【正文】 +Vccf （ – 1） Vccf＝ φ cfcfc fvcfcfcfcfcf hEws twn ?)(2 ? （ – 2） cfv? ＝ 32 （ – + b） cfu? （ – 3） 式中， Vc—— 柱的剪力設(shè)計值； Vcrc—— 未加固鋼筋混凝土柱的受剪承載力，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 50010 的規(guī)定計算； Vccf —— 碳纖維片材承擔(dān)的剪力； n—— 柱的軸壓比，取 N/fc A， N 為柱軸向壓力設(shè)計值， A為柱截面面積； λ c—— 柱的剪跨比，對于框架柱取 Hn/2h0，當(dāng) λ c大于 時，取 λ c＝ ，當(dāng) λ c小于 時，取 λ c＝ ， Hn為框架柱凈高度， h0為框架柱的截面有效高度。 當(dāng)采用碳纖維片材對框架梁負(fù)彎矩區(qū)進行受彎加固時，應(yīng)采取可靠錨固措施與支座連接。 2 對于板，在碳纖維片材延伸長度范圍內(nèi)應(yīng)通長設(shè)置垂直于受力碳纖維方向的壓條（圖 ）。 計算正截面受彎承載力時，尚應(yīng)符合下列要求： 1 受壓區(qū)高度 x 不宜大于 bh0，其中界限相對受壓區(qū)高度 ξ b應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 50010 的規(guī)定計算； 2 加固后受彎承載力的提高幅度不應(yīng)超過 40%； 3 加固后在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下受拉鋼筋的拉應(yīng)力不應(yīng)超過鋼筋抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。 bhEMci? （ – 2） si? ＝?? 在矩形截面受彎構(gòu)件的受拉面上粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，其正截面受彎承載力應(yīng)按下列公式計算： 加固設(shè)計時，應(yīng)采取措施使原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件不致因碳纖維片材加固部位意外失效而導(dǎo)致坍塌。 鋼筋和混凝土材料宜根據(jù)檢測得到的實際強度，按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其相應(yīng)的材料強度設(shè)計指標(biāo)。 當(dāng)被加固的結(jié)構(gòu)處于特殊環(huán)境時，應(yīng)根據(jù)具體情況選用有效的防護材料。 表 – 2 修補膠的安全性能指標(biāo) 性 能 項 目 性 能 要 求 試驗方法標(biāo)準(zhǔn) 膠體抗拉強度（ MPa） ≥ 30 GB/T 2568 膠體抗彎強度（ MPa） ≥ 40,且不得呈脆性 (碎裂狀 )破壞 GB/T 2570 與混凝土的正拉粘結(jié)強度 (MPa) ≥ ,且為混凝土內(nèi)聚破壞 本規(guī)范附錄 A 注：本表中的性能指標(biāo)均為平均值。 注： L 形板的安全性及適配性檢驗合格指標(biāo)按高強度 Ⅱ 級條形預(yù)成型板（條形板）采用。 混凝土、鋼筋和其它材料的有關(guān)設(shè)計指標(biāo)應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用。 幾何參數(shù) Acf —— 受拉面上粘貼的碳纖維片材的截面面積； bcf —— 受拉面上粘貼的碳纖維片材的寬度； hcf —— U形箍粘貼的高度； hcfo —— 側(cè)面粘貼碳纖維片材的截面面積形心至受壓區(qū)外邊緣的距離； ld —— 碳纖維片材從強度充分利用截面向外延伸所需的粘結(jié)長度； scf —— 環(huán)形箍或 U形箍的凈間距； tcf —— 單層碳纖維片材的厚度； wcf —— 環(huán)形箍或 U形箍的寬度。 碳纖維板 carbon fiber plate 連續(xù)碳纖維單向或多向排列，并經(jīng)膠粘劑浸漬固化的板狀制品。 采用粘貼碳纖維片材加固的混凝土結(jié)構(gòu)，長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃。 《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 CECS146： 2020(2020 版 ).doc 1 總 則 為使碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的工程，做到技術(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量，制訂本規(guī)程。 