碳纤维加固算例
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。
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 h εcu ＋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。
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。
矩形柱碳纤维受压构件正截面加固计算
一、基
柱截面宽b 柱截面高h 柱高L 原构件混凝土
强度等级
柱中纵向钢筋面积A s0'
500
500
5000
23.5
3140棱角的圆化半径r 纤维复合材的层数n f 纤维复合材每层厚度t f 加固构件的构件类别碳纤维布种类30
3
0.167
一般构件
高强度II级单向织物柱中纵向钢筋的配筋
率ρs
1.26%
加固前柱轴
压比U 0轴压比限制[U]
0.818
0.8
二、加
249227.40.4760.0040.6880.696
U加固≤[U],加固后柱轴压比满足要求
柱轴压比不满足要求，需要加固
可以采用环向围束法进行加固
设计依据：《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013中第10.4章1. 环向围束内混凝土面积A cor =bh－(4－π)r 2 (mm 2)2.环向围束的有效约束系数
3.环向围束体积比ρf ＝2n f t f (b＋h)/A cor
4.有效约束应力 (N/mm 2)
5.加固后柱轴压比U 加固=F/[bh*(f c0+4σl )]
200000
0.0045
加固前柱轴力设计值F （N）
3215000
柱是否满足长细比l/d≤14、截面高宽比h/b≤1.5、
截面高度h≤600mm
满足
矩形柱环向围束法加固
轴心抗压强度设计值f c0
混凝土强度影响系数βc
15.7
0.8
纤维复合材的弹性模量Ef
纤维复合材的有效拉应变设
计值εfe。
预应力碳纤维加固简支梁例题
i
时，说明
加固梁在初始荷载及碳纤维布预拉力的作用下截面下边缘为拉应变，碳纤维的
超前应变应重新进行计算。
根据应变的几何关系及截面力的平衡关系有：
s
c
h0
xn xn
0.8Eccxnb Ess As cf 0 Acf
此时，截面上所有力对钢筋中心取矩，有：
M0
cf
0
Acf
(h
h0
)
Ec c
(0.8xn
计算时取as=35mm,C25混凝土fc=11.9 N/mm2 f tk=1.78N/mm2 ,ft=1.27N/mm2, Ec=2.8×104 N/mm2 , εcu =0.0033 , ξb =0.55 截面抵抗矩塑性系数 γ m=1.0,
假设初始张拉应力损失为0.5%σcf0，
基本假定： （1） 在加固构件二次受力的过程中CFRP 板的应变与钢筋、混凝土之间的应 变满足应变协调原理。
5.36
换算面积
A0 (bh As)ns As ncf Acf （250450942）7.149425.36（1.2100）
118927.08mm2
对于受弯构件，开裂截面的中性轴通过其换算截面的形心轴，混凝土截面受压区边缘距中性轴的 高度:
12bhc2 ns As(h0 hc)ncf Acf (hhc)
)b(h0
0.8xn 2
)
c
c
M0
xn
As h xn
s
Acf
c
图2 碳纤维预应力作用下截面应力应变分布图
Ess As cfo Acf
联合求出截面实际受压区高度 c
下边缘混凝土应变为：
和x n
,
则张拉完成后截面cຫໍສະໝຸດ chxn xn
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'）
碳纤维布加固工程量计算规则
碳纤维布加固工程量计算规则
1. 碳纤维布加固的工程量计算，那可得仔细咯！就像你数自己有多少宝贝一样，得一件一件认真点数。
比如说，要加固的那堵墙，你得把它的面积准确算出来呀，不然怎么知道要用多少碳纤维布呢？
2. 计算碳纤维布的长度也很重要哇！这就好比你量自己的身高，得精确到厘米呢！像那种长长的梁，你得沿着它好好量一量，才能清楚需要多长的碳纤维布来包裹它。
