本文圍繞碳纖維加固設(shè)計優(yōu)化展開案例分析，介紹了某具體工程中碳纖維加固的應用背景，闡述初始設(shè)計方案及實施過程中面臨的問題，如材料用量不合理、施工難度大等，通過深入分析，從碳纖維的布置方式、層數(shù)選擇、錨固措施等多方面進行優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化后的設(shè)計在保證加固效果的前提下，降低了材料成本，提高了施工效率，減少了對原結(jié)構(gòu)的影響。

碳纖維加固設(shè)計優(yōu)化案例分析

案例背景

在某工程案例中，由于建筑功能發(fā)生變化，樓板活荷載增大，通過計算復核，既有樓板配筋中，部分樓板上鐵鋼筋配筋不足，需要進行加固，加固方采用粘貼碳纖維法進行加固。

設(shè)計優(yōu)化過程

1. 粘貼碳纖維加固法適用范圍

粘貼碳纖維加固法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固。采用該方法時要求被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強度不得低于1.5MPa。

2. 參考的規(guī)范和圖集

加固設(shè)計參考了《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》(GB50367-2013)，對碳纖維材料本身的性能要求詳見《混凝土結(jié)構(gòu)加固規(guī)范》GB5067第4.3的內(nèi)容；對貼用結(jié)構(gòu)膠的要求詳見國家標準《(工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728第4.2.2條的要求。

3. 設(shè)計規(guī)定

設(shè)計規(guī)定包括：

• 本方法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固。
• 被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15。
• 外貼纖維復合材加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，應將纖維受力方式設(shè)計成承受拉應力作用。
• 粘貼在混凝土構(gòu)件表面上的纖維復合材，不得直接暴露于陽光或有害介質(zhì)中。

4. 計算公式講解

正截面受彎加固計算時，矩形截面受彎構(gòu)件的受拉邊混凝土表面上粘貼纖維復合材進行加固時，其正截面承載力應按特定公式確定。

5. 鑒定報告分析使用

鑒定報告分析使用包括對加固改造學社會員提供的教材中查看相關(guān)內(nèi)容。

6. 構(gòu)造要求

構(gòu)造要求包括對加固部位的具體構(gòu)造處理，以確保加固效果。

7. 本案例加固改造要求

本案例加固改造要求包括：

• 經(jīng)承載力復核，1軸6軸X方向支座上鐵需要加固，支座最大彎矩為19.2KN*m/m。
• 經(jīng)承載力復核，B軸Y方向支座上鐵需要加固，支座最大負彎為13.0KN*m/m。

施工過程

1. 表面處理和粘貼碳纖維布前的準備

在表面處理和粘貼碳纖維布前，應按碳纖維布加固設(shè)計部位放線定位。按設(shè)計要求的尺寸裁剪碳纖維布，裁剪后的織物寬度不宜小于150mm且不應小于100mm。將碳纖維布表面擦拭干凈至無粉塵。如需粘貼兩層時，對底層碳纖維布兩面均應擦拭干凈。

2. 粘貼碳纖維布的過程

擦拭干凈的碳纖維布應立即涂刷粘結(jié)樹脂，膠層應呈凸起狀，平均厚度不小于2mm。將涂有粘結(jié)樹脂的碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡膠滾筒順纖維布方向均勻平穩(wěn)壓實，使樹脂從兩邊溢出，保證密實無空洞。當平行粘貼碳纖維布時，兩片之間孔隙應適當處理。

結(jié)果與討論

通過上述設(shè)計優(yōu)化和施工過程，最終實現(xiàn)了對既有樓板的有效加固，提高了其承載能力和穩(wěn)定性。碳纖維加固技術(shù)以其高強度、輕質(zhì)、施工便捷等特點，在建筑加固領(lǐng)域得到了廣泛應用。通過合理的加固設(shè)計和精細的施工過程，可以充分發(fā)揮碳纖維材料的性能，達到預期的加固效果。

結(jié)論

本案例展示了碳纖維加固設(shè)計優(yōu)化的實際應用，通過詳細的設(shè)計計算和嚴格的施工過程，成功解決了建筑結(jié)構(gòu)存在的問題，提高了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。這為類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗和參考。

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