碳纤维片材梁抗弯加固计算表格
碳纤维布梁加固计算书
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。
《采用碳纤维片材受弯加固的设计计算》
采用碳纤维片材受弯加固的设计计算邵容光一、概述目前国内外采用碳纤维片材（CFRP）加固修复混凝土结构的技术发展速度很快，设计和施工水平也正在逐步提高，加固修复的工程项目也在迅速增加，已经取得了明显的社会经济效益。
目前经常采用的为连续碳纤维单向排列、未经树脂浸渍固化的片状碳纤维制品，人们习惯地称其谓“碳纤维布”，但“布”者必须有经有纬，故应称其谓“碳纤维片”更合适一些，即Carbon Fiber Sheet。
当采用碳纤维片加固修复混凝土桥梁时，应由专业设计人员进行设计，并应由具有粘贴碳纤维片材专业资质证书的施工队伍进行施工，以确保加固修复的工程质量。
在材料选用方面，应选用产品合格的碳纤维片材和与之相配套的粘结材料，并使碳纤维片材能牢固地粘贴在构件的表面，应使碳纤维片材能承受拉应力，并与砼协调变形，共同受力。
粘贴的碳纤维片材必须具有可靠的锚固，必要时也可采取附加锚固措施。
对于由冲剪和支座承载力不足而需加固时，不应采用粘贴碳纤维片材的加固方法。
二、受弯加固计算公式(1) 构件正截面承载力计算的基本假定为：①构件弯曲后，其截面仍保持为平面，加固所粘贴的碳纤维片材的拉应变cfε仍可按平截面假定计算确定，但不应超过碳纤维片材的容许拉应变[cfε]。
②截面受压区混凝土的应力图形可简化为矩形，其压力强度取混凝土的轴心抗压强度设计值fcd，截面受拉区混凝土的抗拉强度不予考虑。
③钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。
碳纤维片材的拉应力σcf 等于碳纤维片材弹性模量Ecf与其相应拉应变εcf的乘积。
④碳纤维片材的容许拉应变，取[εcf]＝K mεcf. u，且不应大于碳纤维片材极限拉应变的2/3和0.01两者中的较小值。
式中 K m --碳纤维片材厚度折减系数，按式(1)确定：4200001cf cf cf m t E n K -=(1)n cf ――碳纤维片材的层数； t cf ――每层碳纤维片的厚度； E cf ――碳纤维片材的弹性模量。
碳纤维片材加固-梁抗弯加固表格
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混凝土 考虑二次受 碳纤维类 碳纤维厚 碳纤维弹模 碳纤维极 碳纤维
抗压强度 力 1否则取0 型1、2或3 度 tcf
Ecf
限应变cfu 层数ncf
15
0
1
0.11
228000 0.0155
1
碳纤维 宽度bcf
250
第 2 页，共 7 页
碳纤维拉应 变εcf
碳纤维拉 应变ε
0.94028571 0.19849624 942400
Ecf Acf 6270000
εcu＋εi 0.0033
fcb 4500
受压翼缘 受压翼缘
宽度
高度
0
0
第 4 页，共 7 页
截面受拉边沿混 混凝土抗拉
凝土初始应变 强度标准值
#DIV/0!
2.01
混凝土 弹性模量
30000
二次受
力钢计筋算 混凝土 受拉钢筋
第 6 页，共 7 页
钢筋输入 钢筋强度
fy 310
第 7 页，共 7 页
结论区
加固后弯矩 值(Kn－M) 420.09777
初始弯矩 截面 截面
(Kn－M) 宽度 高度
0
300 600
截面 有效 高度 540
原始数
受压钢筋 受拉钢 受压钢筋 混据凝输土标入号
边沿距a' 筋面积As 面积 As' C15－C60
60
3040
0
30
说明： 1、表中计 2、碳纤
维3、材使料用 时4、请计不算 依5、据加《固 计算书
弹性模量 初始拉应变 初始拉应变
235000
0
#DIV/0!