3. 别小看碳纤维布的层数哦！这就好像叠被子，一层一层的，你得清楚有多少层，才能算出总量嘛。
比如加固一个柱子，有三层碳纤维布，那这三层可都要算进去呀！
4. 还得考虑碳纤维布的宽度呀！这和你选衣服的尺码有点像呢。
不同的地方需要的宽度不一样，得仔细琢磨，精确计算，才能让加固效果最好呀！
5. 碳纤维布加固的一些特殊部位可不能忽略呀！这就像你脸上的那颗痣，虽然小，但很重要呢。
比如拐角处呀，接口处呀，这些地方的工程量也得算进去哦！
6. 还有啊，施工过程中的损耗也得算进去哟！这就像你吃零食会掉渣一样，总会有一些损耗的嘛。
可不能不算这些，不然到时候材料不够可就麻烦啦！
7. 最后啊，一定要反复核对计算结果！就像你做完作业要检查一样。
把每个数据都再确认一遍，确保无误，这样才能保证碳纤维布加固的工程量准确无误呀！
我的观点结论就是：碳纤维布加固工程量计算真的很重要，得认真仔细对待，这样才能保证加固工程的顺利进行和良好效果！。
碳纤维加固板计算表格
实际碳纤维层数折减系数km
实际粘贴碳纤维宽度（1000mm内总宽度） 粘贴碳纤维厚度t 实际粘贴碳纤维截面积Afe'
注：黄色填充为输入信息
碳纤维加固板
-
200@400
B1
横向跨中部分
14.30
Mpa
1000.00 120.00 25.00 380.00
mm mm mm mm*mm
碳布的编号 板的位置 布条方向 板的混凝土强度fc0 板的计算宽度b 板的高度h a(a') 计算需要配的钢筋 原有的钢筋总面积(As0) 钢筋强度fy0 计算受压区高度x (As*fy/(fc0*b)) 计算极限荷载Mu (fc0*b*x*(h0-x*0.5)
粘贴碳纤维之后需要的受压区高度x' M+fy0*As0*（h-h0）=fc0bx'（h-0.5*x'） ψf=（0.8*0.0033*h/x'）-0.0033）/0.01 ψf取值 当ψf>1，取1.0，否则取ψf 计算需要的碳纤维面积 Afe=(fc0*b*x'-fy0*As0)/ψf/ff
251.00
mm*mm
210.00
Mห้องสมุดไป่ตู้a
5.58
mm
7.36
kN.m
布带宽200，净间距400
ξ<ξb
钢筋保护层厚度 加载后的配筋
实际配筋 钢筋抗拉强度值 满足受压区高度限制
5.17 5.80 1.00
9.21
2300.00 1.00
1.00 100.00 0.167 16.70
mm
mm*mm Mpa
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
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碳纤维加固算例
碳纤维加固是一种有效的结构加固方法，通过在混凝土结构表面粘贴碳纤维布，提高结构的承载能力和耐久性。
以下是一个碳纤维加固的算例，以供参考：假设有一栋三层混凝土框架结构房屋，由于使用年限过长，需要进行加固。
经过评估，发现房屋的梁、柱等承重结构存在明显的承载力不足和裂缝等问题。
为了确保房屋的安全使用，决定采用碳纤维加固技术对房屋进行加固。
首先，对房屋的承重结构进行详细的结构检测和评估，确定需要加固的部位和所需的碳纤维布量。
根据检测结果，本例中需要加固的部位主要包括梁、柱等承重结构。
接下来，进行碳纤维加固设计。
根据加固要求和检测结果，设计人员制定了详细的加固方案。
本例中，采用高强度碳纤维布对梁、柱等承重结构进行加固，以提高其承载力和耐久性。
同时，为了确保加固效果，对碳纤维布的粘贴工艺、粘贴厚度、层数等进行了详细的计算和确定。
在碳纤维加固施工过程中，首先对需要加固的部位进行表面处理，确保表面平整、干净，无油污、无浮灰等杂质。
然后，根据设计要求，将专门配制的碳纤维粘贴剂涂刷在加固部位上，再将碳纤维布粘贴在加固部位上。
为了确保粘贴效果，需要使用专用滚轮进行挤压、刮平，使粘贴剂与碳纤维布和加固部位紧密结合。
最后，对加固部位进行固定和养护，确保碳纤维布与加固部位形成一体。
经过碳纤维加固后，该房屋的梁、柱等承重结构承载力得到了有效提高，裂缝等问题得到了有效解决。
同时，由于碳纤维布具有轻质、高强、耐腐蚀等特点，房屋的使用寿命也得到了延长。