碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程
前 言
根據(jù)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（98）建標(biāo)協(xié)字第13號(hào)文《關(guān)于下達(dá)1998年第二批推薦性標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃的函》的要求，制訂本規(guī)程。
本規(guī)程包括總則、術(shù)語和符號(hào)、材料、加固設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求、施工、檢驗(yàn)及驗(yàn)收等內(nèi)容。本規(guī)程是在總結(jié)近年來國內(nèi)各高校和科研單位的研究成果以及各設(shè)計(jì)、施工單位采用碳纖維片材進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考國外大量相關(guān)資料，并進(jìn)行了大量試算和調(diào)研的基礎(chǔ)上制訂的。
根據(jù)國家計(jì)委計(jì)標(biāo)[1986]1649號(hào)文《關(guān)于請(qǐng)中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)負(fù)責(zé)組織推薦性工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)試點(diǎn)工作的通知》要求，現(xiàn)批準(zhǔn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，編號(hào)為CECS146：2003，推薦給工程設(shè)計(jì)、施工、使用單位采用。本規(guī)程由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)建筑物鑒定與加固委員會(huì)歸口管理，由國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心（北京市海淀區(qū)西土城路33號(hào)中冶集團(tuán)建筑研究總院內(nèi)，郵編：100088）負(fù)責(zé)解釋。在使用中如發(fā)現(xiàn)需要修改或補(bǔ)充之外，請(qǐng)將意見和資料徑寄解釋單位。 主 編 單 位：國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心
副主編單位：四川省建筑科學(xué)研究院
參 編 單 位：清華大學(xué)、中國電子工程設(shè)計(jì)院、中國建筑科學(xué)研究院、同濟(jì)大學(xué)、武
漢鋼鐵（集團(tuán)）公司、西安建筑科技大學(xué)、武漢大學(xué)、東南大學(xué)、江蘇
省建筑科學(xué)研究院、上海伽錮建筑材料有限公司
主要起草人：樂清瑞 葉列平 羅苓窿 陳小兵 李 榮 婁 宇 胡孔國
陳 瑜 顏?zhàn)雍?陳義軍 張 譽(yù) 張小冬 馬永欣 高作平
張繼文 張 軻 毛星明 沈 琨 顧瑞南 楊勇新 涂慶勝
中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) 2003年3月31日
目 次
1 總則????????????????????????????????（1） 2 術(shù)語、符號(hào)?????????????????????????????（2）
2.1 術(shù)語????????????????????????????????（2）
2.2 符號(hào)????????????????????????????????（2） 3 材料????????????????????????????????（5）
3.1 一般要求 ?????????????????????????????（5）
3.2 碳纖維片材 ?????????????????????????????（5）
3.3 配套樹脂類粘結(jié)材料??????????????????????????（6）
3.4 表面防護(hù)材料 ????????????????????????????（7） 4 設(shè)計(jì)規(guī)定??????????????????????????????（8）
4.1 一般規(guī)定 ??????????????????????????????（8）
4.2 一般構(gòu)造要求 ????????????????????????????（9）
4.3 受彎加固 ?????????????????????????????（9） 受剪加固 ??????????????????????????????（17） 柱的抗震加固 ????????????????????????????（19） 5 施工規(guī)定??????????????????????????????（21）
5.1 一般規(guī)定 ??????????????????????????????（21）
5.2 施工準(zhǔn)備 ??????????????????????????????（21）
5.3 表面處理 ??????????????????????????????（22）
5.4 涂刷底層樹脂 ????????????????????????????（22）
5.5 找平處理 ??????????????????????????????（22）
5.6 粘貼碳纖維片材????????????????????????????（22）
5.7 表面防護(hù) ??????????????????????????????（23）
5.8 施工安全和注意事項(xiàng) ??????????????????????????（23） 6 檢驗(yàn)及驗(yàn)收 ?????????????????????????????（25） 附錄A 碳纖維片材配套樹脂類粘結(jié)材料與混凝土的
正拉粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)定方法 ??????????????????????（26） 附錄B 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量現(xiàn)場
檢驗(yàn)方法 ????????????????????????????（30） 本規(guī)程用詞說明 ????????????????????????????（34） 附：條文說明 ?????????????????????????????（35）
1 總 則
1.0.1 為促進(jìn)碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量，制訂本規(guī)程。
1.0.2 本規(guī)定適用于房屋建筑和一般構(gòu)筑物混凝土結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收；鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電等工程中混凝土結(jié)構(gòu)的加固和砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)加固中的共性技術(shù)，可參照本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
1.0.3 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收，除應(yīng)符合本規(guī)程的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
1.0.4 采用碳纖維片材加固的混凝土結(jié)構(gòu)，長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃。處于特殊環(huán)境（腐蝕、放射、高溫等）下的混凝土結(jié)構(gòu)采用碳纖維片材加固時(shí)，尚應(yīng)遵守國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
1.0.5 采用碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)前，應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)鑒定或評(píng)估。
1.0.6 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)由對(duì)該加固方法熟悉的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，并由專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。
2 術(shù)語、符號(hào)
2.1 術(shù) 語
2.1.1 碳纖維片材 carbon fiber reinforced polymer laminate
碳纖維布和碳纖維板的總稱。
2.1.2 碳纖維布 carbon fiber sheet
連續(xù)碳纖維單向或多向排列，未經(jīng)樹脂浸漬的布狀制品。
2.1.3 碳纖維板 carbon fiber plate
連續(xù)碳纖維單向或多向排列，并經(jīng)樹脂浸漬固化的板狀制品。
2.1.4 底層樹脂 primer
用于基底處理的樹脂。
2.1.5 找平材料 putty fillers
用于對(duì)加固構(gòu)件表面進(jìn)行找平處理的材料。
2.1.6 浸漬樹脂 saturating resin
用于粘貼并浸透碳纖維布的樹脂。
2.1.7 粘結(jié)樹脂 adhesives
用于粘貼碳纖維板的樹脂。
2.2 符 號(hào)
2.2.1 作用效應(yīng)和抗力
M——彎矩設(shè)計(jì)值；
Mi——加固前受彎構(gòu)件計(jì)算截面上實(shí)際作用的初始彎矩；
Vb——梁的剪力設(shè)計(jì)值；
Vc——柱的剪力設(shè)計(jì)值；
σcf ——碳纖維片材的拉應(yīng)力；
Εcf ——碳纖維片材的拉應(yīng)變；
εi ——考慮二次受力影響時(shí)，加固前構(gòu)件在初始彎矩作用下，截面受拉邊緣混凝土
的初始應(yīng)變；
εcfv ——達(dá)到受剪承載能力極限狀態(tài)時(shí)碳纖維片材的應(yīng)變。
2.2.2 材料性能
Ecf——碳纖維片材的彈性模量；
fcfk——碳纖維片材的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；
fcf——碳纖維片材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
εcfu ——碳纖維片材的極限拉應(yīng)變；
[εcf]——碳纖維片材的允許拉應(yīng)變；
τcf——碳纖維片材與混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
2.2.3 幾何參數(shù)
Acf——受拉面上粘貼的碳纖維片材的截面面積；
bcf——受拉面上粘貼的碳纖維片材的寬度；
hcf——側(cè)面粘貼碳纖維片材的高度；
hcf0——側(cè)面粘貼碳纖維片材的截面面積形心至受壓區(qū)外邊緣的距離；
ld——碳纖維片材從強(qiáng)度充分利用截面向外延伸所需的粘結(jié)長度；
scf ——碳纖維片材條帶的凈間距；
tcf——單層碳纖維片材的厚度；
wcf ——碳纖維片材條帶的寬度。
2.2.4 計(jì)算系數(shù)及其他
km ——碳纖維片材厚度折減系數(shù)；
ncf ——碳纖維片材的粘貼層數(shù)；
φ ——碳纖維片材受剪加固形式系數(shù)；
υ ——碳纖維片材的有效約束系數(shù)；
ξcfb ——碳纖維片材達(dá)到其允許拉應(yīng)變與混凝土壓壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的界限相對(duì)受壓區(qū)高
