碳纤维结构抗弯加固计算实例
碳纤维布(cfrp)加固混凝土梁正截面抗弯设计方法
碳纤维布(cfrp)加固混凝土梁正截面抗弯设
计方法
碳纤维布(cfrp)加固混凝土梁正截面抗弯设计方法是指利用碳纤维布对混凝土梁进行加固，提高其承载力和抗震能力的一种方法。
具体设计方法包括以下步骤：
1.确定梁的几何尺寸和材料力学性能参数。
2.按照设计要求和规范确定梁的受力状态和荷载。
3.根据梁的受力状态和荷载，计算梁正截面所需的抗弯强度。
4.根据加固前后的梁截面形态和受力状态，确定碳纤维布的加固定位、数目和布置方案。
5.根据设计要求和规范计算碳纤维布的强度和刚度。
6.利用碳纤维布与混凝土之间的粘结作用，计算碳纤维布对梁强度的贡献。
7.综合计算梁与碳纤维布的受力状态，确定加固后梁的正截面抗弯强度。
8.根据设计要求和规范，检查梁的受力状态和碳纤维布的应力与应变。
通过上述设计方法，可以对混凝土梁进行有效的加固，提高其抗弯强度和抗震能力，达到预期的设计要求和效果。
碳纤维加固计算,典型框架梁计算书
碳纤维加固计算,典型框架梁计算书碳纤维矩形受弯构件正截面加固计算一、工程信息工程名称: 浙江长征化工有限公司构件编号: 2/B-D,3/B-D梁设计人: 上海杰固建筑科技有限公司校对人:审定人: 负责人:日期: 2011年11月9日加固原因: 梁混凝土严重碳化腐蚀，梁钢筋锈蚀严重，需恢复原结构承载力，消除结构病害。
二、依据规范《混凝土结构设计规范》(GB50010－2002)①《混凝土结构加固设计规范》(GB50367－2006)②三、示意图四、计算信息1. 原构件信息截面宽度: b＝300mm截面高度: h＝900mm混凝土等级: C20受拉钢筋等级: HPB235受压钢筋等级: HPB235受拉钢筋面积: A so＝2946mm2受压钢筋面积: A so'＝226mm2受拉钢筋合力点到边缘距离a＝35mm受压钢筋合力点到边缘距离a'＝35mm 受拉钢筋排数1排2. 加固信息纤维名称: 织物二级结构等级: 重要构件纤维厚度: t f＝0.167mm纤维层数: n f＝3层板材类型: 现场粘贴板梁两侧粘贴纤维高度: h c ＝9003. 荷载信息是否考虑二次受力: 计算初始弯矩: M ok ＝50kN.m设计弯矩值: M ＝500kN.m五、计算系数1. 受拉钢筋抗拉强度 f yo ＝210N/mm 2 受压钢筋抗拉强度 f yo '＝210N/mm 2 受拉钢筋弹性模量 E s ＝210000N/mm 22. 混凝土抗压强度 f co ＝9.60N/mm 2 混凝土计算系数α1＝1.03. 碳纤维复合材设计计算指标纤维抗拉强度设计值 f f ＝1600M pa纤维弹性模量 E f ＝230000M pa纤维抗拉应变设计值εf ＝0.007M pa4. 混凝土净高 h o ＝865mm六、计算1. 原受弯构件加固前相对受压区高度ξb ＝β11＋f yo E s εcu ＝0.6142. 原混凝土受压区高度【7.2.1－2】①x ＝A so f yo －A so ' f yo 'α1 f co b ＝2946×210－226×2101.00×9.6×300＝198.33mm3. 判断原结构是否需要加固【7.2.1－1】①M 1＝α1 f co b x (h o －x 2)＋f yo ' A so ' (h －a ')＝1.0×9.6×300×198.33×(865－198.332)＋210×226×(900－35) ＝478.50kN.m ＜M ＝500.00kN.m需要加固4. 混凝土受拉截面面积【8.1.2－1】①A te ＝0.5 b h ＝0.5×300×900＝135000mm 25. 综合考虑受弯构件裂缝截面内力臂变化、钢筋拉应变不均匀以及钢筋排列影响等的计算系数ρte ＝A so A te ＝2946.00135000.00＝0.022 σ0＝M ok 0.87×A so ×h o＝0.00 αf ＝1.04查表【9.2.8】②6. 