抗弯-梁碳纤维加固计算表JGL22-4
实际碳纤维层数折减系数km
实际粘贴碳纤维截面积Afe' 强度折减系数
ψf=（0.8*0.0033*h/x'）-0.0033）/0.007 ψf取值 当ψf>1，取1.0，否则取ψf
77.20 77.2027972
（kN.m） （kN.m） （kN.m）
0.17
满足要求
1、2分别对应受压区高度大于和小于2a'的情况
原有钢筋情况下的受压区高度x0 (As0*fy0-fy0'*As0'） /(fc0*b)
原有钢筋情况下的受压区高度取值x0
1原有钢筋情况下的极限承载力Mu0 fy0*As0(h-a'-a)
2原有钢筋情况下的极限承载力Mu0 fc0bx0（h-0.5*x0）+fy0'As0'(h0-a') 原有钢筋情况下的极限荷载Mu0 取值
396.72
(mm) mm
ξ<ξb
（kN.m）
0.13
满足要求
395.53 395.53
1600.00 3.00 0.167 300.00
0.83
124.75
1.37 1.00
（kN.m） （kN.m）
Mpa
mm mm
mm*mm
当nf=1时，km=1;当nf=2时，km=0.9; 当nf=3时，km=0.83;当nf=4时，km=0.73
在不考虑二次受力的情况下，ψf≥1时取1.0
实际粘贴碳纤维后的计算受压区高度x' M-fy0'As0'(h-a')+fy0As0(h-h0)=fc0bx'（h-0.5*x'）
碳纤维加固计算表格
碳纤维布类型
63
混凝土柱受压加固计算表格
混凝土柱参数输入区
49
50
51
52
53
54
55
56
57
截面宽度 b(mm)
截面高度 h(mm)
柱计算长度 l0(mm)
截面棱角圆 化半径r(mm)
柱纵筋面积
混凝土标号 C15－C60
构件类型1/2 (重要构件1) (一般构件2)
受压钢筋级 别1/2/3
初始弯矩 M(KN.m)
表9.5.2 ψvc值
计算轴压n
轴压比
≥0.1
0.3
0.6
0.7
0.9
0.87
受力 条件
均布荷载或λc≥3 λc≤1
0.95
0.84
0.72
0.62
0.51
0.9
0.72
0.54
0.32
0.16
注：1、λc为柱的剪跨比，对框架柱，λc＝Hn/2h0，Hn为柱的净高，h0为柱的有效高度
2、中间值按线性内插法确定。
载力 (KN.m)
加固后构 件抗弯承
载力 (KN.m)
抗弯承载力 提高百分比
1
4
300
0.167
211.01
132.49
200.39
18.12
300
551.94
211.01
18.12 467.29 546.09
16.86
31
32
33
34
抗剪碳纤维类型 梁的类型（1框架 荷载形式 集中荷载至近
1/2/3/4
截面高度 h(mm)
受拉钢筋面积 Aso(mm2)
受拉钢筋级 别1/2/3
碳纤维加固计算表格
1256
受压钢筋面 积A'so(mm2)
1256
大偏心受压加固结论区
71
72
73
加固材料类型 1/2
碳纤维布层数 碳纤维布厚 碳纤维布层数nf 碳纤维布厚 碳纤维布宽 柱加固前轴心受压承载力 柱加固后轴心受压承载力 受压承载力提高系数
(布高强度I级1) (布高强度II级2) nf (4≥nf≥2) 度 tf(mm) (4≥nf≥1)
基于《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006规范的碳纤维加固计算表格
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梁抗弯抗剪加固计算表格
抗弯加固混凝土参数输入区
侧贴碳纤维片材参数输入
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
26
27 28(结论区)
弯矩设计值 (KN.m)
构件类型1/2 (重要构件1) (一般构件2)
截面宽度 b(mm)
柱抗剪加固结论区
抗震加固结论区
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
加固材料类型 1/2
碳纤维布层数 碳纤维布厚 碳纤维布宽度 碳纤维条带中 抗剪强度折
(布高强度I级1) (布高强度II级2) nf (4≥nf≥1) 度 tf(mm)
bf(mm)
心间距sf(mm) 减系数ψvc
0.85 0.58
纤维体积含量（%） 单位面积质量（g/m2）
—
—
200、 200、 250 300 250 300
梁碳纤维加固计算书
