碳纤维加固计算
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。
多层碳纤维结构加固工程量计算方法
多层碳纤维结构加固工程量计算方法嘿，咱今儿就来聊聊多层碳纤维结构加固工程量计算方法这档子事儿！你说这多层碳纤维结构加固，那可不是闹着玩的。
就好像给房子穿上一层坚固的铠甲，让它能抵御各种风雨。
那要怎么算这个工程量呢？别急，听我慢慢道来。
首先啊，咱得搞清楚这加固的面积有多大。
这就好比你要知道给一件衣服裁多大的布料一样，得量得准准的。
要是量多了，那不就浪费材料嘛；量少了，那可就起不到加固的效果啦。
然后呢，看看这碳纤维布有多少层。
每层都有它的作用，就像搭积木一样，一层一层地累加起来。
这可不是随便叠叠就行的，得按照规定的要求来，不能马虎。
再说说这碳纤维布的宽度和长度。
这就好比你买布做衣服，得知道布的宽窄和长短吧。
你总不能拿着一块不够长不够宽的布去做一件合身的衣服呀。
计算的时候，咱还得考虑一些其他因素呢。
比如说，有没有特殊的形状呀，是不是有拐角呀，这些都得算进去。
这就好像走迷宫，你得把每一条路都考虑到，不能有遗漏。
你想想看，要是没算好，到时候材料不够了，那可咋办？工程不就卡壳啦！那多耽误事儿呀。
又或者材料多了一大堆，那不是浪费钱嘛。
咱还得注意施工过程中的损耗呢。
就像你切菜的时候，总会有一些边角料被切掉一样，这碳纤维布在施工过程中也会有一定的损耗。
可不能小瞧了这些损耗，不把它们算进去，最后可能就差那么一点儿达不到加固的效果。
还有啊，不同的工程要求不一样，计算方法可能也会有些差别。
这就好比不同的菜有不同的做法，你不能一概而论。
总之呢，这多层碳纤维结构加固工程量计算方法可真是个精细活儿。
就像绣花一样，得一针一线地仔细算好。
可不能马马虎虎，不然出了问题可就麻烦啦。
咱得把这活儿干得漂亮，让加固后的结构稳稳当当的，能经得住时间的考验。
怎么样，听我这么一说，是不是对多层碳纤维结构加固工程量计算方法有了更清楚的认识啦？咱可得好好琢磨琢磨，把这事儿干好咯！。
碳纤维加固计算
粘贴碳纤维片材进行了受弯加固的破坏形态主要有以下几种：①受拉钢筋先达到屈服，然后受压区混凝土压坏，此时碳纤维片材尚未达到其容许拉应变[εcf]；②受拉钢筋先达到屈服，碳纤维片材已超过其容许拉应变[εcf]并达到极限拉应变而拉断，此时受压区混凝土尚未压坏。
③由于碳纤维片材的加固量过大，在受拉钢筋达到屈服前，受压区混凝土已首先压坏；④在达到正截面承载力前，碳纤维片材与混凝土基面已产生剥离破坏。
受弯加固应按前两种破坏形态进行设计。
对于第三种破坏形态可通过碳纤维片材加固量的控制来避免。
故在（5）、①中要求x≤0.8ξbh0的限制条件。
即是控制不发生第三种破坏形态的保证。
对于第四种破坏形态，一般可通过构造措施和锚固措施予以保证。
第一个正截面抗弯承载力的计算公式，适用于x>ξcfbh的情况，也即受压区高度较大，属第一种破坏形态，可采用力的平衡条件导出；第二个正截面抗弯承载力的计算公式，适用于x≤ξcfbh 的情况，也即受压区高度很小，属第二种破坏形态，偏于安全地取受压边缘达到极限压应变、碳纤维片材达到容许拉应变的界限状态时对受压区的合力点取矩后导出相应的计算表达式。
（4）对于T形、I形和箱形截面的计算公式，可根据矩形截面的原则和现行桥梁设计规范的若干规定另行推导和列出。
（5）限制受压区高度X=0.8ξbh。
这是为了避免第三种超筋脆性破坏的形态，防止加固量过大。
为避免加固量过大、控制裂缝和变形，还限制了抗弯承载力提高的幅值≤30%的要求，以及普通钢筋的应力不容许进入强化区的要求。
（6）当碳纤维片材粘贴于梁侧面受压区进行受拉加固时，由于沿梁高方向各个位置处的应变量并不相同，故限制了粘贴高度和乘以应变不均匀分布的折减系数mcf予以修正。
（7）对梁板进行受弯加固时，必须保证理论截断点以外的锚固长度，如由于某种原因难予满足要求时，则必须采用附加锚固措施，以确保构造和受力的要求。
《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。
碳纤维结构抗弯加固计算实例
碳纤维加固计算
碳纤维加固板依据：《混凝土加固规范》已知：f c0，f y0，A s0，M ，b ，h ，’0y f ，’0s A 1.根据10.2.3条求出受压区高度x ；2.根据10.2.8条求出滞后应变0f ；3.根据10.2.3条求出强度利用系数f 、fe A ；4.根据10.2.4条计算f m A 、k 。