判断是否计算二次应力和计算εfo 取值εfo ＝αf M ok E s A so h o ＝1.04×50000000.00210000.00×2946.00×865＝0.00017. 纤维复合材厚度折减系数采用现场粘贴, 根据【9.2.4－2】②K m ＝1.16－n f E f t f 308000＝1.16－3×230000×0.17308000＝0.798. 纤维布折算面积A fb ＝2 h c n f t f ＝2×900×3×0.167＝901.80mm 2A fl ＝ηf A fb ＝0.00×901.80＝0.00mm 2A f ＝b n f t f ＋A fl ＝300×3×0.167＋0.00＝150.30mm 2A fe ＝A f K m ＝150.30×0.79＝118.12mm 29. 加固后受压区高度和纤维实际应变联立下列规范公式求出加固后受压区高度和纤维实际应变M ≦α1 f co b x (h －x 2)＋f yo ' A so ' (h －a')－f yo A so (h －h o ) 【9.2.3－1】②α1 f co b x ＝f yo A so ＋ψf f f A fe －f yo ' A so ' 【9.2.3－2】②(0.8εcu h x)－εcu －εfo εf ) 【9.2.3－3】②x ≧2a' 【9.2.3－4】② εf '＝0.008ψf ＝0.8 εcu hεcu ＋εf '＋εfo＝0.8×0.0033×9000.0033＋0.008＋0.0001＝207.06≧2 a _＝2×35.00＝70.00满足要求10. 根据受压区高度判断梁的破坏形态【9.2.3－3】x h ＝207.06900.00＝0.23≦ξbψf ＝εf 'εf ＝0.0080.007＝1.15＞1.0 准适筋梁, 建议重新设计11. 加固后最大承载力【9.2.3－1】②M u2＝αf f co b x (h －x 2)＋f yo ' A so ' (h o －a ')＋E f εf ' A fe (h －h o )＝1.04×9.6×300×207.06×(900－207.062)＋210×226×(865－35)＋230000×0.007×118×(900－865)＝541.52kN.m M u2≧M弯矩满足12. 纤维复合材粘贴延伸长度b f＝b×n f＝300×3＝900mml c＝f f A ff fv b f＋200＝1600.00×150.300.44×900＋200＝807.27mm七、结论原结构承载力M ok＝50.00kN.m 设计弯矩M＝500.00kN.m 加固后弯矩承载力M u2＝541.52kN.m 加固后梁破坏类型准适筋梁粘贴纤维截面面积A fe＝118.12mm2加固是否满足要求满足。
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！。
碳纤维布加固计算
碳纤维布加固计算摘要：一、碳纤维布加固计算的背景和意义1.碳纤维布的特性及应用领域2.碳纤维布加固在工程中的优势3.计算在碳纤维布加固中的重要性二、碳纤维布加固计算的方法和步骤1.计算前的基础知识和数据准备2.碳纤维布加固的计算公式3.计算过程中的关键参数和影响因素三、碳纤维布加固计算在实际工程中的应用1.应用案例一：某建筑结构加固设计2.应用案例二：某桥梁结构加固设计3.应用案例三：某工业设备修复加固设计四、碳纤维布加固计算的前景和发展趋势1.计算方法的优化和完善2.新型碳纤维布材料的研发与应用3.我国在该领域的研究进展和国际合作正文：碳纤维布加固计算在现代工程领域具有重要意义。
碳纤维布具有轻质、高强度、耐腐蚀等优良特性，被广泛应用于航空航天、建筑、桥梁、设备等领域。
通过计算，可以准确评估碳纤维布加固的效果，为工程设计提供科学依据。
首先，进行碳纤维布加固计算前，需要掌握一定的基础知识和数据。
例如，了解碳纤维布的力学性能、抗拉强度、弹性模量等参数，以及被加固结构的尺寸、材料性能等信息。
此外，还需熟悉碳纤维布加固的计算公式，这是进行计算的前提。