度；
λb ——梁受剪截面的剪跨比；
λc ——柱的剪跨比；
ρv ——總折算體積配箍率。
其它符號(hào)參見現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010。
3 材料
3.1 一 般 要 求
3.1.1 采用粘貼碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，應(yīng)使用碳纖維片材、配套樹脂類粘結(jié)材料和表面防護(hù)材料。
3.1.2 加固用材料應(yīng)具有質(zhì)檢部門的產(chǎn)品性能檢測(cè)報(bào)告和產(chǎn)品合格證；碳纖維片材和配套樹脂類粘結(jié)材料應(yīng)具有符合本規(guī)程第3.2節(jié)和第3.3節(jié)規(guī)定的物理力學(xué)性能；對(duì)配套的樹脂類粘結(jié)材料還應(yīng)提供耐久性能指標(biāo)及施工和使用環(huán)境要求。
3.1.3 本規(guī)程所列碳纖維片材的性能指標(biāo)是對(duì)單向碳纖維片材的要求。對(duì)雙向或多向碳纖維片材，可參照采用。
3.1.4 混凝土、鋼筋和其它材料的有關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用。
3.2 碳纖維片材
3.2.1 碳纖維布的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按纖維的凈截面面積計(jì)算，凈截面面積取碳纖維布的計(jì)算厚
度乘以寬度。碳纖維布的計(jì)算厚度應(yīng)取碳纖維布的單位面積質(zhì)量除以碳纖維密度。
碳纖維板的性能指標(biāo)應(yīng)按板的截面（含樹脂）面積計(jì)算，截面（含樹脂）面積取實(shí)測(cè)
厚度乘以寬度。
3.2.2 碳纖維片材的主要力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)滿足表3.2.2的要求。
表3.2.2 碳纖維片材的主要力學(xué)性能指標(biāo)
3.2.3 碳纖維片材的主要力學(xué)性能指標(biāo)可參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《定向纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》GB/T3354測(cè)定。
3.2.4 單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質(zhì)量有可靠保證時(shí)，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量可提高到600 g/㎡。
3.2.5 碳纖維板的厚度不宜大于2.0mm，寬度不宜大于200mm，纖維體積含量不宜小于60%。
3.3 配套樹脂類粘結(jié)材料
3.3.1 采用碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，應(yīng)采用與碳纖維片材配套的底層樹脂、找平樹脂、浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂。
3.3.2 配套樹脂類粘結(jié)材料的主要性能應(yīng)滿足表3.3.2-1、表3.3.2-2、和表3.3.2-3的要求。
表3.3.2-1 底層樹脂的性能指標(biāo)
3.3.3 配套樹脂類粘結(jié)材料應(yīng)按附錄A的規(guī)定進(jìn)行正拉粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試。配套樹脂類粘結(jié)可參照《機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候加速試驗(yàn)方法》GB/T14522—93規(guī)定的環(huán)境條件進(jìn)行耐久性檢驗(yàn)。經(jīng)2000h加速老化后，按附錄A測(cè)定的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)明顯降低。
3.4 表面防護(hù)材料
3.4.1 對(duì)已加固完的結(jié)構(gòu)表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。表面防護(hù)材料應(yīng)與浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂可
靠粘結(jié)。
3.4.2 選用的防火材料及其處理方法，應(yīng)使加固后的建筑物達(dá)到要求的防火等級(jí)。
3.4.3 當(dāng)被加固的結(jié)構(gòu)處于特殊環(huán)境時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選用有效的防護(hù)材料。
4 設(shè)計(jì)規(guī)定
4.1 一般規(guī)定
4.1.1 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)通過配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于構(gòu)件表面，使碳纖維片材承受拉力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力。
4.1.2 碳纖維片材可采用下列方式對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固：
1. 在梁、板構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固，纖維方向與加固處的受拉
方向一致。
2. 采用封閉式粘貼、U形粘貼或側(cè)面粘貼對(duì)梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固，纖維方向宜
與構(gòu)件軸向垂直。
3. 采用封閉式粘貼對(duì)柱進(jìn)行抗震加固，纖維方向與柱軸向垂直。
4. 當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，碳纖維片材也可用于其它形式和其它受力狀況的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)
件的加固。
4.1.3 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。
鋼筋和混凝土材料宜根據(jù)檢測(cè)得到的實(shí)際強(qiáng)度，按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。
碳纖維片材應(yīng)根據(jù)構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)變，按線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定其相應(yīng)的應(yīng)力。
4.1.4 碳纖維片材應(yīng)取生產(chǎn)廠提供的不小于95%保證率的極限抗拉強(qiáng)度作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk。
碳纖維片材的極限拉應(yīng)變?chǔ)與fu應(yīng)取其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk除以彈性模量Ecf。
4.1.5 當(dāng)采用粘貼碳纖維片材對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)考慮加固后對(duì)結(jié)構(gòu)中其它構(gòu)件或構(gòu)件的其它性能可能產(chǎn)生的影響。
4.1.6 采用粘貼碳纖維片材進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，宜卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。如不能在完全卸載條件下進(jìn)行加固，應(yīng)考慮二次受力的影響。
4.1.7 在受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的實(shí)際混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C10。
4.2 一般構(gòu)造要求
4.2.1 當(dāng)碳纖維布沿其纖維方向需繞構(gòu)件轉(zhuǎn)角粘貼時(shí)，構(gòu)件轉(zhuǎn)角處外表面的曲率半徑不應(yīng)小于20mm（圖4.2.1）。
1—構(gòu)件外表面 2—碳纖維布 圖4.2.1 構(gòu)件轉(zhuǎn)角處粘貼示意
4.2.2 碳纖維布沿纖維受力方向的搭接長度不應(yīng)小于100mm。當(dāng)采用多條或多層碳纖維布加固時(shí)，各條或各層碳纖維布的搭接位置宜相互錯(cuò)開。
4.2.3 為保證碳纖維片材可靠地與混凝土共同工作，必要時(shí)應(yīng)采取附加錨固措施。
4.3 受 彎 加 固
4.3.1 采用碳纖維片材對(duì)梁、板構(gòu)件進(jìn)行受彎加固時(shí)的承載力計(jì)算，除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010對(duì)受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定外，尚應(yīng)符合下列要求：
1. 構(gòu)件達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)時(shí)，碳纖維片材的拉應(yīng)變?chǔ)與f按截面應(yīng)變保持平
面的假定確定，但不應(yīng)超過碳纖維片材的 允許拉應(yīng)變[εcf]；
2. 當(dāng)考慮二次受力影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)加固時(shí)的荷載狀況，按截面應(yīng)變保持平面的假
定計(jì)算加固前受拉區(qū)邊緣混凝土的初始應(yīng)變?chǔ)舏；
3. 碳纖維片才的拉應(yīng)力σcf應(yīng)取碳纖維片材彈性模量Ecf與其拉應(yīng)變?chǔ)與f的乘積Ecf
εcf；
4. 在達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)前，碳纖維片材與混凝土之間不發(fā)生粘結(jié)剝離破
壞。
4.3.2 在矩形截面受彎構(gòu)件的受拉面上粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，其正截面受彎承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：
1. 當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度χ大于ξcfbh，且小于ξbh0時(shí)（圖4.3.2a）
（4.3.2-1）
混凝土受壓區(qū)高度χ和受拉面上碳纖維片材的拉應(yīng)變?chǔ)與f應(yīng)按下列公式確定：
2. 當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度χ不大于ξcfbh時(shí)（圖4.3.2b）
M≤fyAs(ho-0.5ξcfbh)+Ecf[εcf]Acfh(1-0.5ξcfb)
（4.3.2-4）
3. 當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度χ小于2a`時(shí)，
M≤fyAs(ho- a`)+ Ecf[εcf] Acf（h- a`） （4.3.2-5）
式中 M——包含初始彎矩的總彎矩設(shè)計(jì)值；
