碳纤维布梁加固计算书

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。

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。

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。

说明：1、重要构件指其自身失效将影响或危及承重结构体系整体工作的构件。

一般构件指其自身失效为孤立事件，不影响承重结构体系整体工作的构件。

2、高强度I级、高强度II级是指符合表4.4.2-1的加固材料。

3、抗剪强度折减系数ψvb按表9.3.3取值。

4、16栏“碳纤维材料宽度b”对于“已知弯矩求碳纤维面积”的求解结果没有影响，对“已知碳纤维面积求承载力”及“实际每层碳纤维复合材料的宽度”的求解结果有影响。

5、第1栏“弯矩设计值”对“已知碳纤维面积求承载力”的求解结果没有影响，表4.4.2-1 碳纤维复合材安全性及适配性检验合格指标注：当λ为中间值时，按线性内插法确定ψvb值梁抗弯抗剪加固计算表格表9.3.3 抗剪折减系数ψvb值说明：1、计算偏心受压时，第50栏应为偏心方向的截面高度h。

2、计算偏心受压时，仅适用于矩形或方形截面3、柱计算长度见混凝土规范（50010-2002）第7.3.11条：对于现浇框架结构底层柱1.0H,其他楼层为1.25H。

底层柱H为从基础顶面到一层楼盖顶面，其他楼层H为柱净高说明：1、第87栏与第80栏均是为了输入剪跨比而设置的。

当在第87栏输入剪跨比以后， 第80栏的数值不起作用。

第80栏输入数据可以计算框架柱的剪跨比λ＝Hn/2h0,此时，务必使第87栏的数值务必为0。

2、与碳纤维受力条件有关的抗剪强度折减系数ψvc，按表9.5.2取值。

3、柱截面形状与体积配箍率计算有关，默认为方柱。

注：1、λc为柱的剪跨比，对框架柱，λc＝H n /2h 0，H n 为柱的净高，h 0为柱的有效高度 2、中间值按线性内插法确定。

混凝土柱受压加固计算表格表9.5.2 ψ值混凝土柱抗剪抗震加固计算表格受拉构件加固计算表格说明：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、使用时请不要修改非数据输入部分数据。

绿色部分为可修改数据。

3、计算依据《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006）。

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。

碳纤维梁加固计算书（梁缺筋面积等效代换）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= 2.30×10^5MPa (见加固规范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：2300N/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。

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。

楼板粘贴碳纤维布加固补强计算根据设计要求，现因4#车库地下三层顶板中，4-17轴/4-G轴至4-H轴的后浇带南侧，附加盖铁钢筋原设计为 HRB400 25@200，现场施工为HRB400 14@200，因此，需对楼板采用一定的加固措施进行结构补强。

考虑采用粘贴碳纤维布进行补强。

楼板粘贴碳纤维加固设计：（采用等强度代换法进行设计）按照最大横向钢筋面积As=25@200-14@200=490.9－153.9为337mm2按照钢筋、碳纤维技术指标，钢筋设计强度：fy=360N/mm2，进口碳纤维设计强度：Ff=3400N/mm2，故：Af×Ff =AsfyAf = fy×As / Ff= 360×337/3400= 35.69mm2B=35.69/0.167=213.72mm2 ＜300mm2钢筋面积进行15%折剪后碳纤维截面面积：150×2×0.85=255mm2＞213.72mm2故，在楼板后浇带南侧粘双层150mm宽间距200mm长为5200mm碳纤维布，满足加固补强要求。

北京东方悦工程技术有限公司2014年8月23日楼板粘钢加固补强计算根据设计要求，现因4#车库地下三层顶板中，4-17轴/4-G轴至4-H轴的后浇带南侧，附加盖铁钢筋原设计为 HRB400 25@200，现场施工为HRB400 14@200，因此，需对楼板采用一定的加固措施进行结构补强。

考虑采用粘贴钢板进行补强。

楼板粘贴碳纤维加固设计：（采用等强度代换法进行设计）按照最大横向钢筋面积As=25@200-14@200=490.9－153.9为337mm2按照钢筋、Q235B钢板技术指标，钢筋设计强度：fy=360N/mm2，进口碳纤维设计强度：Ff=210N/mm2，故：Af×Ff =AsfyAf = fy×As / Ff= 360×337/210= 577.72mm2B=577.72/150=3.86mm＜5mm故，在楼板后浇带南侧粘贴5mm厚150mm宽间距200mm长为5200mm钢板，满足加固补强要求。

碳纤维布加固混凝土梁截面刚度计算摘要:本文对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的刚度进行了研究，针对钢筋是否屈服的两种不同情况，分别讨论碳纤维布加固后梁的刚度的计算公式。

采用解析分析方法，较系统地建立了碳纤维布加固混凝土梁各种受力状态的截面刚度的简化计算公式。

该公式与《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》相配套，有利完善加固工程设计。

关键词:碳纤维布；混凝土梁刚度；变形条件；本构关系0 引言碳纤维布加固混凝土梁在结构工程加固应用中己极为广泛，相应的试验研究成果也比较多，目前国内外对碳纤维布加固混凝土梁的承载能力研究已比较成熟，对裂缝、变形和刚度等也有许多试验资料。

在我国《混凝土结构设计规范》中对普通混凝土梁的刚度的计算方法进行了规定，规定对等截面构件在钢筋屈服前用最大弯矩处的刚度进行计算。

但是，对用碳纤维布加固的梁其刚度的提高主要是在钢筋屈服后。

由于屈服前后构件的截面承载力性能是不同的，因此本文在参照《混凝土结构设计规范》中普通混凝土梁刚度计算方法的基础上，研究了碳纤维布加固后梁的刚度。

1 基本假设1．混凝土应力—应变关系采用《混凝土结构设计规范》中推荐的混凝土应力—应变设计曲线。

2．钢筋的应力—应变关系为经典的弹塑性关系。

3．碳纤维布直到破坏前都保持为线性。

4．混凝土开裂前截面惯性矩为整个截面的换算惯性矩I0，而且在开裂前截面的刚度保持不变。

5．碳纤维布满跨粘贴，在支座处截断，忽略未加固的支座处的额外的变形。

6．碳纤维布和混凝土梁之间为完全粘结，不考虑碳纤维布和混凝土之间的粘结滑移。

2加固梁的刚度大量试验证明，用碳纤维布加固的梁，当荷载小于屈服荷载的时候，其刚度呈下凸曲线规律单调递减，与未加固梁的刚度变化规律极其相似；钢筋屈服后，则随着碳纤维布加固层数的增加，其刚度退化越来越缓慢，构件在屈服后仍然能维持一定的刚度继续承载，直到碳纤维布突然拉断或者混凝土突然压碎，而且碳纤维布的加固层数越多，刚度的提高越明显。