.3 構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc481008377 h 63 HYPERLINK l _Toc481008378 8.4 施工和驗(yàn)收 PAGEREF _Toc481008378 h 64 HYPERLINK l _Toc481008379 9 復(fù)材筋及預(yù)應(yīng)力復(fù)材筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 PAGEREF _Toc481008379 h 65 HYPERLINK l _Toc481008380 9.1 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc481008380 h 65 HYPERLINK l _Toc481008381 9.2 復(fù)材筋混凝土受彎構(gòu)件 PAGEREF _To
10、c481008381 h 65 HYPERLINK l _Toc481008382 9.3 預(yù)應(yīng)力復(fù)材筋混凝土受彎構(gòu)件 PAGEREF _Toc481008382 h 69 HYPERLINK l _Toc481008383 9.4 復(fù)材筋混凝土受壓構(gòu)件 PAGEREF _Toc481008383 h 76 HYPERLINK l _Toc481008384 9.5 構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc481008384 h 78 HYPERLINK l _Toc481008385 10 復(fù)材混凝土組合梁和組合板 PAGEREF _Toc481008385 h 80 HYPERLINK l _T
11、oc481008386 10.1 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc481008386 h 80 HYPERLINK l _Toc481008387 10.2 受彎承載力計(jì)算 PAGEREF _Toc481008387 h 81 HYPERLINK l _Toc481008388 10.3 受剪承載力計(jì)算 PAGEREF _Toc481008388 h 84 HYPERLINK l _Toc481008389 10.4 界面連接 PAGEREF _Toc481008389 h 85 HYPERLINK l _Toc481008390 10.5 撓度計(jì)算 PAGEREF _Toc48100839
12、0 h 86 HYPERLINK l _Toc481008391 10.6 構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc481008391 h 87 HYPERLINK l _Toc481008392 11 復(fù)材管組合構(gòu)件 PAGEREF _Toc481008392 h 89 HYPERLINK l _Toc481008393 11.1 一般規(guī)定 PAGEREF _Toc481008393 h 89 HYPERLINK l _Toc481008394 11.2 復(fù)材管混凝土組合構(gòu)件 PAGEREF _Toc481008394 h 90 HYPERLINK l _Toc481008395 11.3 復(fù)材管
13、-混凝土-鋼管組合構(gòu)件 PAGEREF _Toc481008395 h 95 HYPERLINK l _Toc481008396 11.4 構(gòu)造要求 PAGEREF _Toc481008396 h 97 HYPERLINK l _Toc481008397 附錄A 復(fù)材網(wǎng)格拉伸性能試驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc481008397 h 98 HYPERLINK l _Toc481008398 附錄B 復(fù)材圓管混凝土短柱壓縮試驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc481008398 h 100 HYPERLINK l _Toc481008399 附錄C 粘結(jié)樹脂正拉粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定方法 PAGEREF
14、_Toc481008399 h 102 HYPERLINK l _Toc481008400 附錄D 纖維布層間粘結(jié)剪切強(qiáng)度試樣制備方法 PAGEREF _Toc481008400 h 106 HYPERLINK l _Toc481008401 附錄E 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)定方法 PAGEREF _Toc481008401 h 107 HYPERLINK l _Toc481008402 附錄F 嵌入式碳纖維復(fù)材板條加固方法 PAGEREF _Toc481008402 h 109 HYPERLINK l _Toc481008403 附錄G 纖維布約束混凝土標(biāo)準(zhǔn)圓柱壓縮試驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc
15、481008403 h 112 HYPERLINK l _Toc481008404 附錄H 耐火設(shè)計(jì)計(jì)算方法 PAGEREF _Toc481008404 h 113 HYPERLINK l _Toc481008405 附錄I 粘貼復(fù)材片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc481008405 h 120 HYPERLINK l _Toc481008406 附錄J 預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板-錨具組裝件試驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc481008406 h 123 HYPERLINK l _Toc481008407 附錄K 軸心受壓鋼構(gòu)件加固設(shè)計(jì)計(jì)算方法 PAGEREF _To
16、c481008407 h 125 HYPERLINK l _Toc481008408 附錄L 復(fù)材網(wǎng)格錨固長(zhǎng)度測(cè)定方法 PAGEREF _Toc481008408 h 129 HYPERLINK l _Toc481008409 附錄M 體外預(yù)應(yīng)力復(fù)材筋混凝土梁正截面受彎承載力計(jì)算 PAGEREF _Toc481008409 h 131 HYPERLINK l _Toc481008410 本規(guī)范用詞說明 PAGEREF _Toc481008410 h 134 HYPERLINK l _Toc481008411 引用標(biāo)準(zhǔn)名錄 PAGEREF _Toc481008411 h 135總則1.0.1為使
17、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱復(fù)材)在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量,制定本規(guī)范。1.0.2本規(guī)范適用于混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)采用粘貼復(fù)材片材加固的設(shè)計(jì)與施工,混凝土結(jié)構(gòu)采用復(fù)材網(wǎng)格加固的設(shè)計(jì)與施工,以及復(fù)材筋及預(yù)應(yīng)力復(fù)材筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件、復(fù)材-混凝土組合梁板和復(fù)材管混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)與施工。1.0.3復(fù)材在工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,除應(yīng)符合本規(guī)范外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。術(shù)語(yǔ)與符號(hào)術(shù)語(yǔ)2.1.1 纖維 fiber在本規(guī)范中特指土木工程中所采用的各類高性能纖維,其種類主要為碳纖維、玻璃纖維、芳綸和玄武巖纖維等。2.1.2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 fiber reinforc