5.复核：04.1M M 算例：板底粘贴碳纤维加固X 向（长边），计算需要面积365mm 2b=1000mm ，h=100mm ，f c0=14.3MPa ，f y0=360N/mm 2A s0=251mm 2，M=8.6kN ·m,8.00.11 ，h 0=100-15-8-4=73mmmm 04.8)(f 2h h x 1000y 2b f h h A Mc s ）（mk 4.60 N M K 25000010010005.05.0mm bh A te 007.00052.050000251te te A A S 取70.0f00122.073251100.2104.67.0530s s 00 h A E M kf f 0033.0cu ，5f 103.2 0.10.104.4007.000122.00033.004.8/1000033.08.0)/8.0(f 0f 取）（ff cu cu x h 2fe fe mm 1616000.125136007.810003.14 A A 单层粘贴：9.00.1308000167.0103.20.116.130800t n 16.1k 5f f f m E 2层粘贴：9.091.0308000167.0103.20.216.130800t n 16.1k 5ff f mE 故可取9.0k m 2f 5.179.0/16/mm k A A m fe 张贴碳纤维1T-100@300，此时面积为22f 5.17mm 66.55167.01003001000mm A 满足。
粘碳纤维加固计算书
梁粘贴碳纤维布加固计算书：1、计算缺少受拉钢筋面积A s0=980mm2,受拉钢筋强度f y0=360Mpa。
粘贴碳纤维布强度ff=2800Mpa。
1）当粘贴碳纤维布层数nf=2，厚度t=0.167mm，宽度b'=400mm。
实际粘贴碳纤维布层数折减系数km =0.95，实际粘贴碳纤维布截面积Afe'=126.92 mm2。
按强度等效，如下：碳纤维强度2800X126.92=355376>缺少钢筋强度360X980=352800(满足要求)2）当粘贴碳纤维布层数nf=3，厚度t=0.167mm，宽度b'=300mm。
实际粘贴碳纤维布层数折减系数km =0.85，实际粘贴碳纤维布截面积Afe'=127.755 mm2。
按强度等效，如下：碳纤维强度2800X127.755=357714>缺少钢筋强度360X980=352800(满足要求)2、计算缺少受拉钢筋面积A s0=2454mm2,受拉钢筋强度f y0=360Mpa。
粘贴碳纤维板强度ff=2000Mpa。
1）当粘贴碳纤维板时，厚度t=1.4mm，宽度b'=400mm。
实际粘贴碳纤维板截面积Afe'=560mm2。
按强度等效，如下：碳纤维强度2000X560=1120000>缺少钢筋强度360X2454=883440(满足要求)板粘贴碳纤维布加固计算书：1、计算缺少受拉钢筋面积As0=393mm2／m,受拉钢筋强度fy0=360Mpa。
粘贴碳纤维布强度ff=2800Mpa。
1）当粘贴碳纤维布层数nf=1，厚度t=0.167mm，宽度b'=200mm,间距200。
实际粘贴碳纤维布截面积Afe'=66.8 mm2／m。
按强度等效，如下：碳纤维强度2800X66.8=187040>缺少钢筋强度360X393=141480(满足要求)2、计算缺少受拉钢筋面积As0=565mm2／m,受拉钢筋强度fy0=360Mpa。
碳纤维楼板加固-
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝碳纤维楼板加固计算书＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝一;基本数据楼板宽度b＝1000mm 楼板厚度h＝180mm混凝土标号＝c35 钢筋级别＝HRB400砼抗压强度设计值f c＝16.7N/mm2钢筋强度设计值f y＝360N/mm2受拉钢筋面积A s＝100mm2 受压钢筋面积A s'＝100mm2as＝15mm as'＝15mm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＝2300N/mm2碳纤维弹性模量E