As、As` ——受拉鋼筋、受壓鋼筋的截面面積；
Acf ——受拉面上粘貼的碳纖維片材的截面面積；
fy、fy` ——受拉鋼筋和受壓鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
fc ——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
Ecf——碳纖維片材的彈性模量；
χ——等效矩形應(yīng)力圖形的混凝土受壓區(qū)高度；
ξcfb ——碳纖維片材達(dá)到其允許拉應(yīng)變與混凝土壓壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的界限相對(duì)受壓區(qū)高度，�。�
ε
ε——混凝土極限壓應(yīng)變，取0.0033； i ——考慮二次受力影響時(shí)，加固前構(gòu)件在初始彎矩作用下，截面受拉邊緣混凝
土的初始應(yīng)變，按本規(guī)程第4.3.4條計(jì)算；當(dāng)可以不考慮二次受力時(shí)，
取0；
εcfu ——碳纖維片材的極限拉應(yīng)變；
[εcf]——碳纖維片材的允許拉應(yīng)變，取kmεcfu,且不應(yīng)大于碳纖維片材極限拉應(yīng)變的
2/3和0.01兩者中的嬌小值；
εcf——碳纖維片材的拉應(yīng)變； cu
km——碳纖維片材厚度折減系數(shù)，取，其中，tcf的單位取
mm，Ecf的單位取MPa；
ncf——碳纖維片材的層數(shù)；
tcf ——單層碳纖維片材的厚度；
b、h ——截面寬度、高度；
h0——截面的有效高度；
a` ——受壓鋼筋截面重心至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離。
圖4.3.2中，χn為實(shí)際混凝土受壓區(qū)高度。
（a）x＞ξcfb
h時(shí)
（b）x＜ξcfb h時(shí)
圖4.3.2 矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算
4.3.3 對(duì)翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)在其受拉面粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，應(yīng)按本規(guī)程第4.3.2條的原則和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010關(guān)于T形截面構(gòu)件受彎承載力的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。
4.3.4 考慮二次受力影響時(shí)，加固前在初始彎矩Mi作用下，截面受拉邊緣混凝土的初始應(yīng)
變?chǔ)舏應(yīng)按下列公式計(jì)算：
（4.3.4-1）
（4.3.4-2）
（4.3.4-3）
（4.3.4-4）
（4.3.4-5）
（4.3.4-6）
式中 Mi——加固前受彎構(gòu)件計(jì)算截面上實(shí)際作用的初始彎矩；
εci——加固前初始彎矩Mi作用下受壓邊緣的壓應(yīng)變；
εsi、σsi ——加固前初始彎矩Mi作用下受拉鋼筋的拉應(yīng)變、拉應(yīng)力；
ζ ——受壓邊緣混凝土壓應(yīng)變綜合系數(shù)；
ψ ——受拉鋼筋拉應(yīng)變不均勻系數(shù)；
η ——內(nèi)力臂系數(shù)，取0.87；
Ec、Es ——混凝土、鋼筋的彈性模量；
ΑE ——鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；
ρ ——受拉鋼筋配筋率，ρ=As/bh0；
ftk ——混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；
ρte ——有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率As/Ate；
Ate ——有效受拉混凝土截面面積，對(duì)受彎構(gòu)件取0.5bh+（bf-b）hf，bf、hf分別
為受拉翼緣的寬度、高度；
rf` ——受壓翼緣加強(qiáng)系數(shù)，取，bf`、hf`分別為受壓翼緣的寬度、高
度。
當(dāng)初始彎矩Mi小于未加固截面受彎承載力的20%時(shí)，可忽略二次受力的影響。
4.3.5 計(jì)算正截面受彎承載力時(shí)，尚應(yīng)滿足下列要求：
1. 受壓區(qū)高度x不宜大于0.8ξbh0，其中界限相對(duì)受壓區(qū)高度ξb按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的規(guī)定確定；
2. 加固后受彎承載力的提高幅度不宜超過40%；
3. 加固后在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下受拉鋼筋的拉應(yīng)力不宜超過鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
當(dāng)有工程經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)時(shí)，上述規(guī)定可適當(dāng)放寬。
4.3.6 當(dāng)碳纖維片材粘貼于梁側(cè)面的受拉區(qū)進(jìn)行受彎加固時(shí)，粘貼區(qū)域宜在距受拉區(qū)邊緣1/4梁高范圍內(nèi)。在進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)將公式（4.3.2-1）~（4.3.2-4）中的h改用碳纖維片材截面面積形心至梁受壓區(qū)邊緣的距離hcf0代替，且宜將側(cè)面碳纖維片材的截面面積乘以折減系數(shù)（1-0.5hcf/h），其中hcf為側(cè)面碳纖維片材的粘貼高度。
4.3.7 對(duì)受彎加固的構(gòu)件尚應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的受剪承載力，避免受剪破壞先于受彎破壞發(fā)生。
4.3.8 對(duì)梁、板正彎矩區(qū)進(jìn)行受彎加固時(shí)，碳纖維片材宜延伸至支座邊緣。在集中荷載作用點(diǎn)兩側(cè)宜設(shè)置構(gòu)造的碳纖維片材U型箍或橫向壓條。
碳纖維片材的切斷位置距其充分利用截面的距離不應(yīng)小于按下式計(jì)算得出的粘結(jié)延伸長度ld，并應(yīng)延伸至不需要碳纖維片材截面之外不小于200mm（圖4.3.8）。
（4.3.8）
式中 ld ——碳纖維片材從強(qiáng)度充分利用截面向外延伸所需的粘結(jié)長度；
εcf——充分利用截面處碳纖維片材的拉應(yīng)變，按本規(guī)程第4.3.2條確定；
τcf——碳纖維片材與混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取0.5MPa；
bcf——受拉面上粘貼的碳纖維片材的寬度；對(duì)板取1000mm板寬范圍內(nèi)粘貼的碳纖維片材寬度。
圖4.3.8 碳纖維片材的粘結(jié)延伸長度
4.3.9 當(dāng)碳纖維片材延伸至支座邊緣仍不滿足本規(guī)程第4.3.8條的規(guī)定時(shí)，應(yīng)采取下列錨固措施：
1. 對(duì)于梁，在碳纖維片材延伸長度范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置碳纖維片材U型箍錨固（圖4.3.9a）。U
型箍宜在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置，且在延伸長度端部必須設(shè)置一道。U型箍的粘貼高度宜伸至板底面。每道U型箍的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度的1/2。
2. 對(duì)于板，在碳纖維片材延伸長度范圍內(nèi)應(yīng)通常設(shè)置垂直于受力碳纖維方向的壓條（圖
4.3.9b）。壓條宜在延伸錨固長度范圍內(nèi)均勻布置，且在延伸長度端部必須設(shè)置一道。每道壓條的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布條帶寬度的1/2，壓條的厚度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度的1/2。
3. 當(dāng)碳纖維布的延伸長度小于按公式（4.3.8）計(jì)算所得長度的1/2時(shí)，應(yīng)采取可靠的附加
機(jī)械錨固措施。
4. 當(dāng)采用碳纖維板時(shí)，應(yīng)在其延伸長度端部采取可靠的機(jī)械錨固措施。
（a） U型箍
（b） 碳纖維片材壓條
圖4.3.9 受彎加固時(shí)碳纖維片材端部附加錨固措施
4.3.10 對(duì)梁、板負(fù)彎矩區(qū)進(jìn)行受彎加固時(shí)，碳纖維片材的截?cái)辔恢镁嘀ё吘壍难由扉L度應(yīng)根據(jù)負(fù)彎矩分布按本規(guī)程第4.3.8條的原則確定，且對(duì)板不小于1/4跨度，對(duì)梁不小于1/3跨度。
當(dāng)采用碳纖維片材對(duì)框架梁負(fù)彎矩區(qū)進(jìn)行受彎加固時(shí)，應(yīng)采取可靠錨固措施與支座連接。當(dāng)碳纖維片材需繞過柱時(shí)，宜在梁側(cè)4hˊf范圍內(nèi)粘貼（圖4.3.10），當(dāng)有可靠依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)時(shí)，此限制可適當(dāng)放寬。
4.3.11 板受彎加固時(shí)，碳纖維片材宜采用多條密布方案。
4.3.12 當(dāng)沿柱軸向粘貼碳纖維片材對(duì)柱的正截面承載力進(jìn)行加固時(shí)，碳纖維片材應(yīng)有可靠的錨固措施。
圖4.3.10 負(fù)彎矩區(qū)加固時(shí)梁側(cè)有效粘貼范圍平面圖
1—柱 2—梁 3—板頂面碳纖維片材 hˊf—板厚
4.4 受 剪 加 固
4.4.1 對(duì)鋼筋混凝土梁進(jìn)行受剪加固時(shí)，應(yīng)按下列公式進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算：
（4.4.1-1）
（4.4.1-2） （4.4.1-3） 式中 Vb——梁的剪力設(shè)計(jì)值；
Vbrc ——未加固鋼筋混凝土梁的受剪承載力，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB50010的規(guī)定計(jì)算；
Vbcf ——碳纖維片材承擔(dān)的剪力；
εcfv——達(dá)到受剪承載能力極限狀態(tài)時(shí)碳纖維片材的應(yīng)變；
εcfu ——碳纖維片材的極限拉應(yīng)變；
φ ——碳纖維片材受剪加固形式系數(shù)，對(duì)封閉粘貼取1.0，對(duì)U形粘貼取0.85，對(duì)側(cè)面粘貼取0.70；
λb——梁受剪計(jì)算截面的剪跨比，對(duì)于集中荷載作用情況取a/h0，當(dāng)λb大于3.0時(shí)，
取3.0，當(dāng)λb小于1.5時(shí)，取1.5，a為集中荷載作用點(diǎn)到支座邊緣的距離；
對(duì)于均布荷載作用情況，取3.0；
ncf ——碳纖維片材的粘貼層數(shù)；
hcf ——側(cè)面粘貼碳纖維片材的高度；
scf ——碳纖維片材條帶的凈間距；
tcf ——單層碳纖維片材的厚度；
ωcf ——碳纖維片材條帶的寬度。
4.4.2 對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行受剪加固時(shí)，應(yīng)按下列公式進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算：
（4.4.2-1）
（4.4.2-2）
（4.4.2-3）
式中 Vc——柱的剪力設(shè)計(jì)值；
