維加固設(shè)計計算案例分析摘要：某車庫改造工程采用碳纖維加固技術(shù)，依據(jù)《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等規(guī)范，介紹了其應(yīng)用過程，包括確定加固形式、材料選擇，進行可靠性計算，詳細闡述施工工藝，通過實踐驗證了該技術(shù)在提升混凝土結(jié)構(gòu)安全性、延長使用壽命方面的有效性，為類似工程提供了參考，

碳纖維加固設(shè)計計算案例分析

• 四平市站前住宅樓梁加固案例
  • 工程概況：四平市站前住宅樓為底部框架剪力墻結(jié)構(gòu)，底部2層框架，上部4層住宅。原1、2層功能改變，廚房位置變動導致2層局部梁荷載增大需加固，經(jīng)方案論證采用碳纖維復(fù)合材料加固。
  • 材料特性
    • 碳纖維布：使用德國進口的碳纖維布（C200）。
    • 粘貼用樹脂：采用國產(chǎn)JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠。
  • 加固設(shè)計計算
    • 基本假定：受拉區(qū)混凝土作用忽略不計；梁受彎后，混凝土、鋼筋及碳纖維應(yīng)變符合平截面假定；碳纖維材料采用線彈性應(yīng)力 - 應(yīng)變關(guān)系。
    • 計算過程：取A軸梁跨中梁截面（b×h = 350mm×650mm，C30混凝土，原梁配有$A_{s0}=2900mm^{2}$As0?=2900mm2，$A_{s0}' = 980mm^{2}$As0′?=980mm2），原設(shè)計彎矩$M = 510kN\cdot m$M=510kN?m。按原設(shè)計計算最大彎矩設(shè)計值，然后本設(shè)計采取在梁底粘貼300mm寬碳纖維布3層（$A_{cf}$Acf?未給出具體計算值）。根據(jù)《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS146:2003）規(guī)定，計算碳纖維片材厚度折減系數(shù)$k$k、界限相對高度$ξ_$ξb?，再計算混凝土受壓區(qū)高度$x$x和受拉面上碳纖維片材的拉應(yīng)變$ε_{cf}$εcf?。最后得出加固后此梁的最大彎矩設(shè)計值$M = 524kN\cdot m$M=524kN?m，比原來提高了13%。
    • 加固措施加強：為加強梁底碳纖維布錨固和增加梁抗剪能力，在梁端每側(cè)粘貼160mm寬U型箍1道，主次梁相交處每側(cè)也粘貼1道。對于U型粘貼形式，宜在上端粘貼縱向碳纖維片材壓條。且建議受彎構(gòu)件粘貼碳纖維布層數(shù)不應(yīng)超過3層。
• 涵洞蓋板加固案例（理論分析部分）
  • 病害產(chǎn)生原因
    • 涵洞建設(shè)施工時存在質(zhì)量問題，如蓋板鋼筋保護層厚度不夠、混凝土振搗不密實，使用多年后表層混凝土風化脫落露筋；蓋板防水層開裂失效，雨水滲入與混凝土成分反應(yīng)，鹽分帶出結(jié)晶形成白色硬塊。
  • 施工方案選擇中的碳纖維加固理論依據(jù)
    • 碳纖維加固技術(shù)發(fā)展：碳纖維用于混凝土結(jié)構(gòu)加固始于美、日七八十年代，在日本阪神大地震及中國臺灣“9.11”地震后廣泛用于震后建筑重建和補強，我國雖起步晚但發(fā)展快，有南京機場路高架橋空心板、盧溝新橋補強修復(fù)等成功實例。
    • 碳纖維加固技術(shù)原理、特點及優(yōu)越性：碳纖維增強復(fù)合材料加固修補混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，是用粘結(jié)劑將碳纖維片粘貼在混凝土構(gòu)件需補強加固部位表面，使二者形成一體共同工作。碳纖維抗拉強度是普通Ⅱ級鋼筋抗拉強度10倍以上，彈模與鋼材相當；不與酸堿鹽等化學物質(zhì)反應(yīng)，加固后構(gòu)件耐腐蝕性及耐久性良好；單位體積重量僅為鋼材的1/4左右，制成板狀后厚度薄，幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和改變截面外形；可任意裁剪，能封閉混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，不改變結(jié)構(gòu)形狀及外觀；施工簡便、工序簡單，自重輕，可用小型電動工具操作，對操作空間要求寬松，適合涵洞蓋板這類施工面較小工程。

碳纖維加固成本效益分析

碳纖維加固技術(shù)最新研究

碳纖維加固與傳統(tǒng)方法對比

碳纖維加固在橋梁工程應(yīng)用