cf＝230000初始弯矩M 0k＝12.11kN-m 加固弯矩M cf＝23.76kN-m考虑二次受力影响受拉钢筋配筋率ρte＝A s／A te＝0.001计算系数αf＝0.7钢筋滞后应变εi ＝αf·M 0k／(E s·A s·h0)＝0.01891三;计算过程截面有效高度h 0＝165mm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)＝0mm取χ1＝30mmM u＝f c·b·χ1·(h0 - 0.5χ1)＋f y'·A s'·h0＝84750000N-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)］＝ 27.6mm取χ＝28mm混凝土极限应变εcu＝0.0033系数ξb＝0.8／［1+f y／(εcu·E s )］＝0.517混凝土板是一般构件取ξfb＝0.85ξb＝0.44χ/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 )／0.01＝-0.48取ψcf＝-0.48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) ＝-454.24mm2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 ＝0.93取K m＝0.9A cf＝A fe／K m＝-504.71mm2需要设置的碳纤维宽度B1＝A cf／(t cf·n)＝-1427mm碳纤维粘结延伸长度计算粘结强度设计值f1＝0.4·f t＝0.634N/mm2取f1＝0.62N/mm2L1＝1.45·f cf·A cf ／(f1·B1) + 200＝1548mm四;结论本混凝土楼板抗弯强度经计算应加固后使用,每米楼宽需设置碳纤维:厚度0.167mm,层数2层,合计宽度B1＝-1427mm; 碳纤维粘结延伸长度为L1＝1548mm。
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中间变量区（请勿修改）
中间 中间变 变量 量混凝 fyAs混凝 土弹性 fy'As' 土抗 模量 拉强 0 0 455700 Ecf Acf ε cu＋ε i fcb
数据输入区
受压翼缘 受压翼缘 宽度 高度
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结论区 截 加固后弯矩 初始弯矩 截面 面 值(Kn－M) (Kn－M) 宽度 高 度 271.471162 252 250 400
原始数据输入区
截面 受压钢筋 受拉钢 受压钢筋 混凝土标号 有效 边沿距a' 筋面积As 面积 As' C15－C60 高度 335 35 2940 1470 30
说明： 1、表中计算采用单位， 除有说明外，长度宽度均为毫米，面积为平方毫米 2、碳纤维材料选择类型见“混凝土与碳纤维材料技术参数。 3、使用时请不要修改非数据输入部分数据。 4、计算依据《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（报批稿） 5、加固计算书按照规范要求，以混凝土受压区高度来判断采用的计算公式。
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始数据输入区
混凝 碳纤维 碳纤维 碳纤维极 碳纤 碳纤维宽 碳纤维拉 土 考虑二次受 碳纤维类型 厚度 弹模 限应变 维层 度bcf 应变ε cf 抗压 力 1否则取0 1、2或3 数ncf cfu tcf Ecf 强度 15 1 2 0.167 228000 0.0155 1 250 0.003757
为毫米，面积为平方毫米。
规程》（报批稿） 来判断采用的计算公式。
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截面受 混凝土受 混凝土受 拉边沿 碳纤维拉 压区高度 压区高度 计算公式 混凝土 应变ε cf2 x x2 初始应 变ε i 0.003757 131.058 0.0606217 1 0.001
计算碳纤 碳纤维 计算相 中间变量 维允许拉 厚度折 对受压 混凝土抗 应变 减系数 区高度 压强度 0.01 0.9093 0.173 0