2 3 3 材 料 一般要求 采用粘貼碳纖維片材對混凝土結(jié)構(gòu)加固時，應(yīng)使用聚丙烯腈基（ PAN 基）12k或 12k以下的小絲束碳纖維片材、配套的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑和表面防護材料。 碳纖維片材的安全性能指標(biāo)應(yīng)符合表 的要求。 底膠、修補膠和結(jié)構(gòu)膠粘劑的安全性能應(yīng)分別符合表 – 表 – 2和 – 3 的要求。 表面防護材料 對已加固完畢的結(jié)構(gòu)表面應(yīng)進行防護處理。 2 采用環(huán)形箍或 U形箍對梁、柱構(gòu)件進行受剪加固，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直。 采用粘貼碳纖維片材進行結(jié)構(gòu)加固時，宜卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。當(dāng)采用多條或多層碳纖維布加固時，各條或各層碳纖維布的搭接位置應(yīng)相互錯開。 12在集中荷載作用點兩側(cè)應(yīng)設(shè)置構(gòu)造的碳纖維片材 U形箍（對梁）或橫向壓條（對板）。 U形箍宜在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置，且在延伸長度端部必須設(shè)置一道。 圖 受彎固時碳纖維片材端部附加錨固措施 15在 U 形箍的上端，尚應(yīng)粘貼縱向碳纖維片材壓條（圖 ）。碳 纖維片材條帶的搭接長度不應(yīng)小于 150mm，各條帶搭接位置應(yīng)相互錯開。 在進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維片材前，應(yīng)按加固設(shè)計部位放線定位。 19 應(yīng)采用滾筒刷將底膠均勻涂抹于混凝土表面。 4 多層粘貼時應(yīng)重復(fù)上述步驟，并應(yīng)在纖維表面的結(jié)構(gòu)膠粘劑指觸干燥時立即進行下一層粘貼； 5 應(yīng)在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹結(jié)構(gòu)膠粘劑。 施工過程中應(yīng)避免碳纖維片材彎折。同時應(yīng)對產(chǎn)品的安全性能進行見證抽樣復(fù)驗。當(dāng)空鼓面積大于 1000mm2時，宜將空鼓部位的碳纖維片材切除，重新搭接并粘貼等量的碳纖維片材，搭接長度不應(yīng)小于 100mm。 試驗機具。在混凝土試塊的中央位置按照正常的施工工序粘貼尺寸為 40mm 40mm 的碳纖維片材，然后將鋼標(biāo)準(zhǔn)塊與混凝土試塊粘結(jié)（圖 ）。 24 2）粘附破壞：應(yīng)分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復(fù)合材或鋼標(biāo)準(zhǔn)塊之間的粘附破壞。 試驗結(jié)果表示： 試驗結(jié)果用正拉粘結(jié)強度的試驗結(jié)果和破壞形式共同表示。 試驗設(shè)備和試樣 粘結(jié)強度檢測儀 對粘結(jié)強度檢測儀的要求，應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《數(shù)顯式粘結(jié)強度檢測儀》 JG 3056 的規(guī)定。若因故需推遲布點日期，不得超過 3d。預(yù)切縫形狀為直徑 50mm 的圓形或邊長 40mm 40mm的正方形。 P—— 試樣破壞時的荷載值， N； A—— 鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的粘結(jié)面面積， mm2。 試驗結(jié)果應(yīng)包括破壞形式、 3 個試樣的正拉粘結(jié)強度值和該組正拉粘結(jié)強度的試驗平均值。 30 31制訂本規(guī)程，是為了在確保碳纖維片材加固工程質(zhì)量的前提下，使其在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域中的應(yīng)用規(guī)范化，進一步推廣應(yīng)用該項技術(shù)，從而獲得更 好的經(jīng)濟效益和社會效益。 