18、ed polymer指采用連續(xù)纖維或纖維織物為增強(qiáng)相,聚合物樹脂為基體相,兩相材料通過復(fù)合工藝組合而成的一種聚合物基復(fù)合材料,簡(jiǎn)稱復(fù)材,F(xiàn)RP。2.1.3 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 carbon fiber reinforced polymer 碳纖維或碳纖維織物為增強(qiáng)相,聚合物樹脂為基體相,通過復(fù)合工藝組合而成,簡(jiǎn)稱碳纖維復(fù)材,CFRP。2.1.4 玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 glass fiber reinforced polymer玻璃纖維或玻璃纖維織物為增強(qiáng)相,聚合物樹脂為基體相,通過復(fù)合工藝組合而成,簡(jiǎn)稱玻璃纖維復(fù)材,GFRP。2.1.5 芳綸增強(qiáng)復(fù)合材料 aramid fiber reinfo
19、rced polymer 芳綸或芳綸織物為增強(qiáng)相,聚合物樹脂為基體相,通過復(fù)合工藝組合而成,簡(jiǎn)稱芳綸復(fù)材,AFRP。2.1.6 玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 basalt fiber reinforced polymer 玄武巖纖維或玄武巖纖維織物為增強(qiáng)相,聚合物樹脂為基體相,通過復(fù)合工藝組合而成,簡(jiǎn)稱玄武巖纖維復(fù)材,BFRP。2.1.7 纖維布 fiber sheet高性能纖維的一種制品形式,包括單向、雙向或多向等纖維織物。按所用纖維的種類分為碳纖維布、玻璃纖維布、芳綸布和玄武巖纖維布等。本規(guī)范中無特殊說明時(shí)指單向纖維布。碳纖維布、玻璃纖維布、芳綸纖維布和玄武巖纖維布分別簡(jiǎn)稱為CFS、GFS、AF
20、S和BFS。2.1.8 復(fù)材板 FRP plate連續(xù)纖維單向或多向排列,并在工廠經(jīng)樹脂浸漬固化的板狀制品。碳纖維復(fù)材板、玻璃纖維復(fù)材板和玄武巖纖維復(fù)材板分別簡(jiǎn)稱為CFP、GFP和BFP。2.1.9 復(fù)材片材FRP laminate纖維布與復(fù)材板的統(tǒng)稱。2.1.10 底層樹脂primer粘貼加固時(shí)用于基底處理的樹脂。2.1.11 找平材料putty fillers粘貼加固時(shí)用于表面找平處理的材料。2.1.12 浸漬樹脂saturating resin粘貼加固時(shí)用于粘貼并浸透纖維布的樹脂材料。2.1.13 復(fù)材板粘結(jié)劑 adhesives粘貼加固時(shí)用于粘貼復(fù)材板的樹脂材料。2.1.14 復(fù)材筋
21、FRP bar由單向連續(xù)纖維拉擠成型并經(jīng)樹脂浸漬固化的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料棒狀制品。碳纖維復(fù)材筋、玻璃纖維復(fù)材筋、芳綸復(fù)材筋和玄武巖纖維復(fù)材筋分別簡(jiǎn)稱為CFB、GFB、AFB和BFB。2.1.15 復(fù)材網(wǎng)格 FRP grid由雙向連續(xù)纖維經(jīng)樹脂浸漬固化的網(wǎng)格狀復(fù)材制品。碳纖維復(fù)材網(wǎng)格和玄武巖纖維復(fù)材網(wǎng)格分別簡(jiǎn)稱為CFG和BFG。2.1.16 復(fù)材管 FRP tube多向纖維鋪設(shè)形成的圓形或方形層合殼體。2.1.17 復(fù)合型材 FRP profile 采用拉擠或其他工藝制成的具有特定截面形狀的復(fù)材制品。2.1.18 復(fù)材構(gòu)件FRP member由復(fù)材層合板或夾心板構(gòu)成的具有特定截面形狀的型材。2.1
22、.19 復(fù)材混凝土組合梁hybrid FRP-concrete beam由復(fù)材構(gòu)件與混凝土翼板通過抗剪連接構(gòu)造組合而成能整體受力的梁式構(gòu)件。2.1.20 復(fù)材混凝土組合板 hybrid FRP-concrete plate在復(fù)材板上澆筑混凝土并通過抗剪連接組合形成的整體板式構(gòu)件。2.1.21 復(fù)材管混凝土組合構(gòu)件concrete-filled FRP tube采用復(fù)材管與內(nèi)填充混凝土組合形成的構(gòu)件。符號(hào)2.2.1材料性能粘結(jié)材料層的彈性模量;Ef 復(fù)材的彈性模量;ffd復(fù)材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;ffk復(fù)材的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;復(fù)材約束混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;fv 組合梁中復(fù)材構(gòu)件與混凝土翼板間剪力連
23、接件粘接面的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;粘結(jié)材料的極限抗拉強(qiáng)度;復(fù)材約束混凝土的極限壓應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值;復(fù)材的極限應(yīng)變;復(fù)材約束混凝土標(biāo)準(zhǔn)圓柱試件中環(huán)向纖維布的極限應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值;復(fù)材約束混凝土標(biāo)準(zhǔn)圓柱試件中環(huán)向纖維布的極限應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)值;復(fù)材管環(huán)向極限應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)值;fd復(fù)材片材的拉應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值復(fù)材圓管極限環(huán)向應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值;復(fù)材圓管極限軸向應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值;ave纖維布搭接平均剪切強(qiáng)度;2.2.2作用、作用效應(yīng)及承載力軸向力設(shè)計(jì)值;單位周長(zhǎng)的復(fù)材圓管軸向承載力設(shè)計(jì)值;單位長(zhǎng)度的復(fù)材圓管環(huán)向承載力設(shè)計(jì)值;N0采用粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材片材加固時(shí),加固結(jié)束并扣除所有預(yù)應(yīng)力損失后碳纖維復(fù)材片材的預(yù)拉力;M彎矩設(shè)計(jì)值;Mi加固前受彎構(gòu)件計(jì)算