Vcrc ——未加固鋼筋混凝土柱的受剪承載力，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB50010的規(guī)定計(jì)算；
Vccf ——碳纖維片材承擔(dān)的剪力；
n ——柱的軸壓比，取N/fcA，N為柱軸向壓力設(shè)計(jì)值，A為柱截面面積；
λc ——柱的剪跨比，對(duì)于框架柱取Hn/2h0，當(dāng)λc大于3.0時(shí)取3.0，當(dāng)λc小于1.0時(shí)取1.0，Hn為框架柱凈高度，h0為框架柱的截面有效高度。
4.4.3 采用碳纖維片材對(duì)鋼筋混凝土梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1. 碳纖維片材的纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直；
2. 應(yīng)優(yōu)先采用封閉粘貼形式，也可采用U形粘貼、側(cè)面粘貼（圖4.4.3a）。對(duì)碳纖維板，
可采用雙L形板形成U形粘貼；
3. 當(dāng)碳纖維片材采用條帶布置時(shí)，其凈間距scf不應(yīng)大于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
規(guī)范》GB50010規(guī)定的最大箍筋間距的0.7倍；
4. U形粘貼和側(cè)面粘貼的粘貼高度hcf宜取構(gòu)件截面高度。對(duì)于U形粘貼形式，宜在上端
粘貼縱向碳纖維片材壓條；對(duì)側(cè)面粘貼形式，宜在上、下端粘貼縱向碳纖維片材壓條（圖
4.4.3b）。
（a） 粘貼方式
（b） U形粘貼和側(cè)面粘貼加縱向壓條
圖4.4.3 碳纖維片材的抗剪加固方式
4.4.4 構(gòu)件的受剪截面尺寸應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的規(guī)定。
4.5 柱的抗震加固
4.5.1 柱的抗震加固應(yīng)采用封閉式粘貼碳纖維片材的方法。柱端箍筋加密區(qū)的總折算體積配箍率應(yīng)按下列公式計(jì)算，并應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010對(duì)柱端箍筋加密區(qū)體積配箍率的要求：
（4.5.1） 式中 b、h——柱的截面寬度、高度；
ρv ——總折算體積配箍率；
ρsv——按箍筋范圍內(nèi)核心截面計(jì)算的體積配箍率；
υ——碳纖維片材的有效約束系數(shù)，取0.45；軸壓比大于0.5且加固時(shí)未卸載時(shí)取0.36；
fct ——碳纖維片材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取fctk/1.1；
fyv ——箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
4.5.2 碳纖維片材在箍筋加密區(qū)宜連續(xù)布置。碳纖維片材兩端應(yīng)搭接或采取可靠連接措施形成封閉箍。碳纖維片材條帶的搭接長度不應(yīng)小于150mm，各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開。
5 施 工 規(guī) 定
5.1 一般規(guī)定
5.1.1 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)由熟悉該技術(shù)施工工藝的專業(yè)施工隊(duì)伍承擔(dān)，并應(yīng)有加固方案和施工技術(shù)措施。
5.1.2 施工必須按照下列工序進(jìn)行：
1. 施工準(zhǔn)備；
2. 混凝土表面處理；
3. 配制并涂刷底層樹脂；
4. 配制找平材料并對(duì)不平整處進(jìn)行找平處理；
5. 配制并涂刷浸漬樹脂或粘貼樹脂；
6. 粘貼碳纖維片材；
7. 表面防護(hù)。
5.1.3 施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)采用適用于低溫環(huán)境的配套樹脂或采取升溫措施。
5.1.4 施工時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境濕度對(duì)樹脂固化的不利影響。
5.1.5 在進(jìn)行混凝土表面處理和粘貼碳纖維片材前，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。
5.1.6 樹脂配制時(shí)，應(yīng)按產(chǎn)品使用說明中規(guī)定的配比稱量并置于容器中，用攪拌器攪拌至色澤均勻。在攪拌用容器內(nèi)及攪拌器上不得有油污和雜質(zhì)。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境溫度確定樹脂的每次拌和量，并按要求嚴(yán)格控制使用時(shí)間。
5.2 施工準(zhǔn)備
5.2.1 應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)施工圖。
5.2.2 應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場和被加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際情況，擬訂施工方案和施工計(jì)劃。
5.2.3 應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機(jī)具等做好施工前的準(zhǔn)備工作。
5.3 表面處理
5.3.1 應(yīng)清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。
5.3.2 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。
5.3.3 被粘貼的混凝土表面應(yīng)打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。
5.3.4 混凝土表面應(yīng)清理干凈并保持干燥。
5.3 涂刷底層樹脂
5.4.1 應(yīng)按產(chǎn)品生產(chǎn)廠提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂。
5.4.2 應(yīng)采用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。宜在底層樹脂表面指觸干燥后，盡快進(jìn)行下一工序的施工。
5.5 找平處理
5.5.1 應(yīng)按產(chǎn)品生產(chǎn)廠提供的工藝規(guī)定配制找平材料。
5.5.2 應(yīng)對(duì)混凝土表面凹陷部位用找平材料填補(bǔ)平整，不應(yīng)有棱角。
5.5.3 轉(zhuǎn)角處應(yīng)采用找平材料修理成為光滑的圓弧，半徑不應(yīng)小于20mm。
5.5.4 宜在找平材料表面指觸干燥后，盡快進(jìn)行下一工序的施工。
5.6 粘貼碳纖維片材
5.6.1 應(yīng)按下列步驟和要求粘貼碳纖維布：
1. 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布；
2. 應(yīng)按產(chǎn)品生產(chǎn)廠提供的工藝規(guī)定配制浸漬樹脂，并均勻涂抹于粘貼部位；
3. 將碳纖維布用手輕壓帖于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣
泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布；
4. 多層粘貼時(shí)應(yīng)重復(fù)上述步驟，并宜在纖維表面的浸漬樹脂指觸干燥后盡快進(jìn)行下一層粘
貼；
5. 應(yīng)在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。
5.6.2 應(yīng)按下列步驟和要求粘貼碳纖維板：
1. 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維板，并按產(chǎn)品生產(chǎn)廠提供的工藝規(guī)定配制粘結(jié)樹脂；
2. 應(yīng)將碳纖維板表面擦拭干凈至無粉塵。當(dāng)需粘貼兩層時(shí)，底層碳纖維板的兩面均應(yīng)擦拭
干凈；
3. 擦拭干凈的碳纖維板應(yīng)立即涂刷粘結(jié)樹脂，樹脂層應(yīng)呈突起狀，平均厚度不應(yīng)小于2mm；
4. 應(yīng)將涂有粘結(jié)樹脂的碳纖維板用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡皮滾筒順纖維方向均勻
平穩(wěn)壓實(shí)，使樹脂從兩邊擠出，保證密實(shí)無空洞。當(dāng)平行粘貼多條碳纖維板時(shí)，兩條板帶之間的空隙不應(yīng)小于5mm；
5. 需粘貼兩層碳纖維板時(shí)，應(yīng)連續(xù)粘貼。當(dāng)不能立即粘貼時(shí)，再開始粘貼前應(yīng)對(duì)底層碳纖
維板重新進(jìn)行清理。
5.7 表面防護(hù)
5.7.1 當(dāng)需要做表面防護(hù)時(shí)，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定處理，并保證防護(hù)材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結(jié)。
5.8 施工安全和注意事項(xiàng)
5.8.1 碳纖維片材為導(dǎo)電材料，施工碳纖維片材時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源，或采取可靠的防護(hù)措施。
5.8.2 施工過程中應(yīng)避免碳纖維片材彎折。
5.8.3 碳纖維片材配套樹脂的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直接照射。
5.8.4 樹脂的配制和使用場所應(yīng)保持通風(fēng)良好。
5.8.5 現(xiàn)場施工人員應(yīng)采取響應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施。
6 檢驗(yàn)及驗(yàn)收
6.0.1 在施工之前，應(yīng)確認(rèn)碳纖維片材和配套樹脂類粘結(jié)材料的產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗(yàn)報(bào)告，各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)符合本規(guī)程第3.1、3.2、3.3節(jié)的要求。
6.0.2 采用碳纖維片材和配套樹脂類粘結(jié)材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按本規(guī)程第5章有關(guān)條款的規(guī)定進(jìn)行各工序隱蔽工程的檢驗(yàn)及驗(yàn)收。如施工質(zhì)量不滿足本規(guī)程第5章有關(guān)條款的要求，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施或返工。
6.0.3 碳纖維片材的實(shí)際粘貼面積不應(yīng)少于設(shè)計(jì)面積，位置偏差不應(yīng)大于10mm。
6.0.4 碳纖維片材與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法檢查，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)低于95%。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積不大于10000mm2時(shí)，可采用針管注膠的方法進(jìn)行修補(bǔ)。當(dāng)空鼓面積大于10000mm2時(shí)，宜將空鼓部位的碳纖維片材切除，重新搭接貼上等量的碳纖維片材，搭接長度不應(yīng)小于100mm。