碳纤维梁加固计算书项目名称_____________构件编号_____________日期_____________设计_____________校对_____________审核_____________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）2．问题类型:根据碳纤维片材求承载力3．截面参数:截面宽度: b = 300.00 mm截面高度: h = 500.00 mm受拉钢筋面积A s = 1017.88 mm2受拉钢筋合力点至截面近边缘的距离a = 25.00 mm受拉筋: HPB235(Q235), 受拉筋抗拉强度设计值f y = 210.00 N/mm2受压钢筋面积A's = 0.00 mm2受压钢筋合力点至截面近边缘的距离a' = 20.00 mm受压筋: HPB235(Q235), 受压筋抗拉强度设计值f 'y = 210.00 N/mm2混凝土: C15轴心抗压强度设计值f c = 7.2 N/mm2轴心抗拉强度设计值f t = 0.91 N/mm2轴心抗拉强度标准值f tk = 1.27 N/mm24．梁底受拉碳纤维片材参数:弹性模量E cf= 1.40 × 105 MPa抗拉强度标准值f c f k = 2000.00 MPa粘贴层数n cf = 1单层厚度t cf = 0.111 mm梁底碳纤维片材的宽度 = 300.00 mm梁底碳纤维片材的截面面积A cf = 33.30 mm2考虑二次受力, 加固前计算截面上实际作用的初始弯矩M i= 20.00 kN·m 5．梁侧受剪碳纤维片材参数:粘贴层数n cfv = 1单层厚度t cfv = 0.111 mm弹性模量E cfv= 1.40 × 105 MPa条带宽度w cf = 100.00 mm条带净间距s cf = 100.00 mm侧面粘贴高度h cf = 100.00 mm加固方式: 封闭粘贴, 碳纤维片材受剪加固形式系数 取1.00荷载形式: 集中荷载(包括集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况),集中荷载至支座距离为600.00mm 6．箍筋参数: 箍筋直径 6mm 箍筋肢数 1箍筋间距 150.00mm箍筋: HPB235(Q235), 箍筋抗拉强度设计值 f yv = 210.00 N/mm 27．弯起筋参数: 弯起筋直径 6mm 弯起筋根数 0 弯起角度 45二、计算结果1．加固前构件在初始弯矩作用下, 截面受拉边缘混凝土的初始应变 i:考虑二次受力, i 按规程4.3.4中各式计算: h 0 = h - a = 500.00 - 25.00 = 475.00 mmsi =M iA s · h 0 = 20.00×1061017.88 × 0.87 × 475.00= 47.55 N/mm 2受拉钢筋拉应变不均匀系数:= 1.1 - 0.65f tksite= 1.1 - 0.65 × 1.2747.55 × 0.0136 = -0.179< 0.2根据《GB50010-2002》8.1.2的规定, 当 < 0.2 时, 取 = 0.2。
碳纤维梁受弯加固-0925-095231
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝碳纤维砼梁受弯加固计算书＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝一;基本数据梁截面尺寸b＝200mm h＝500mm混凝土标号＝c20 钢筋级别＝HRB335砼抗压强度设计值f c＝9.6N/mm2钢筋强度设计值f y＝300N/mm2受拉钢筋面积A s＝804mm2 受压钢筋面积A s'＝55mm2as＝35mm as'＝35mm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＝1600N/mm2碳纤维弹性模量E cf＝230000初始弯矩M 0k＝65kN-m 加固弯矩M cf＝118kN-m考虑二次受力影响受拉钢筋配筋率ρte＝A s／A te＝0.016计算系数αf＝1.051钢筋滞后应变εi ＝αf·M 0k／(E s·A s·h0)＝0.00091三;计算过程截面有效高度h 0＝465mm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)＝117.03mm取χ1＝117mmM u＝f c·b·χ1·(h0 - 0.5χ1)＋f y'·A s'·h0＝98432039.06N-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)］＝ 144.63mm取χ＝ 144mm混凝土极限应变εcu＝0.0033系数ξb＝0.8／［1+f y／(εcu·E s )］＝0.549混凝土梁是重要构件取ξfb＝0.75ξb＝0.412χ/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 )／0.007＝0.7取ψcf＝0.7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) ＝47.21mm2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 ＝0.91 取K m＝0.9A cf＝A fe／K m＝52.46mm2需要设置的碳纤维宽度B1＝A cf／(t cf·n)＝157mm碳纤维粘结延伸长度计算粘结强度设计值f1＝0.4·f t＝0.44N/mm2取f1＝0.44N/mm2L1＝1.45·f cf·A cf ／(f1·B1) + 200＝1761mm四;结论本混凝土梁抗弯强度经计算应加固后使用,碳纤维厚度0.167mm,层数2层,宽度设为B1＝157mm;碳纤维粘结延伸长度为L1＝1761mm。