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)前，應(yīng)進行結(jié)構(gòu)檢測鑒定，并應(yīng)以我國已發(fā)布的《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》 GBJ 144 和《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》 GB 50292為依據(jù)，評定原結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的可靠性程度，為碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工提供基本依據(jù)。 本條為加固用材料的一般要求。對碳纖維板產(chǎn)品應(yīng)說明纖維的體積含量。當(dāng)使用其它類型（如高模量型）的碳纖維片材時，應(yīng)有可靠依據(jù)。同時由于它與底膠及結(jié)構(gòu)膠粘劑具有可靠的粘結(jié)強度，故形成了良好的粘結(jié)體系。因此，必須對其進行耐濕熱老化性能檢 必須保證防護材料與膠粘劑粘結(jié)可靠，變形協(xié)調(diào)。本規(guī)程的設(shè)計計算方法均基于這一前提建立。 試驗研究表明，碳纖維片材加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有多種破壞形態(tài)，除了與普通混凝土構(gòu)件相同的以外，還有一些特殊的破壞形態(tài)，如碳纖維片材 的剝離破 生產(chǎn)廠家提供的此項性能指標(biāo)必須經(jīng)進場見證抽樣檢驗合格后，其產(chǎn)品方可在工程中使用。 碳纖維片材很容易受人為破壞和火災(zāi)燒毀，并因此而導(dǎo)致建筑物意外坍塌。 試驗研究表明，當(dāng)單位面積碳纖維質(zhì)量不超過 300g/m2，碳纖維布沿受力方向的搭接長度不小于 100mm 時，破壞不會發(fā)生在搭接部位。 采用粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，構(gòu)件的破壞形態(tài)主要有以下幾種： 1 受拉 鋼筋先達(dá)到屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓壞，此時碳纖維片材未達(dá)到其允許拉應(yīng)變 [ cf? ]； 2 受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后碳纖維片材超過其允許拉應(yīng)變 [ cf? ]并達(dá)到極限拉應(yīng)變而拉斷，此時受壓區(qū)混凝土尚未壓壞； 3 因加固量過大，在受拉鋼筋達(dá)到屈服前受壓區(qū)混凝土先壓壞； 4 在達(dá)到正截面極限承載能力前，碳纖維片材與混凝土發(fā)生剝離破壞。設(shè)計時，應(yīng)通過構(gòu)造或錨固措施予以防止。 另外，由于被加固結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級一般較低，故本規(guī)程受彎承載力計算公式中采用的等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)，未考慮高強混凝土的影響。碳纖維片材距受拉區(qū)邊緣越遠(yuǎn)，應(yīng)變越小，越不能充分發(fā)揮作用，因此限制了碳纖維片材在梁側(cè)面受拉區(qū)的粘貼高度，并引入折減系數(shù)來考慮應(yīng)變不均勻分布的影響。 本條的構(gòu)造規(guī)定系根據(jù)試驗研究結(jié)果和工程經(jīng)驗制定的，具有安全而實用價值，應(yīng)得到很好執(zhí)行。 42采用碳纖維片材纏繞加固混凝土柱可以約束混凝土的變形，從而提高混凝土的抗壓強度，降低軸壓比，但這方面的研究目前還不充分，僅當(dāng)有可靠依據(jù)時，方可考慮其作用。 本條規(guī)定了配制底膠、修補膠及結(jié)構(gòu)膠粘劑時均應(yīng)滿足的一般要求。 44 本條規(guī)定的檢查方法，是經(jīng)實 踐檢驗過的有效而簡便的方法，適用于任何條件下碳纖維片材與混凝土粘貼質(zhì)量的檢查。用專用滾筒滾壓碳纖維布時，可以向一個方向，也可以從中間向兩個方向滾動，但不允許來回反復(fù)滾動，以免損傷碳纖維，影響粘結(jié)質(zhì)量。 表面處理 對較大的孔洞、凹陷等應(yīng) 采用高粘結(jié)性能的修復(fù)材料修補平整。此時，搭接長度比受彎加固、受剪加固的搭接長度應(yīng)大一些，才能保證加固效果。 本章的受剪計算公式均是按碳纖維片材纖維方向與構(gòu)件軸向垂直的情況給出的。 由于碳纖維片材在柱端錨固困難，通常不采用碳纖維片材對柱端進行正截面承載力加固。 