6.0.5 必要時(shí)，可按附錄B方法對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢驗(yàn)。
6.0.6 必要時(shí)，可對(duì)碳纖維片材和配套樹脂類粘結(jié)材料進(jìn)行現(xiàn)場取樣檢驗(yàn)。
附錄A 碳纖維片材配套樹脂類粘結(jié)材料與
混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)定方法
A.1 使用范圍
A.1.1 本方法適用于與碳纖維片材配套的樹脂類粘結(jié)材料單層或復(fù)合涂層與混凝土間的正拉粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定。
A.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試樣
A.2.1 拉力試驗(yàn)機(jī)。
拉力試驗(yàn)機(jī)的量程選擇應(yīng)與試樣的破壞荷載相適應(yīng)。試驗(yàn)時(shí)所用的夾具應(yīng)能使試樣對(duì)中、固定，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能使拉力平穩(wěn)地增加。
A.2.2 試驗(yàn)機(jī)具。
試驗(yàn)所用機(jī)具應(yīng)采用鋼筋加工而成（圖A.2.2）
A.2.3 混凝土試塊
試驗(yàn)所用混凝土試塊的尺寸為70mm×70mm×40 mm。預(yù)切縫深度取2~3mm。寬度1~2mm（圖A.2.3）。
A.2.4 試樣制備。
試樣為鋼標(biāo)準(zhǔn)塊與混凝土試塊的組合件。在混凝土試塊的中央位置按照正常的施工工序粘貼尺寸為40mm×40 mm的碳纖維片材，然后將鋼標(biāo)準(zhǔn)塊與混凝土試塊粘結(jié)（圖A.2.4）。 樹脂的制備和固化，應(yīng)按響應(yīng)的樹脂產(chǎn)品技術(shù)條件或樹脂施工工藝說明書中規(guī)定的條件進(jìn)行。
（a）鋼標(biāo)準(zhǔn)塊 （b）鋼夾具
圖A.2.2 試驗(yàn)機(jī)尺寸示意
圖A.2.3 混凝土試塊尺寸
1—預(yù)切縫
圖A.2.4 試樣組成示意
1—配套樹脂粘結(jié)材料及碳纖維片材 2—鋼標(biāo)準(zhǔn)塊 3—預(yù)切縫 4—混凝土試塊 5—鋼夾具
A.3 試驗(yàn)條件
A.3.1 試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)保持在：溫度23±1℃，相對(duì)濕度60%~70%。
A.4 試驗(yàn)步驟
A.4.1 將制備好的試樣放入拉力試驗(yàn)機(jī)的夾具中并對(duì)中。
A.4.2 以1500~2000N/min的速度進(jìn)行加載，直至破壞。記錄試樣破壞時(shí)的荷載值P，并觀察破壞形式。
A.5 試驗(yàn)結(jié)果
A.5.1 強(qiáng)度計(jì)算。
正拉粘結(jié)強(qiáng)度按下式計(jì)算：
f=P/A
式中：f—正拉粘結(jié)強(qiáng)度，Mpa；
P—試樣破壞時(shí)的荷載值，N；
2A—鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的粘結(jié)面面積，mm。
A.5.2 破壞形式。
1．混凝土破壞：混凝土試塊破壞，以Af表示。
2．層間破壞：樹脂與混凝土間復(fù)合涂層界面破壞，以Bf表示。
3．碳纖維片材破壞：碳纖維片材內(nèi)部破壞，以Cf表示。
4．粘結(jié)失效：碳纖維片材與鋼標(biāo)準(zhǔn)塊之間破壞，以Df表示。
破壞形式為Af、Bf時(shí)，量測(cè)結(jié)果符合粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)要求。如出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，則應(yīng)注明。破壞形式為Cf、Df時(shí)，量測(cè)結(jié)果應(yīng)予剔除。
A.5.3 試驗(yàn)結(jié)果的表示。
每組被測(cè)試樣應(yīng)不少于5個(gè)。單個(gè)試樣的f值與該組試樣的算術(shù)平均值的誤差不超過±15%時(shí)為有效值。至少取3個(gè)有效值的算術(shù)平均值作為該組正拉粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果。
試驗(yàn)結(jié)果用正拉粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果和破壞形式共同表示，如3.5 Mpa，Af
A.5.4 試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：
（1） 樹脂的名稱、牌號(hào)、批號(hào)和來源；
（2） 制備試樣的工藝條件；
（3） 試樣的編號(hào)和數(shù)量；
（4） 試驗(yàn)時(shí)環(huán)境的溫度、濕度；
（5） 拉力試驗(yàn)機(jī)的型號(hào)、量程、加載速度；
（6） 試樣的破壞荷載、破壞形式、粘結(jié)強(qiáng)度及其平均誤差；
（7） 試驗(yàn)中出現(xiàn)的偏差和異�，F(xiàn)象；
（8） 試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員。
附錄B 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工
質(zhì)量現(xiàn)場檢驗(yàn)方法
B.1 使用范圍
B.1.1 本方法適用于碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的現(xiàn)場檢驗(yàn)。
B.2 試驗(yàn)設(shè)備和試樣
B.2.1 粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀。
對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀的要求，可參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)顯式粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀》JG3056的規(guī)定。粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀應(yīng)每年檢定一次，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)隨時(shí)維修、檢定。
B2.2 取樣規(guī)則。
現(xiàn)場檢驗(yàn)應(yīng)在已完成碳纖維片材粘貼加固的結(jié)構(gòu)表面上進(jìn)行。按實(shí)際粘貼碳纖維片材的加固結(jié)構(gòu)表面面積計(jì)，500㎡以下工程取一組試樣，500㎡至1000㎡工程取兩組試樣，1000㎡以上工程每1000㎡取兩組試樣。試樣應(yīng)由檢驗(yàn)人員隨機(jī)抽取，試樣間距不得小于500mm。
B2.3 現(xiàn)場試樣制備。
1. 表面處理：被測(cè)部位的加固表面應(yīng)清除污漬并保持干燥。
2. 切割預(yù)切縫：從加固表面向混凝土基體內(nèi)部切割預(yù)切縫，切入混凝土深度2~3mm，寬
度1~2mm。預(yù)切縫形狀為直徑40mm的圓形。
3. 粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊：采用取樣粘結(jié)劑粘貼直徑為40mm的圓形鋼標(biāo)準(zhǔn)塊（圖B.2.3）。取樣粘
結(jié)劑的正拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于碳纖維片材粘貼樹脂的正拉粘結(jié)強(qiáng)度。鋼標(biāo)準(zhǔn)塊粘貼后應(yīng)及時(shí)固定。
圖B.2.3 碳纖維片材粘結(jié)質(zhì)量現(xiàn)場檢驗(yàn)示意
B.3 試驗(yàn)步驟
B.3.1 按照粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀生產(chǎn)廠提供的使用說明書，連接鋼標(biāo)準(zhǔn)塊。
B.3.2 以1500~2000N/min勻速加載，記錄破壞時(shí)的荷載值，并觀察破壞形態(tài)。
B.4 試驗(yàn)結(jié)果
B.4.1 強(qiáng)度計(jì)算。
正拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：
f=P/A (B.4.1) 式中 f ——正拉粘結(jié)強(qiáng)度，Mpa；
P ——試樣破壞時(shí)的荷載值，N；
2 A ——鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的粘結(jié)面面積，mm。
B.4.2 破壞形式。
1. 混凝土破壞：混凝土試塊破壞，以Af表示。
2. 層間破壞：樹脂與混凝土間復(fù)合涂層界面破壞，以Bf表示。
3. 碳纖維片材破壞：碳纖維片材內(nèi)部破壞，Cf表示。
4. 粘結(jié)失效：碳纖維片材與鋼標(biāo)準(zhǔn)塊之間破壞，以Df表示。
B.4.3 試驗(yàn)結(jié)果的表示。
每組取3個(gè)被測(cè)試樣，以算術(shù)平均值作為該組正拉粘結(jié)強(qiáng)度的.試驗(yàn)結(jié)果。
試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)包括破壞形式、3個(gè)試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度值和該組正拉粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)平均值。
B.4.4 按照下列判據(jù)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行判定：
1. 破壞形式為Af時(shí)，施工質(zhì)量判定為合格；
2. 破壞形式為Bf、Cf、Df時(shí)，如滿足每組試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)平均值不小于2.5 Mpa，
且其中單個(gè)試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度最小值不小于2.25 Mpa的要求，施工質(zhì)量判定為合格；
3. 破壞形式為Bf、Cf，如不能滿足每組試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)平均值不小于2.5 Mpa，
且其中單個(gè)試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度最小值不小于2.25 Mpa的要求，施工質(zhì)量判定為不合格，或根據(jù)實(shí)際工程情況加大樣本數(shù)量重新檢驗(yàn)。；
4. 破壞形式為Df時(shí)，如不能滿足每組試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)平均值不小于2.5 Mpa，且
其中單個(gè)試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度最小值不小于2.25 Mpa的要求，應(yīng)重新制備試樣和檢驗(yàn)。
B.4.5 試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：