24、截面承受的初始彎矩;Mk正常使用階段的標(biāo)準(zhǔn)荷載組合下的彎矩值;M1碳纖維復(fù)材片材施加預(yù)應(yīng)力前,計(jì)算截面所受彎矩值;V剪力設(shè)計(jì)值;Vi加固前梁受剪計(jì)算截面承擔(dān)的初始剪力;Vb梁的剪力設(shè)計(jì)值;Vb,rc未加固鋼筋混凝土梁的受剪承載力;Vb,f加固梁達(dá)到受剪承載力極限狀態(tài)時(shí)復(fù)材片材承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值;Vc 柱的剪力設(shè)計(jì)值;Vc,rc未加固鋼筋混凝土柱的受剪承載力;Vc,f加固柱達(dá)到受剪承載力極限狀態(tài)時(shí)復(fù)材片材承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值;混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值;復(fù)材管承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值;預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板的張拉控制應(yīng)力;達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)時(shí),受拉復(fù)材的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值;f,vd采用封閉包裹粘貼或有可靠錨固措施
25、的U形粘貼受剪加固時(shí)復(fù)材片材的有效拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值;加固后扣除所有預(yù)應(yīng)力損失后碳纖維復(fù)材板的應(yīng)力;l1錨具回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值;l2預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板的松弛損失;sk正常使用階段受拉鋼筋的拉應(yīng)力;加固后扣除所有預(yù)應(yīng)力損失后受拉鋼筋中的應(yīng)力;、復(fù)材約束混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變;受壓邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)復(fù)材片材的有效拉應(yīng)變;復(fù)材片材與混凝土界面產(chǎn)生剝離破壞時(shí)復(fù)材片材的有效拉應(yīng)變;i考慮二次受力影響時(shí),加固前受彎構(gòu)件在初始彎矩Mi作用下,截面受拉邊緣混凝土的初始應(yīng)變;采用預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材片材加固時(shí),扣除預(yù)應(yīng)力損失后,在受拉邊緣混凝土應(yīng)力等于零時(shí)的應(yīng)變值;封閉連續(xù)粘貼復(fù)材片材對(duì)鋼筋混凝土柱抗震加固時(shí)復(fù)材
26、片材有效應(yīng)變值;f,I發(fā)生中部剝離破壞復(fù)材片材的應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值; f,p考慮工字鋼梁的塑性發(fā)展高度限制所對(duì)應(yīng)的復(fù)材片材的應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值。組合梁中復(fù)材構(gòu)件腹板極限剪切應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值;復(fù)材構(gòu)件腹板沿梁長(zhǎng)和梁高方向的表觀平均剪應(yīng)變;2.2.3幾何參數(shù)bf復(fù)材片材的寬度;d復(fù)材圓管直徑;組合梁中混凝土翼板的有效寬度;組合梁復(fù)材構(gòu)件頂板的寬度和高度;組合梁復(fù)材構(gòu)件底板的寬度和高度;bfw組合梁復(fù)材構(gòu)件的腹板總寬度;組合梁中混凝土翼板剪力連接件與復(fù)材構(gòu)件粘接連接的底面寬度;hfe受拉復(fù)材片材或預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材片材的面積形心至受壓邊緣的有效高度;受剪加固時(shí)復(fù)材片材的粘貼高度;hc 組合梁中混凝土翼板的厚度;組合梁中復(fù)材
27、構(gòu)件的高度;r 復(fù)材圓管半徑;松弛損失率;rc纖維布轉(zhuǎn)角處粘貼時(shí)的曲率半徑;sf復(fù)材片材條帶凈間距;tf1單層纖維布的厚度;tf 復(fù)材片材的總有效厚度;復(fù)材圓管厚度;第i層板的厚度;粘結(jié)材料厚度;wf復(fù)材片材條帶寬度;復(fù)材纖維方向與梁軸線的夾角;第i層纖維方向與梁軸向的夾角;Af復(fù)材片材的截面面積;復(fù)材構(gòu)件頂板和底板的截面面積;A0、I0分別為將鋼筋、碳纖維復(fù)材片材按與混凝土彈性模量比換算成混凝土后的換算截面面積和換算截面慣性矩。加固部位復(fù)材的截面慣性矩;Ase計(jì)算復(fù)材片材加固混凝土受彎構(gòu)件撓度變形時(shí)的換算受拉鋼筋截面面積;Ll纖維布的搭接長(zhǎng)度;Ld復(fù)材片材從其充分利用截面到截?cái)辔恢玫难由扉L(zhǎng)度
28、;Lf復(fù)材片材抗彎承載力充分利用截面到不需要復(fù)材片材截面的距離;損傷長(zhǎng)度;纖維布超出損傷的延伸長(zhǎng)度;復(fù)材有效粘貼長(zhǎng)度;2.2.4計(jì)算系數(shù)及其它f碳纖維復(fù)材板的軸向溫度膨脹系數(shù);c混凝土的軸向溫度膨脹系數(shù);w碳纖維復(fù)材片材寬度影響系數(shù);受拉面粘貼的復(fù)材片材對(duì)裂縫間距的影響系數(shù);約束剛度參數(shù);復(fù)材圓管抗壓區(qū)極限承載力折減系數(shù);f 復(fù)材分項(xiàng)系數(shù);e復(fù)材環(huán)境影響系數(shù);剝離破壞的分項(xiàng)系數(shù);受壓翼緣加強(qiáng)系數(shù);受壓邊緣混凝土壓應(yīng)變綜合系數(shù);當(dāng)大于或大于復(fù)材片材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)考慮的受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力圖形的折減系數(shù);v二次受力影響系數(shù);i受拉區(qū)縱向復(fù)材筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù);ve考慮柱原有箍筋和加固復(fù)材片材
29、的總折算體積配箍率;sv,v按柱原有箍筋范圍以內(nèi)的核心截面計(jì)算的體積配箍率;Ef采用封閉包裹粘貼或有可靠錨固措施的U形粘貼的受剪加固特征值;v最小配箍特征值;受剪加固形式系數(shù);應(yīng)力截面形狀系數(shù);應(yīng)變截面形狀系數(shù);剪力連接件粘接連接影響系數(shù);纖維布層數(shù);KfU型及側(cè)面粘貼受剪加固時(shí)受剪剝離系數(shù)。T年平均最高(或最低)溫度與預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合材料板張拉錨固時(shí)的溫差。3材料3.1一般規(guī)定3.1.1本規(guī)范涉及材料包括纖維、纖維布、基體樹脂、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、粘貼樹脂和表面防護(hù)材料。3.1.2粘貼樹脂宜采用環(huán)氧樹脂。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基體樹脂可選用環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和聚氨酯樹脂等。3.