碳纖維片材與混凝土之間粘結(jié)強度的取值，是根據(jù)國內(nèi)試驗研究結(jié)果和工程經(jīng)驗，并參照國外有關(guān)設(shè)計指南給出的。 根據(jù)計算分析和試驗結(jié)果，當(dāng)初始彎矩 Mi小于未加固截面受彎承載力的 20%時，二次受力對受彎極限承載力的影響很小，可以不考慮。 本條第 1 款為第 1 種破壞形態(tài)的受彎承載能力計算公式。第 3 種破壞形態(tài)，屬脆性破壞，應(yīng)通過控制加固量上限來避免發(fā)生。 附加錨固措施是指：將鋼板或角鋼等先粘貼在碳纖維片材外表面，再用錨栓錨固于混凝土中，錨栓的數(shù)量及布置方式應(yīng)根據(jù)錨固區(qū)受力大小確定。因而本規(guī)程也作出了原則性規(guī)定，以引起設(shè) 計人員的重視。加固后結(jié)構(gòu)體系可能有所改變，因此加固設(shè)計中應(yīng)進行驗算，以保證不發(fā)生危險的脆性破壞。 壞等。受 彎加固是指為提高受彎構(gòu)件正截面承載力而進行的加固；受剪加固是指提高受彎構(gòu)件斜截面承載力而進行的加固；抗震加固是指為提高構(gòu)件的抗震性能而進行的加固。 當(dāng)被加固結(jié)構(gòu)本身需要按使用環(huán)境條件采取規(guī)定的防護措施時，結(jié)構(gòu)加固后同樣應(yīng)按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。 驗。結(jié)構(gòu)膠粘劑是粘貼碳纖維布和碳纖維板等的主要粘結(jié)材料，其作用是使碳纖維絲之間、層之間以及其與混凝土之間充分粘結(jié)，以共同承受結(jié)構(gòu)的作用。 試驗研究和工程經(jīng)驗證明，單層碳纖維布的單位面積 碳纖維質(zhì)量越大，施工時浸漬膠粘劑越不容易完全浸透，施工質(zhì)量越難以保證，故作出了嚴(yán)格的限制性規(guī)定。 表 1 常用碳纖維布的單位面積質(zhì)量、截面面積和計算厚度 纖維單位面積質(zhì)量 (g/m2) 密度 (g/m2) 單位寬度的截面面積 (mm2/m) 計算厚度 (mm) 200 103 111 250 139 300 167 碳纖維材料具有強度高、彈性模量高、重量輕且耐腐蝕性好等特點。使用不符合本條規(guī)定的產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)加固，會導(dǎo)致加固失效甚至造成嚴(yán)重事故。否則，容易導(dǎo)致加固設(shè)計和施工的失誤，造成事故和經(jīng)濟損失，影響該項新技術(shù)的正常應(yīng)用?；炷两Y(jié)構(gòu)因設(shè)計失誤、施工錯誤、荷載增加、使用功能改變等使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力不足，均可采用碳纖維片材進行加固處理。 32 2 表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的： 正面詞采用“應(yīng) ”； 反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。 2）粘附破壞：應(yīng)分為膠層與基材之間的粘附破壞及膠層與纖維復(fù)合材或鋼標(biāo)準(zhǔn)塊之間的粘附破壞。取樣粘結(jié)劑的正拉粘結(jié)強度應(yīng)大于粘貼碳纖維片材的結(jié)構(gòu)膠粘劑正拉粘結(jié)強度。鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的間距不應(yīng)小于 500mm，且有一塊應(yīng)粘貼在加固構(gòu)件的端部。若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)隨時維修，并重新檢定。若試驗結(jié)果全數(shù)達(dá)到上述要求，則仍可評該組為試驗合格組。 2 破壞形式正常性判別，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1） 當(dāng)破壞形式為基材混凝土內(nèi)聚破壞，或雖出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，但基材混凝土內(nèi)聚破壞形式的破壞面積占粘合面面積 85%以上，均可判為正常破壞。 2℃ ，相對濕度 60%～ 70%。 試樣數(shù)量。 混凝土試塊。 注：見證抽檢的項目可由設(shè)計和監(jiān)理單位選定。 膠粘劑的配制和使用場所應(yīng)保持通風(fēng)良好。當(dāng)需粘貼兩層時，底層碳纖維板的兩面均應(yīng)擦