（1） 建設(shè)單位、委托單位、施工單位和檢驗(yàn)單位的名稱；
（2） 制備試樣的工藝術(shù)條件；
（3） 工程名稱、取樣部位、試樣的數(shù)量和編號(hào)；
（4） 試驗(yàn)時(shí)環(huán)境的溫度、濕度；
（5） 粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀的型號(hào)、量程、加載速度；
（6） 試樣的破壞荷載值、破壞形式、粘結(jié)強(qiáng)度及其平均誤差；
（7） 試驗(yàn)中出現(xiàn)的偏差和異常現(xiàn)象；
（8） 試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員。
本規(guī)程用詞說明
一、 為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時(shí)區(qū)別對(duì)待，對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明
如下：
1. 表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的：
正面詞采用“必須”；
反面詞采用“嚴(yán)禁”。
2. 表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的：
正面詞采用“應(yīng)”；
反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。
3. 表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的：
正面詞采用“宜”；
反面詞采用“不宜”。
表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。
二、條文中指明應(yīng)按其它有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行時(shí)，寫法為“應(yīng)符合??的規(guī)定”或
“應(yīng)按??執(zhí)行”。非必須按所指定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)，寫法為“可參照??執(zhí)行”。
中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)
碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)
技術(shù)規(guī)程
CECS 146：2003
條 文 說 明
目
1 總則
3 材料
3.1 一般要求
3.2 碳纖維片材
3.3 配套樹脂類粘結(jié)材料
3.4 表面防護(hù)材料
4 設(shè)計(jì)規(guī)定
4.1 一般規(guī)定
4.2 一般構(gòu)造要求
4.3 受彎加固
4.4受剪加固
4.5 柱的抗震加固
5 施工規(guī)定
5.1 一般規(guī)定
5.3 表面處理
5.4 涂刷底層樹脂
5.5 找平處理
5.6 粘貼碳纖維片材
6 檢驗(yàn)及驗(yàn)收
次
1 總 則
1.0.1 本條指出制訂本規(guī)程的目的和要求，并提出了碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)必須遵循的原則。
碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)新的應(yīng)用外粘高性能復(fù)合材料加固結(jié)構(gòu)的技術(shù)。目前國內(nèi)對(duì)碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的理論和試驗(yàn)研究成果已較多，設(shè)計(jì)與施工水平正在逐步提高，加固工程量也迅速增加。制訂本規(guī)程，是為了在確保碳纖維片材加固工程質(zhì)量的前提下，大力發(fā)展該項(xiàng)新技術(shù)，以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并使其在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域中的應(yīng)用規(guī)范化。
1.0.2 本規(guī)程的適用范圍是碳纖維片材加固房屋建筑和一般構(gòu)筑物混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收。混凝土結(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)失誤、施工錯(cuò)誤、材料質(zhì)量不符合要求、荷載增加、使用功能改變和因遭受火災(zāi)、水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、地震等災(zāi)害使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件遭到破壞，均可采用碳纖維片材進(jìn)行加固處理。對(duì)于鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電工程的混凝土結(jié)構(gòu)，用碳纖維片材進(jìn)行加固也是可行的；同時(shí)，國內(nèi)外研究和工程經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)也可以采用碳纖維片材進(jìn)行加固，但應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)具體情況參照本規(guī)程執(zhí)行。
1.0.3 在執(zhí)行本規(guī)程的同時(shí)，尚應(yīng)配合使用國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010等。
1.0.4 本規(guī)程規(guī)定結(jié)構(gòu)長期使用溫度不應(yīng)高于60℃，是按常溫固化樹脂類粘結(jié)材料的要求，同時(shí)也因?yàn)橐话慊炷两Y(jié)構(gòu)的使用溫度均低于此溫度。當(dāng)采用與碳纖維片材相配套的高溫固化樹脂類粘結(jié)材料且有可靠依據(jù)時(shí)，可不受此規(guī)定限制。在特殊環(huán)境（腐蝕、放射、高溫等）下采用碳纖維片材進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，尚應(yīng)遵守相應(yīng)的國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，采取必要的防護(hù)措施。這是指在碳纖維片材加固完成后，仍應(yīng)按照國家現(xiàn)行有關(guān)（特殊環(huán)境的）標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行防護(hù)處理。
1.0.5 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)前，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定或評(píng)估。我國已發(fā)布了《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ144和《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292等，通過檢測(cè)鑒定評(píng)定結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的可靠性程度，可為碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工提供基本依據(jù)。
1.0.6 由于采用碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)新技術(shù)，具有不同于其它加固方法的特殊性，故應(yīng)由對(duì)碳纖維復(fù)合材料性質(zhì)及其加固設(shè)計(jì)熟悉的專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，也應(yīng)由熟悉該技術(shù)的專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行施工，以保證該技術(shù)的有效實(shí)施。由不了解碳纖維復(fù)合材料性質(zhì)及其設(shè)計(jì)、施工特殊性的人員進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，容易發(fā)生加固設(shè)計(jì)和施工的失誤，造成事故和經(jīng)濟(jì)損失，影響該項(xiàng)新技術(shù)的正常發(fā)展。
3
3.1 一般要求
3.1.1 本條指出粘貼碳纖維片材加固方法所采用的材料種類，特別指出粘結(jié)材料應(yīng)是與碳纖維片材相配套的產(chǎn)品。原則上應(yīng)有試驗(yàn)資料證明粘結(jié)材料與配套碳纖維片材的粘結(jié)效果，以避免粘結(jié)材料與碳纖維片材不配套而造成加固效果降低或加固失效。
3.1.2 本條為加固用材料的一般要求。碳纖維片材和配套粘結(jié)材料的性能必須符合本條的規(guī)定，才能作為混凝土結(jié)構(gòu)加固用材料。使用不符合本條規(guī)定的產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，會(huì)導(dǎo)致加固失效甚至造成嚴(yán)重事故。
3.1.3 目前在加固工程中大量使用的是單向碳纖維片材，故本規(guī)程列出了對(duì)單向碳纖維片材的性能指標(biāo)。因?yàn)閷?duì)各種加固用碳纖維片材的基本性能要求是一致的，因此對(duì)于雙向或多 材 料
向碳纖維片材的性能指標(biāo)未予列出，可以參照單向碳纖維片材的指標(biāo)采用，本規(guī)程不再一一列舉。
3.2 碳纖維片材
3.2.1 本規(guī)程僅針對(duì)碳纖維布和碳纖維板兩種制品形式，統(tǒng)稱為碳纖維片材。
碳纖維布的計(jì)算厚度為理論計(jì)算值，而不是碳纖維布的實(shí)測(cè)厚度，因?yàn)樘祭w維布質(zhì)地柔軟，實(shí)測(cè)厚度離散性很大。碳纖維板的截面面積指含樹脂板材的實(shí)測(cè)截面面積。對(duì)碳纖維板產(chǎn)品應(yīng)說明纖維的體積含量。常用碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量、截面面積和計(jì)算厚度見表1。
3.2.2 碳纖維材料具有強(qiáng)度高、彈性模量高、重量輕及耐腐蝕性好等特點(diǎn)。目前，在混凝土結(jié)構(gòu)加固中一般使用高強(qiáng)度型碳纖維片材，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的10倍左右，彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。另外，碳纖維沒有類似鋼筋的屈服點(diǎn)，在達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度前應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系為線彈性。本規(guī)程的規(guī)定均以高強(qiáng)度型碳纖維片材為對(duì)象，當(dāng)用于重要的建筑物的結(jié)構(gòu)加固時(shí)，建議對(duì)碳纖維片材伸長率的要求予以適當(dāng)提高。
3.2.4 試驗(yàn)研究和工程經(jīng)驗(yàn)證明，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量越大，施工時(shí)浸漬樹脂越不容易完全浸透，施工質(zhì)量越難以保證。本規(guī)程所說的碳纖維質(zhì)量是指碳纖維的凈質(zhì)量，不包括固定碳纖維所用的緯線和預(yù)浸所用的樹脂質(zhì)量在內(nèi)。