30、1.3粘貼樹脂和基體樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg不應(yīng)低于60,且應(yīng)高于結(jié)構(gòu)環(huán)境最XX均溫度10以上。在腐蝕環(huán)境下,粘貼樹脂和基體樹脂應(yīng)選用耐腐蝕性樹脂材料。3.1.4表面防護(hù)材料包括防腐材料、防火材料、防濕氣材料、防紫外線老化材料等,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)服役條件有效選擇,材料性能應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。3.2纖維布及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料3.2.1碳纖維、玻璃纖維、芳綸和玄武巖纖維應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3.2.2用于結(jié)構(gòu)加固的玻璃纖維布、玻璃纖維筋和玻璃纖維管中的玻璃纖維,應(yīng)使用高強(qiáng)型、含堿量小于0.8的無堿玻璃纖維或耐堿玻璃纖維,不得使用中堿玻璃纖維及高堿玻璃纖維。3.2.3單向纖維布應(yīng)符合國(guó)家
31、現(xiàn)行有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定:纖維布的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按纖維布的凈截面面積計(jì)算。凈截面積應(yīng)取纖維布的計(jì)算厚度乘以實(shí)測(cè)寬度。纖維布的計(jì)算厚度應(yīng)為纖維布的單位面積質(zhì)量除以纖維密度。單層碳纖維布單位面積質(zhì)量不宜小于150g/m2,不宜大于450g/m2。單層玻璃纖維布單位面積質(zhì)量不宜小于300g/m2,不宜大于900g/m2。單層芳綸布單位面積質(zhì)量不宜小于250g/m2,不宜大于650g/m2。單層玄武巖纖維布單位面積質(zhì)量不宜小于300g/m2,不宜大于900g/m2。3.2.4纖維布的主要力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)滿足表3.2.4的規(guī)定。纖維布抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有95的保證率,彈性模量和伸長(zhǎng)率應(yīng)取平均值。表3.2.4 纖
32、維布的主要力學(xué)性能指標(biāo)纖維布類型和等級(jí)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)彈性模量(GPa)延伸率(%)碳纖維布(CFS)高強(qiáng)型CFS250025002101.3CFS300030002101.4CFS350035002301.5高模型CFSM39029003900.7玻璃纖維布(GFS)GF0GFS25002500802.3芳綸布(AFS)AFS200020001102.0玄武巖纖維布(BFS)BFS20002000902.03.2.5纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括復(fù)材板、復(fù)材筋、復(fù)材網(wǎng)格、復(fù)材管、復(fù)材型材等。3.2.6復(fù)材板應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定:1 單向復(fù)材板的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按
33、板的截面面積(含樹脂)計(jì)算,截面面積(含樹脂)應(yīng)取實(shí)測(cè)厚度乘以實(shí)測(cè)寬度。2單向復(fù)材板的纖維體積含量不宜小于60%。3.2.7單向復(fù)材板的主要力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)滿足表3.2.7的規(guī)定??估瓘?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有95的保證率,彈性模量和伸長(zhǎng)率應(yīng)取平均值。表3.2.7單向復(fù)材板的主要力學(xué)性能指標(biāo)復(fù)材板類型和等級(jí)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)彈性模量(GPa)延伸率(%)碳纖維復(fù)材板(CFP)CFP200018001401.4CFP230023001501.4玻璃纖維復(fù)材板(GFP)GFP800800402.0玄武巖纖維復(fù)材板(BFP)BFP10001000502.03.2.8復(fù)材筋應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定:
34、1復(fù)材筋截面可以是圓形、橢圓形、矩形、異形。2復(fù)材筋的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按筋的截面面積(含樹脂)計(jì)算,截面面積應(yīng)按名義直徑計(jì)算。對(duì)于橢圓截面筋,名義直徑為與之截面面積相等的光圓筋直徑。3復(fù)材筋的纖維體積含量不宜小于60%。3.2.9復(fù)材筋的主要力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)滿足表3.2.9的規(guī)定??估瓘?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有95的保證率,彈性模量和伸長(zhǎng)率應(yīng)取平均值。表3.2.9復(fù)材筋的主要力學(xué)性能指標(biāo)復(fù)材筋類型和等級(jí)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)彈性模量(GPa)延伸率(%)碳纖維復(fù)材筋(CFB)d10mm18001401.513mmd10mm13001301.0d13mm11001200.9玻璃纖維復(fù)材筋(GFB)d10mm70
35、0401.822mmd10mm6001.5d22mm5001.3芳綸復(fù)材筋(AFB)1300652.0玄武巖纖維復(fù)材筋(BFB)800501.63.2.10 復(fù)材網(wǎng)格的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按網(wǎng)格的名義截面面積計(jì)算。網(wǎng)格的主要力學(xué)性能應(yīng)滿足表3.2.10的規(guī)定。復(fù)材網(wǎng)格的抗拉強(qiáng)度和彈性模量,應(yīng)按本規(guī)范附錄A的方法測(cè)定。表3.2.10復(fù)材網(wǎng)格的主要力學(xué)性能指標(biāo)復(fù)材網(wǎng)格類型抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)彈性模量(GPa)伸長(zhǎng)率(%)碳纖維復(fù)材網(wǎng)格(CFG)18001401.3玄武巖纖維復(fù)材網(wǎng)格(BFG)900451.63.2.11復(fù)材管和型材可選用單一玻璃纖維復(fù)材、碳纖維復(fù)材、芳綸復(fù)材或混雜纖維復(fù)合材料,纖維體積含