在计算过程中，关键参数和影响因素的选取十分重要。
例如，需要考虑碳纤维布的厚度、宽度、层数等因素，以及加固目标、使用环境、施工工艺等因素。
只有综合考虑这些因素，才能得出合理的加固方案。
碳纤维布加固计算在实际工程中具有广泛应用。
例如，在某建筑结构加固设计中，通过计算选择了合适的碳纤维布材料和加固方案，提高了建筑的抗震性能和安全性；在某桥梁结构加固设计中，通过精确计算，选择了经济合理的加固方案，延长了桥梁的使用寿命；在某工业设备修复加固设计中，通过计算确定了最佳的碳纤维布修复方案，提高了设备的运行效率和安全性。
展望未来，碳纤维布加固计算将不断发展。
计算方法的优化和完善将使加固设计更加精确，更好地满足工程需求。
新型碳纤维布材料的研发与应用将为加固计算带来更多可能性。
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。
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。
结构加固计算
产业园工程303号建筑结构加固计算整体结构混凝土标号为C30，f c=14.3N/m2,钢筋为HRB400，fy=360N/m2。
梁保护层厚度为30mm。
单层配筋a s取50mm，双层配筋a s取75mm，三层配筋a s 取100mm。
相对界限受压区高度ξb= β1 / [1 + f y / (E s* εcu)]=0.518。
加固采用粘贴碳纤维布或钢板按等强度代换并配合构造技术措施进行加固。
碳纤维布选用300g/m2型，计算厚度为0.167mm，抗拉强度不小于3000MPa，弹性模量不小于2.1x105MPa, 伸长率不小于1.5%，碳纤维布强度设计值为1400MPa，利用系数取0.9；钢板选用-5mmQ235B型钢板，抗拉强度设计值为215MPa，有锚栓削弱强度利用系数取0.8，无锚栓削弱时强度利用系数限0.9。
锚栓采用普通定型化学锚栓。
1.B/14-15轴框架梁:b*h=350*750mm，跨中弯距M B=542KN.m，支座弯矩M14=-734KN.m，M15=-574KN.m跨中弯矩M B，按矩形截面梁计算。
受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=177mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.252＜ξbAs=α1 * f c * b * x / f y=2461mm2现梁跨中实配522，As=1900mm2，不满足，需增补的强度相当于HRB400钢筋2461-1900=561mm2。
561*360=0.9*1400*0.167*b，b=960mm，梁底粘贴350mm 宽碳纤维布三层，b=1050mm。
支座弯矩M14=-734KN.m，受压区已配522，As=1900mm2M1=1900*360*0.625/1000=427.5KN.mM2=734-427.5=306.5KNm受压区高度x=h0-[h02-2M/ (α1 * f c * b)]0.5=98mm相对受压区高度ξ=x/h0=0.145＜ξbAs2=α1 * f c * b * x / f y=1360mm2As= 1900+ 1360=3260mm2现支座实配725，As=3436mm2，满足，对该支座粘贴300mm宽碳纤维布双层进行构造加固。
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'）
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ffy 为纤维与混凝土之间的粘结强度设计值 bf 为纤维复合材的总宽度 计算结果如下： 碳纤维布强度级别:高强度 II 级,面积质量<=300 且不得采取预浸法生产的材料 碳纤维布层数:1 层 碳纤维布厚度:00.167mm 碳纤维布宽度:60.6mm 粘贴延伸长度:857.5mm