3.2.5 碳纖維板過厚或過寬，施工質(zhì)量均較難保證，所以在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，都應(yīng)盡量使用寬度較小的碳纖維板。材料研究表明，碳纖維板中碳纖維體積含量在60%~70%時(shí)性能最好，故本規(guī)程建議碳纖維板中的纖維體積含量不宜低于60%。
3.3 配套樹脂類粘結(jié)材料
3.3.1 底層樹脂的作用是增強(qiáng)混凝土表層，提高混凝土與找平材料或粘結(jié)樹脂界面的粘結(jié)強(qiáng)度。找平材料的作用是填充混凝土表面的空洞、裂隙等，使加固表面平整度符合要求，并與底層樹脂及浸漬樹脂具有可靠的粘結(jié)強(qiáng)度，形成粘結(jié)體系。當(dāng)混凝土表面平整度滿足要求時(shí)，可盡量減少找平材料的用量。浸漬樹脂是粘貼碳纖維布的主要粘結(jié)材料，其作用是使碳纖維絲之間以及與混凝土之間充分粘結(jié)，以共同承受結(jié)構(gòu)的作用。粘結(jié)樹脂是粘貼碳纖維板的主要粘結(jié)材料。本條強(qiáng)調(diào)必須使用與碳纖維片材相配套的粘結(jié)材料。
3.3.2 粘結(jié)材料的性能必須滿足本規(guī)程的有關(guān)要求，因?yàn)檎辰Y(jié)材料的性能與粘結(jié)質(zhì)量和加固效果密切相關(guān)。如粘結(jié)材料的性能達(dá)不到要求，必然導(dǎo)致加固效果降低，甚至加固失效。
3.3.3 粘結(jié)材料與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度是兩者之間粘結(jié)性能的基本反映，可以用正拉粘結(jié)強(qiáng)度來表達(dá)。研究結(jié)果表明，采用正拉粘結(jié)強(qiáng)度為檢測(cè)指標(biāo)，是因?yàn)檎辰Y(jié)強(qiáng)度與其它受力狀態(tài)下的粘結(jié)強(qiáng)度具有很好的相關(guān)關(guān)系，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)離散性小，且測(cè)試方便。按規(guī)定的環(huán)境條件進(jìn)行老化試驗(yàn)，2000h后的正拉粘結(jié)強(qiáng)度降低不超過10%，可認(rèn)為降低不明顯。
3.4 表面防護(hù)材料
3.4.1 表面防護(hù)的作用是保護(hù)加固結(jié)構(gòu)的碳纖維片材和樹脂免受外界不利環(huán)境的侵害，如紫外線照射、火災(zāi)等。表面防護(hù)材料的選擇，可按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。需要指出，碳纖維片材不能當(dāng)做防護(hù)材料使用。當(dāng)被加固混凝土結(jié)構(gòu)本身有防護(hù)要求時(shí)，采用碳纖維
片材加固后還應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。必須保證防護(hù)材料與浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂粘結(jié)可靠，變形協(xié)調(diào)。
3.4.2 本條強(qiáng)調(diào)對(duì)于有防火要求的建筑物，必須按照要求選擇防火材料并進(jìn)行防護(hù)處理，以保證加固后建筑物能夠達(dá)到防火規(guī)范規(guī)定的防火等級(jí)。
3.4.3 當(dāng)被加固結(jié)構(gòu)本身需要按使用環(huán)境條件采取規(guī)定的防護(hù)措施時(shí)，結(jié)構(gòu)加固后同樣應(yīng)按照相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。
4 設(shè)計(jì)規(guī)定
4.1 一般規(guī)定
4.1.1 碳纖維片材不能設(shè)計(jì)為承受壓力，但在反復(fù)荷載下碳纖維片材在經(jīng)受一定的壓力作用后，仍可承受拉力。
碳纖維片材應(yīng)采用配套樹脂類粘結(jié)材料粘貼于構(gòu)件表面，在構(gòu)件受力過程中應(yīng)與構(gòu)件保持變形協(xié)調(diào)。應(yīng)采取措施保證不發(fā)生因粘貼面過早剝離而導(dǎo)致加固效果顯著降低。本規(guī)程的設(shè)計(jì)計(jì)算方法均基于這一前提建立。
4.1.2 到目前為止，碳纖維片材對(duì)混凝土受彎構(gòu)件的受彎加固、受剪加固和柱的抗震加固研究和應(yīng)用最多，相應(yīng)的計(jì)算理論也較成熟，故本規(guī)程列出了這三種加固方法的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和構(gòu)造規(guī)定。受彎加固是指為提高受彎構(gòu)件正截面承載力而進(jìn)行的加固；受剪加固是指為提高受彎構(gòu)件斜截面承載力而進(jìn)行的加固；抗震加固是指為提高構(gòu)件的抗震性能而進(jìn)行的加固。在受彎加固時(shí)，應(yīng)使碳纖維片材的纖維方向與受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向一致；在受剪加固時(shí)，應(yīng)使碳纖維片材的纖維方向與混凝土中主拉應(yīng)力方向一致，但為了施工方便，建議采用碳纖維方向與構(gòu)件縱軸垂直；抗震加固時(shí)，應(yīng)使碳纖維布封閉纏繞在柱上，以較好地提高抗震性能。除此以外，碳纖維片材也可沿構(gòu)件軸向粘貼對(duì)受拉構(gòu)件加固，或沿構(gòu)件環(huán)向粘貼對(duì)軸心受壓構(gòu)件加固。在受彎加固時(shí)，也可采用對(duì)碳纖維片材施加預(yù)應(yīng)力的方法提高加固效果。碳纖維片材也可用于剪力墻、殼體、筒倉、煙囪等特種結(jié)構(gòu)的加固。這些加固方法雖有研究表明是有效的，但相應(yīng)計(jì)算理論和方法的研究尚不充分，應(yīng)用也較少，故暫未列入本規(guī)程。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，可采用這種加固方法。
4.1.3 本規(guī)程主要針對(duì)房屋建筑和一般構(gòu)筑物中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固，主要根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法確定有關(guān)的加固計(jì)算方法，使其與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范相協(xié)調(diào)。為保證加固后結(jié)構(gòu)的可靠性，應(yīng)使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在碳纖維片材加固失效的情況下不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)倒塌等嚴(yán)重破壞。
試驗(yàn)研究表明，碳纖維片材加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有多種破壞形態(tài)，除了與普通混凝土構(gòu)件相同的以外，還有一些特殊的破壞形態(tài)，如碳纖維片材的剝離破壞等。采用這種加固方法，構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)，碳纖維片材的抗拉強(qiáng)度往往不能完全發(fā)揮，此時(shí)應(yīng)以達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)碳纖維片材所達(dá)到的應(yīng)變值來確定其承載力。同時(shí)，由于碳纖維片材在最終拉斷時(shí)表現(xiàn)出明顯的脆性，因此即使構(gòu)件破壞時(shí)碳纖維片材可以達(dá)到其極限抗拉強(qiáng)度，也應(yīng)選擇小于其極限拉應(yīng)變的允許拉應(yīng)變作為設(shè)計(jì)極限狀態(tài)的標(biāo)志，以保證足夠的可靠度。
4.1.4 本規(guī)程規(guī)定的產(chǎn)品性能是最低要求，具體的規(guī)定可參見有關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)廠提供的產(chǎn)品性能必須滿足本規(guī)程的規(guī)定，方可在工程中應(yīng)用。
4.1.5 一般情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固是局部的。加固后結(jié)構(gòu)體系可能有所改變，因此加固設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，以保證不發(fā)生危險(xiǎn)的脆性破壞。例如，在受彎加固后應(yīng)避免剪切破壞先于受彎破壞發(fā)生等。
4.1.6 研究表明，當(dāng)加固前構(gòu)件計(jì)算所受的初始彎距小于其受彎承載力的20%時(shí)，初始彎距的作用不大，可以忽略二次受力的影響。
4.1.7 在實(shí)際工程中，某些結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度可能低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)要求的最低強(qiáng)度等級(jí)。如果結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度過低，則與碳纖維片材的粘結(jié)強(qiáng)度也較低，易發(fā)生脆性顯著的剝離破
壞，碳纖維片材就不能充分發(fā)揮作用，因此本條規(guī)定了被加固結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的最低等級(jí)。而對(duì)于封閉粘貼碳纖維片材的約束混凝土，當(dāng)封閉碳纖維片材的搭接構(gòu)造滿足本規(guī)程的規(guī)定時(shí)，約束混凝土的抗壓強(qiáng)度可以得到提高，故被加固結(jié)構(gòu)的混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)可放寬至C10。
4.2 一般構(gòu)造要求
4.2.1 碳纖維片材沿其纖維方向彎折時(shí)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中和纖維絲折斷，影響強(qiáng)度發(fā)揮。根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，當(dāng)轉(zhuǎn)角處的曲率半徑不小于20mm時(shí)，可減緩應(yīng)力集中，碳纖維片材強(qiáng)度基本上不受影響。對(duì)于彈性模量較高的碳纖維片材，如要求碳纖維片材強(qiáng)度不受影響，則轉(zhuǎn)角處的曲率半徑應(yīng)該更大。曲率半徑的大小與碳纖維片材的彈性模量高低有關(guān)，因缺少試驗(yàn)資料，本規(guī)程未作明確規(guī)定。
4.2.2 試驗(yàn)研究表明，當(dāng)單位面積碳纖維質(zhì)量不超過450g/㎡，碳纖維布沿受力方向的搭接長度不小于100mm時(shí)，破壞不會(huì)發(fā)生在搭接位置。當(dāng)單位面積碳纖維質(zhì)量超過450g/㎡時(shí)，尚應(yīng)通過試驗(yàn)研究確定碳纖維布搭接長度。碳纖維布的搭接位置相互錯(cuò)開是為了施工方便。有資料表明，在施工質(zhì)量有保證時(shí)，碳纖維布的斷裂或破壞一般不會(huì)發(fā)生在搭接處。