36、量不應(yīng)小于50,并應(yīng)根據(jù)復(fù)材構(gòu)件的受力狀態(tài)對(duì)纖維取向及鋪層進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。3.2.12復(fù)材管和復(fù)材型材的力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)按以下試驗(yàn)方法確定,各項(xiàng)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有95的保證率,等效彈性模量和泊松比應(yīng)取平均值:1復(fù)材管軸向和復(fù)材型材各主要受力方向的材料抗拉強(qiáng)度、等效彈性模量及泊松比,應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法GB/T1447的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;2 復(fù)材管軸向和復(fù)材型材各主要受力方向的軸向抗壓強(qiáng)度、等效彈性模量及泊松比,應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓縮性能試驗(yàn)方法GB/T1448的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;3 復(fù)材管的環(huán)向抗拉強(qiáng)度和等效彈性模量,可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)纖維纏繞增強(qiáng)塑料環(huán)形試樣力學(xué)性能試
37、驗(yàn)方法GB1458的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;需要更加準(zhǔn)確的結(jié)果時(shí),可采用水壓試驗(yàn),此時(shí)可參考現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)纖維增強(qiáng)熱固性塑料管短時(shí)水壓失效壓力試驗(yàn)方法GB/T 5351的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。4復(fù)材管的軸向抗壓強(qiáng)度和等效彈性模量,應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)纖維增強(qiáng)熱固性塑料軸向壓縮性能試驗(yàn)方法GB/T5350的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,測(cè)定時(shí)宜在復(fù)材管兩端30毫米范圍內(nèi)對(duì)內(nèi)外兩側(cè)粘貼碳纖維布進(jìn)行局部加固。5 復(fù)材圓管混凝土極限狀態(tài)時(shí)環(huán)向和軸向應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)按本規(guī)范附錄B的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。3.2.13復(fù)材抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定: (3.2.13)式中 ffd復(fù)材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;ffk復(fù)材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;f 復(fù)材分項(xiàng)系數(shù),纖維布取1.4,
38、其他復(fù)材制品取1.25;e 復(fù)材環(huán)境影響系數(shù),應(yīng)按表3.2.13取值。對(duì)臨時(shí)性混凝土結(jié)構(gòu),可取1.0。表3.2.13復(fù)材環(huán)境影響系數(shù)e環(huán)境條件復(fù)材類型室內(nèi)環(huán)境碳纖維復(fù)材(CFRP)1.0玄武巖纖維復(fù)材(BFRP)1.0芳綸復(fù)材(AFRP)1.2玻璃纖維復(fù)材(GFRP)1.25一般室外環(huán)境碳纖維復(fù)材(CFRP)1.1玄武巖纖維復(fù)材(BFRP)1.2芳綸復(fù)材(AFRP)1.3玻璃纖維復(fù)材(GFRP)1.4海洋環(huán)境侵蝕性環(huán)境碳纖維復(fù)材(CFRP)1.2玄武巖纖維復(fù)材(BFRP)1.2芳綸復(fù)材(AFRP)1.5玻璃纖維復(fù)材(GFRP)1.6(強(qiáng)堿環(huán)境中取2.0)3.3 粘貼樹脂材料3.3.1采用粘貼纖
39、維布或復(fù)材板加固修復(fù)結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)采用配套的粘結(jié)樹脂,包括底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或復(fù)材板粘接劑。3.3.2粘貼樹脂材料的主要性能指標(biāo)應(yīng)滿足表3.3.2-1表3.3.2-4的要求。表3.3.2-1 底層樹脂性能指標(biāo)項(xiàng) 目性能指標(biāo)混合后初粘度(25)2000mPa.s適用期(25)40min凝膠時(shí)間(25)12h表3.3.2-2 找平材料性能指標(biāo)項(xiàng) 目性能指標(biāo)適用期(25)40min凝膠時(shí)間(25)12h表3.3.2-3 浸漬樹脂性能指標(biāo)項(xiàng) 目性能指標(biāo)混合后初粘度(25)400020000mPa.s觸變指數(shù)TI1.7適用期(25)40min凝膠時(shí)間(25)12h拉伸強(qiáng)度30MPa拉伸彈性模量15
40、00MPa伸長(zhǎng)率1.8壓縮強(qiáng)度70MPa彎曲強(qiáng)度40MPa拉伸剪切強(qiáng)度10MPa層間剪切強(qiáng)度35MPa表3.3.2-4 復(fù)材板粘接劑性能指標(biāo)項(xiàng) 目性 能 指 標(biāo)適用期(25)40min凝膠時(shí)間(25)12h拉伸強(qiáng)度25MPa拉伸彈性模量2500MPa壓縮強(qiáng)度70MPa彎曲強(qiáng)度30MPa拉伸剪切強(qiáng)度(鋼-鋼)15MPa對(duì)接接頭拉伸強(qiáng)度(鋼-鋼)25MPa注:適用期(25)指標(biāo)是常溫型粘接樹脂的性能指標(biāo),其它性能指標(biāo)試件的固化條件除非另有規(guī)定,固化方式均為232下固化7天。3.3.3配套粘結(jié)材料的正拉粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)小于被加固混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,且不應(yīng)小于2.5MPa。配套粘結(jié)材料的正拉粘結(jié)強(qiáng)
41、度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按本規(guī)范附錄C的方法測(cè)定。層間剪切強(qiáng)度應(yīng)按本規(guī)范附錄D的方法制備試樣。3.3.4 浸漬樹脂和復(fù)材板粘接劑,經(jīng)2000h的濕熱循環(huán)加速老化后,樹脂拉伸剪切強(qiáng)度(鋼-鋼)不小于9MPa,且強(qiáng)度下降率應(yīng)小于20。3.3.5浸漬樹脂和復(fù)材板粘接劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg按本規(guī)范附錄E的方法測(cè)定。3.4表面防護(hù)材料3.4.1 采用外貼纖維布或復(fù)材板加固修復(fù)時(shí),加固修復(fù)完成后的結(jié)構(gòu)表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。3.4.2 當(dāng)復(fù)材應(yīng)用于特殊環(huán)境條件的結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況選擇表面防護(hù)材料。如結(jié)構(gòu)有防火要求,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆阑鸨Wo(hù)措施。復(fù)材片材加固混凝土結(jié)構(gòu)一般規(guī)定及構(gòu)造要求本章適用于外貼非預(yù)應(yīng)力復(fù)材片材加固混凝土
42、結(jié)構(gòu),嵌入式非預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板條法加固應(yīng)按附錄F的規(guī)定執(zhí)行。采用粘貼復(fù)材片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)之前,應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和可靠性鑒定,并應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定原結(jié)構(gòu)鋼筋和混凝土的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。粘貼復(fù)材片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)采用配套粘結(jié)材料將復(fù)材片材粘貼于構(gòu)件表面,并應(yīng)與混凝土變形協(xié)調(diào)、共同受力。粘貼復(fù)材片材進(jìn)行抗彎加固和抗剪加固時(shí),被加固混凝土構(gòu)件的實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。采用復(fù)材片材約束加固混凝土柱時(shí),實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C10。粘貼復(fù)材片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:1復(fù)材片材的纖維方向應(yīng)與加固要求所需要的受力方向
43、一致。當(dāng)纖維方向與受力方向不一致時(shí),應(yīng)根據(jù)纖維方向與受力方向之間的夾角對(duì)復(fù)材受力作用進(jìn)行折減。2應(yīng)分析加固后對(duì)結(jié)構(gòu)中的其它構(gòu)件或構(gòu)件的其他性能可能產(chǎn)生的不利影響。3加固施工時(shí)宜卸除結(jié)構(gòu)上的活荷載作用,并應(yīng)采取減小被加固構(gòu)件的初始受力對(duì)加固后二次受力的影響的措施。當(dāng)不能完全卸載進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)計(jì)算分析二次受力對(duì)加固的不利影響。4除本規(guī)范規(guī)定的混凝土構(gòu)件加固形式外,當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí),復(fù)材片材也可用于其它形式的混凝土構(gòu)件加固。粘貼復(fù)材片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算。采用復(fù)材片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),被加固結(jié)構(gòu)的原承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)低于其荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合值。當(dāng)纖
44、維布沿其纖維方向需繞構(gòu)件轉(zhuǎn)角處粘貼時(shí),轉(zhuǎn)角處構(gòu)件外表面的曲率半徑不應(yīng)小于20mm(見圖4.1.8)。rrc20mm軸向應(yīng)力fc軸向應(yīng)變fcfcc軸向應(yīng)力圖B.2.3 碳纖維片材粘結(jié)質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)示意數(shù)參250數(shù)參a壓條構(gòu)件表面軸向應(yīng)力fc軸向應(yīng)變fcfcc軸向應(yīng)力圖B.2.3 碳纖維片材粘結(jié)質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)示意數(shù)參250數(shù)參a壓條纖維布軸向應(yīng)力fc軸向應(yīng)變fcfcc軸向應(yīng)力圖B.2.3 碳纖維片材粘結(jié)質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)示意數(shù)參250數(shù)參a壓條圖4.1.8 纖維布轉(zhuǎn)角處的倒角要求復(fù)材片材的搭接應(yīng)符合下列規(guī)定:1復(fù)材片材的搭接宜避開復(fù)材片材受拉力較大部位。2 搭接長(zhǎng)度應(yīng)滿足下式要求:Llmax(150mm,f
45、fktf1/ave) (4.1.9)式中:Ll纖維布的搭接長(zhǎng)度 ffk纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;tf1單層纖維布的厚度;ave纖維布搭接平均剪切強(qiáng)度,取4MPa。3 當(dāng)采用多條或多層纖維布加固時(shí),各條或各層纖維布之間的搭接位置相互錯(cuò)開距離不應(yīng)小于250mm,且不應(yīng)小于搭接長(zhǎng)度的1.5倍(圖4.1.9)。4 當(dāng)采用復(fù)材板對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行抗彎加固時(shí),在主要加固受力區(qū)復(fù)材板不宜采用搭接。Ll數(shù)參aLl數(shù)參aLl數(shù)參a250數(shù)參a1.5250數(shù)參a1.5Ll數(shù)參a圖4.1.9 纖維布搭接長(zhǎng)度的要求采用粘貼纖維布對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行橫向封閉約束時(shí),在約束區(qū)段宜在構(gòu)件軸線方向連續(xù)粘貼。用于橫向封閉約束混凝土構(gòu)件的
46、粘貼纖維布搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合本規(guī)范式(4.1.9)的要求,且搭接豎縫位置不宜位于構(gòu)件同一側(cè)。當(dāng)采用多層橫向封閉約束粘貼時(shí),各層搭接位置應(yīng)錯(cuò)開,錯(cuò)開的距離不應(yīng)小于200mm。粘貼復(fù)材片材對(duì)混凝土板進(jìn)行抗彎加固時(shí),復(fù)材片材宜采用多條密布方案,復(fù)材片材條帶之間的凈間距不應(yīng)大于受力鋼筋的間距,且不應(yīng)大于200mm。對(duì)復(fù)材片材與混凝土之間可根據(jù)受力需要采取附加機(jī)械錨固措施。梁、板的抗彎加固本節(jié)適用于跨高比大于5的一般鋼筋混凝土梁及鋼筋混凝土板構(gòu)件。粘貼復(fù)材片材的抗彎加固修復(fù)包括下列形式:1復(fù)材片材應(yīng)粘貼于受彎構(gòu)件的受拉面及受拉區(qū)側(cè)面,用以提高構(gòu)件受彎承載力。構(gòu)件受彎承載力計(jì)算時(shí)僅計(jì)入與構(gòu)件軸線方向一致的等效
47、復(fù)材片材的截面面積。2復(fù)材片材應(yīng)粘貼于受彎構(gòu)件的受拉面或側(cè)面對(duì)裂縫進(jìn)行修復(fù),復(fù)材片材的纖維方向宜與裂縫方向垂直。粘貼復(fù)材片材抗彎加固設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:1應(yīng)進(jìn)行受彎承載力極限狀態(tài)計(jì)算,并應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算。2受彎構(gòu)件加固后,應(yīng)避免受剪破壞先于受彎破壞發(fā)生。當(dāng)有抗震設(shè)防要求時(shí),尚應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011的有關(guān)規(guī)定。3 當(dāng)未加固鋼筋混凝土梁的受壓區(qū)高度大于界限受壓區(qū)高度的0.8倍時(shí),不宜進(jìn)行抗彎加固。在受彎構(gòu)件受拉面和梁側(cè)面粘貼復(fù)材片材進(jìn)行抗彎加固時(shí),其正截面受彎承載力應(yīng)按下列基本假定進(jìn)行計(jì)算:1平截面變形后仍保持平面;2不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度;3混凝土受壓應(yīng)力與
48、應(yīng)變關(guān)系應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;4縱向鋼筋的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;5復(fù)材片材的拉應(yīng)力應(yīng)取等于復(fù)材片材的拉應(yīng)變與其彈性模量的乘積,且不應(yīng)超過本規(guī)范第3.2.13條規(guī)定的復(fù)材片材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,同時(shí)其極限拉應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值不應(yīng)大于0.01。矩形或T形截面受彎構(gòu)件,在受拉面和梁側(cè)面粘貼復(fù)材片材進(jìn)行抗彎加固時(shí),應(yīng)按下列公式計(jì)算正截面受彎承載力:1 當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度小于0.8bh0,且大于時(shí)(圖4.2.5-1): (4.2.5-1) (4.2.5-2)式中:M包含初始彎矩的總彎矩設(shè)計(jì)值;b矩形截面寬度或T形截面腹
49、板的寬度;h0截面的有效高度,即受拉鋼筋面積重心至受壓邊緣的距離;hfe受拉復(fù)材片材的面積形心至受壓邊緣的有效高度,當(dāng)在構(gòu)件受拉面粘貼復(fù)材片材時(shí),可取hfe等于截面高度h;T形截面受壓翼緣寬度;T形截面受壓翼緣高度;x混凝土受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖高度;a受壓鋼筋截面重心至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離;As、As受拉鋼筋、受壓鋼筋截面面積;Af受拉復(fù)材片材的截面面積;對(duì)于在受拉區(qū)側(cè)面粘貼加固,僅計(jì)入距受拉邊緣1/4梁高范圍內(nèi)粘貼的復(fù)材片材,且宜將側(cè)面復(fù)材片材的截面面積乘以折減系數(shù)(10.5hf/h),其中hf為側(cè)面1/4梁高范圍內(nèi)復(fù)材片材的粘貼高度;fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;fy、fy受拉鋼筋和受壓
50、鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)時(shí),受拉復(fù)材的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值;受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力圖形的折減系數(shù)。2 當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度小于,且大于2a時(shí)(圖4.2.5-2): (4.2.5-3) (4.2.5-4)3 當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度小于2a時(shí): (4.2.5-5)4 達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)時(shí),受拉復(fù)材的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式計(jì)算: (4.2.5-6)式中:ffd 復(fù)材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;受壓邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)復(fù)材片材的有效拉應(yīng)變,按本節(jié)第4.2.6條計(jì)算;復(fù)材片材與混凝土界面產(chǎn)生剝離破壞時(shí)復(fù)材片材的有效拉應(yīng)變,按本節(jié)第4.2.7條計(jì)算,且不宜小于0.5;Ef 復(fù)材片材的彈性模量。5當(dāng)
51、或Efffd時(shí),受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力圖形的折減系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:時(shí), (4.2.5-7a)Ef ffd時(shí), (4.2.5-7b)xxnsfd+icxMfyAsfdAffyAsfcbx圖4.2.5-2 2axhf時(shí)正截面受彎承載力計(jì)算截面變形和應(yīng)力bAsAsAfhh0axxnsfd+icxMfyAsfdAffyAsfcbx圖4.2.5-2 2ax0.7ftbh0時(shí),復(fù)材片材的受剪承載力設(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì)算二次受力影響的折減系數(shù): (4.3.6)式中: Vi加固前梁受剪計(jì)算截面承擔(dān)的初始剪力;2 對(duì)于U型和側(cè)面粘貼加固情況,可忽略二次受力的影響。3 當(dāng)初始剪力設(shè)計(jì)值Vi大于未加固截面受剪承載力設(shè)
52、計(jì)值的50%以上,且無法卸載時(shí),不宜進(jìn)行抗剪加固。當(dāng)有工程經(jīng)驗(yàn)或可靠依據(jù)進(jìn)行加固時(shí)應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。封閉粘貼復(fù)材片材對(duì)混凝土柱進(jìn)行抗剪加固時(shí),纖維方向應(yīng)與柱軸線垂直,應(yīng)按下列公式進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算: (4.3.7-1) (4.3.7-2)式中:Vc 柱的剪力設(shè)計(jì)值;Vc,rc未加固鋼筋混凝土柱的受剪承載力設(shè)計(jì)值,按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010的規(guī)定計(jì)算;Vc,f加固柱達(dá)到受剪承載力極限狀態(tài)時(shí)復(fù)材片材承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值;scf復(fù)材片材條帶凈間距(連續(xù)粘貼時(shí)scf=0);wcf復(fù)材片材條帶寬度;tcf單側(cè)復(fù)材片材的厚度(mm);f,vd封閉粘貼復(fù)材片材的有效拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值,按式(4
53、.3.5-2)確定;Ks形狀系數(shù),對(duì)于矩形截面Ks = 2;對(duì)于圓形截面Ks=1.57;n柱的軸壓比,取為N/fcA,N為柱軸向壓力設(shè)計(jì)值,A為柱截面面積。受壓構(gòu)件加固本節(jié)適用于采用連續(xù)封閉方式沿構(gòu)件環(huán)向粘貼纖維布約束混凝土加固圓形截面和矩形(包括正方形)截面受壓構(gòu)件(圖4.4.1)。纖維方向應(yīng)與構(gòu)件軸線垂直。矩形截面受壓構(gòu)件的角部應(yīng)進(jìn)行倒角處理,倒角半徑不應(yīng)小于20mm,截面長(zhǎng)寬比不應(yīng)大于1.5,截面長(zhǎng)度不宜大于600mm,當(dāng)大于600mm時(shí),尚應(yīng)對(duì)矩形截面進(jìn)行圓弧化或改變形狀的處理(圖4.4.1),正方形和矩形截面改變形狀后分別成為圓形和橢圓形截面(改形處理矩形截面)(圖4.4.1c和g)
54、。圓弧化處理矩形截面受壓構(gòu)件應(yīng)保證其圓弧線的矢高不小于邊長(zhǎng)的1/15(圖4.4.1d和h)。(a)(a)原有混凝土柱(b)倒角處理(c) 正方形變圓形(d)圓弧化處理矢高 b/15矢高 h/15矢高 b/15倒角半徑 20 mm倒角半徑 20 mm(e) 原有混凝土柱(f) 倒角處理(g)矩形變橢圓形(h) 圓弧化處理正方形截面矩形截面圖4.4.1 方形及矩形截面的倒角處理、改變形狀及圓弧化處理混凝土的約束狀態(tài)及構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)符合下列規(guī)定:1 混凝土的約束狀態(tài)由約束剛度參數(shù)確定。約束剛度參數(shù)應(yīng)按下式確定: (4.4.2-1)式中:約束剛度參數(shù);纖維布的彈性模量;纖維布的厚度;混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
55、;幾何參數(shù),按表4.4.2取值。2 當(dāng)jjb時(shí),為強(qiáng)約束;當(dāng)jjb時(shí),為弱約束。用于區(qū)分混凝土約束狀態(tài)強(qiáng)弱的約束剛度參數(shù)界限值應(yīng)按表4.4.2取值。表 4.4.2 R及的取值圓形截面橢圓截面(改形處理矩形截面)矩形截面及圓弧化處理矩形截面6.5注:1 為圓形截面半徑;2 分別為橢圓截面的長(zhǎng)軸與短軸長(zhǎng)度;3 為矩形截面的長(zhǎng)度和寬度或圓弧化處理矩形截面的原始長(zhǎng)度和寬度;4 為應(yīng)力截面形狀系數(shù),按本規(guī)范第4.4.5條的規(guī)定確定。3 構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)符合下列限制: (4.4.2-2)式中: 柱計(jì)算長(zhǎng)度,按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010的有關(guān)規(guī)定取值;截面尺寸:對(duì)圓形截面取直徑;對(duì)矩形截面、
56、圓弧化處理矩形截面及改形處理矩形截面,取其偏心方向的截面尺寸;由復(fù)材約束混凝土標(biāo)準(zhǔn)圓柱試件確定的纖維布環(huán)向極限應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)值,復(fù)材約束混凝土標(biāo)準(zhǔn)圓柱的試驗(yàn)方法見本規(guī)范附錄G;無試驗(yàn)條件時(shí),對(duì)碳纖維復(fù)材,取0.5ffk/Ef;對(duì)玻璃纖維復(fù)材,取0.7ffk/Ef;ffk纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;Ef 纖維布的彈性模量。采用復(fù)材約束加固的鋼筋混凝土受壓構(gòu)件,其正截面受壓承載力應(yīng)按下列基本假定計(jì)算:1截面應(yīng)變分布應(yīng)符合平截面假定;2 不計(jì)入混凝土的抗拉強(qiáng)度;3復(fù)材約束混凝土的受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)按本規(guī)范第4.4.4條的規(guī)定確定;4 縱向鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010的有關(guān)
57、規(guī)定確定。復(fù)材約束混凝土的受壓應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系(圖4.4.4)應(yīng)按下列公式確定:時(shí): (4.4.4-1a)時(shí): (4.4.4-1b) (4.4.4-2) (4.4.4-3)式中:、復(fù)材約束混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變;復(fù)材約束混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的第一段初始斜率,取無約束混凝土彈性模量;復(fù)材約束混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的第二段斜率;混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;復(fù)材約束混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第4.4.5條的規(guī)定確定,且應(yīng)滿足;復(fù)材約束混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線第一段至第二段轉(zhuǎn)折點(diǎn)的應(yīng)變;復(fù)材約束混凝土的極限壓應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值,按本規(guī)范第4.4.6條的規(guī)定確定。cccccc無約束混凝土復(fù)材約束混凝土cc,u0.0033o
58、tfcfccE21E1圖4.4.4 復(fù)材約束混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線復(fù)材約束混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算: (4.4.5-1) (4.4.5-2)1 對(duì)于圓形截面: (4.4.5-3a)2 對(duì)于矩形截面: (4.4.5-3b)3 對(duì)于橢圓形截面: (4.4.5-3c)4 對(duì)于圓弧化處理矩形截面: (4.4.5-3d)式中:用于約束混凝土的復(fù)材環(huán)向極限應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值;矩形截面和圓弧化處理矩形截面的倒角半徑;圓弧化處理矩形截面的矢高與邊長(zhǎng)的比值。復(fù)材約束混凝土的極限壓應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算: (4.4.6-1)1 對(duì)于圓形截面: (4.4.6-2a)2 對(duì)于矩形截面: (4.4.6-2b)
59、3 對(duì)于橢圓形截面: (4.4.6-2c)4 對(duì)于圓弧化處理矩形截面: (4.4.6-2d)式中:應(yīng)變截面形狀系數(shù);計(jì)算圓弧化處理及改形處理矩形截面受壓構(gòu)件承載力時(shí),可將處理后截面等效為矩形截面,等效矩形截面的長(zhǎng)度和寬度應(yīng)按照等效前后兩者的截面面積及長(zhǎng)寬比相等的原則確定。計(jì)算復(fù)材約束加固受壓構(gòu)件的正截面受壓承載力時(shí),應(yīng)計(jì)入附加偏心距。對(duì)于偏心受壓構(gòu)件,其值應(yīng)取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大值;對(duì)于軸心受壓構(gòu)件,其值應(yīng)取20mm和計(jì)入附加偏心距方向截面最大尺寸的1/30兩者中的較大值。正截面受壓承載力應(yīng)按本規(guī)范第4.4.94.4.15條的規(guī)定進(jìn)行。復(fù)材約束加固鋼筋混凝土偏心
60、受壓構(gòu)件正截面受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形可簡(jiǎn)化為等效的矩形應(yīng)力圖。矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)高度可取實(shí)際受壓區(qū)高度乘以系數(shù);矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值取為乘以系數(shù)。,。復(fù)材約束加固鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的相對(duì)界限受壓區(qū)高度,應(yīng)按下式計(jì)算: (4.4.10)式中:相對(duì)界限受壓區(qū)高度, ;界限受壓區(qū)高度;截面有效高度,等于截面壓應(yīng)力較大一側(cè)邊緣至截面另一側(cè)縱向鋼筋合力點(diǎn)的距離;縱向鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;鋼筋彈性模量。復(fù)材約束加固圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件,當(dāng)其縱向鋼筋沿周邊均勻配置、且縱筋數(shù)量不少于6根時(shí)(圖4.4.11),其正截面受壓承載力宜按下列規(guī)定計(jì)算:圖4.4.11 沿周邊均勻配筋的圓形截面 (4.4.11-
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