4.2.3 附加錨固措施是指，將鋼板或角鋼等先粘貼在碳纖維片材外表，再用錨栓錨固于混凝土中，錨栓的數(shù)量及布置方式應(yīng)根據(jù)錨固區(qū)受力大小確定。鋼板壓條厚度不宜小于3mm，錨栓規(guī)格不宜小于M6。設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)考慮因采取附加錨固措施而造成的碳纖維片材損傷對(duì)加固效果的影響。
4.3 受彎加固
4.3.1 國內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明，在受彎構(gòu)件的受拉面粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，截面應(yīng)變分布仍符合平截面假定。為防止碳纖維片材最終發(fā)生脆性拉斷破壞，所采用的允許拉應(yīng)變[εcf]一般為設(shè)計(jì)極限拉應(yīng)變?chǔ)與fu的2/3；同時(shí)根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010對(duì)構(gòu)件塑性變形的控制條件，[εcf]且不應(yīng)大于0.01。
碳纖維片材從受載至拉斷，均表現(xiàn)為線彈性。
4.3.2 采用粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，構(gòu)件的破壞形態(tài)主要有以下幾種：
1. 受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓壞，此時(shí)碳纖維片材未達(dá)到其允許拉應(yīng)變
[εcf]；
2. 受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后碳纖維片材超過其允許拉應(yīng)變[εcf]并達(dá)到極限拉應(yīng)變而拉
斷，此時(shí)受壓區(qū)混凝土尚未壓壞；
3. 因加固量過大，在受拉鋼筋達(dá)到屈服前受壓區(qū)混凝土先壓壞
4. 在達(dá)到正截面極限承載能力前，碳纖維片材與混凝土發(fā)生剝離破壞。
對(duì)受彎加固，按前兩種破壞形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)第3種破壞形態(tài)，可通過控制加固量上限來避免發(fā)生。本規(guī)程第4.3.5條第1款規(guī)定的受壓區(qū)高度x不大于0.8ξbh0，即可控制不發(fā)生第3種破壞形態(tài)。第4種破壞形態(tài)屬于脆性破壞，此時(shí)碳纖維片材中的應(yīng)力很小，必須避免，一般通過構(gòu)造或錨固措施予以保證。本規(guī)程第4.3.1條第4款為應(yīng)用本條計(jì)算公式的前提條件，其構(gòu)造應(yīng)符合本規(guī)程第4.3.8條和第4.3.9條的規(guī)定。
本條第1款為第1種破壞形態(tài)的受彎承載能力計(jì)算公式。公式（4.3.2-1）從對(duì)受拉鋼筋截面形心取矩的力矩平衡方程得到，公式（4.3.2-2）為力平衡方程，公式（4.3.2-3）是按平截面假定得到。
本條第2款、第3款為第2種破壞形態(tài)的受彎承載力近似計(jì)算公式，此時(shí)受壓區(qū)高度很小。第2款中，偏于安全地對(duì)受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變且碳纖維片材同時(shí)達(dá)到允許拉應(yīng)變的界限狀態(tài)時(shí)的受壓區(qū)合力作用點(diǎn)取矩，并取碳纖維片材的應(yīng)變?yōu)樵试S拉應(yīng)變，即得公式（4.3.2-4）。第3款中，對(duì)受壓鋼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程筋合力作用點(diǎn)取矩，并認(rèn)為受壓鋼筋合力作用點(diǎn)與受壓區(qū)混凝土合力作用點(diǎn)重合，即得公式（4.3.2-5）。
由于被加固結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般較低，故本規(guī)程對(duì)受彎承載立計(jì)算公式中的等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)，未考慮高強(qiáng)混凝土的影響。
4.3.4 根據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在正常使用階段受壓區(qū)邊緣混凝土和受拉鋼筋的應(yīng)變計(jì)算公式，按平截面假定可確定加固前在初始彎矩作用下的混凝土拉應(yīng)變?chǔ)舏。
根據(jù)計(jì)算分析和試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)初始彎矩Mi小于未加固截面受彎承載力的20%時(shí)，二次受力對(duì)受彎極限承載力的影響很小，可以不考慮。
4.3.5 限制受壓區(qū)高度x不大于0.8ξbh0，是為了避免因加固量過大而導(dǎo)致超筋性質(zhì)的脆性破壞。
因?yàn)闆]有成熟的研究成果，本規(guī)程未給出加固后正常使用階段的裂縫和變形的驗(yàn)算方法。為了控制加固后構(gòu)件的裂縫寬度和變形，以及考慮到碳纖維片材的加固應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)尚有不足之處，本規(guī)程對(duì)加固后受彎承載力的提高程度作了限制，并對(duì)正常使用階段的鋼筋應(yīng)力作了控制。
4.3.6 在梁側(cè)面受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，仍可按照平截面假定來確定碳纖維片材的應(yīng)變分布，碳纖維片材距受拉區(qū)邊緣越遠(yuǎn)，應(yīng)變?cè)叫�，越不能充分發(fā)揮作用，因此限制了碳纖維片材在梁側(cè)面受拉區(qū)的粘貼高度，同時(shí)乘以折減系數(shù)來考慮應(yīng)變不均勻分布的影響，以簡化計(jì)算。
4.3.7 本條是考慮受彎加固可能引起構(gòu)件受力狀態(tài)改變從而發(fā)生破壞形態(tài)轉(zhuǎn)化，所以，進(jìn)行受彎加固時(shí)尚應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的受剪承載力。
4.3.8 碳纖維片材與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度的取值，是根據(jù)國內(nèi)試驗(yàn)研究結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)并參照國外有關(guān)設(shè)計(jì)指南給出的，其中已經(jīng)考慮了施工現(xiàn)場與實(shí)驗(yàn)室的施工質(zhì)量差別、粘結(jié)界面上拉應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用等因素的影響。由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)還不足，且碳纖維板與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度低于碳纖維布與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，因此規(guī)程中給出的粘結(jié)強(qiáng)度值是偏于保守的，且暫時(shí)沒有考慮粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)的關(guān)系，并建議設(shè)計(jì)中將碳纖維片材延伸至支座邊緣。
4.3.9 構(gòu)造規(guī)定系根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)給出的。
4.3.10 在對(duì)負(fù)彎距區(qū)進(jìn)行加固時(shí)，由于靠近梁肋處粘貼的碳纖維片材可以較充分地發(fā)揮作用，而遠(yuǎn)離梁肋的碳纖維片材作用較小，故限制了碳纖維片材的粘貼范圍。
4.3.12 由于碳纖維片材在柱端錨固困難，故通常不采用碳纖維片材對(duì)柱端進(jìn)行正截面承載力加固。本條所述是指對(duì)柱中部正截面承載力的加固。當(dāng)被加固位置的碳纖維片材有可靠錨固時(shí)，加固后的承載力計(jì)算可按截面應(yīng)變符合平截面假定，參照本規(guī)程第4.3.2條的方法進(jìn)行。
4.4 受剪加固
4.4.1、4.4.2 碳纖維片材的受剪承載力是根據(jù)加固后構(gòu)件達(dá)到最大受剪承載力時(shí)碳纖維片材的應(yīng)變發(fā)揮程度確定的。公式（4.4.1-3）和公式（4.4.2-3）是根據(jù)國內(nèi)外的試驗(yàn)結(jié)果分析，并參照美國ACI的有關(guān)設(shè)計(jì)指南給出的。對(duì)于鋼筋混凝土柱，受剪加固應(yīng)采取封閉式粘貼，此時(shí)，φ取1，如不能封閉粘貼，不宜采用碳纖維片材加固。
4.4.3 本章的受剪計(jì)算公式均是按碳纖維片材纖維方向與構(gòu)件軸向垂直的情況給出的。也可采用其它粘貼方向，但受剪計(jì)算公式應(yīng)作相應(yīng)改變。
U形粘貼和側(cè)面站體餓易發(fā)生剝離破壞，影響碳纖維片材加固作用的發(fā)揮，故應(yīng)優(yōu)先采用封閉粘貼形式。當(dāng)采用U形粘貼和側(cè)面粘貼時(shí)，宜按本條第4款的要求設(shè)置水平壓條，以增加粘貼面積，提高抗剝離能力。試驗(yàn)表明，U形粘貼如采取了可靠的機(jī)械錨固措施，與封閉粘貼具有同樣的效果。
4.5 柱的抗震加固
4.5.1 公式（4.5.1）中的總折算體積配箍率，是根據(jù)我國試驗(yàn)結(jié)果分析給出的。采用碳纖維片材纏繞加固混凝土柱可以約束混凝土的變形，從而提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，降低軸壓比，但這方面的研究目前還不充分，當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，方可考慮其作用。
4.5.2 柱的抗震加固必須采用封閉式粘貼并有可靠連接。此時(shí)，搭接長度比受彎加固、受剪加固的搭接長度應(yīng)大一些，以保證加固效果。
5 施工規(guī)定
5.1 一般規(guī)定
5.1.3 施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度必須符合粘結(jié)材料的使用溫度以保證粘貼質(zhì)量，如果不能滿足，必須采取措施使其滿足要求后再進(jìn)行粘貼。
5.1.4 當(dāng)環(huán)境濕度不超過70%時(shí)，可以不考慮環(huán)境濕度對(duì)樹脂固化的不利影響。如采用適當(dāng)于潮濕環(huán)境的粘結(jié)材料，可不受此限制。
5.1.6 本條規(guī)定了配制底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂和粘結(jié)樹脂時(shí)均應(yīng)滿足的一般要求。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度和環(huán)境溫度控制每次的攪和量，以保證在粘結(jié)材料規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)有效地使用拌和好的粘結(jié)材料。
5.3 表面處理
5.3.1 對(duì)于較大的孔洞、凹陷等應(yīng)采用修復(fù)材料修復(fù)平整。修復(fù)材料一般采用聚合物砂漿，且與原混凝土粘結(jié)良好。
5.4 涂刷底層樹脂
5.4.2 研究結(jié)果表明，在底層樹脂表面指觸干燥到完全固化期間進(jìn)行下一工序施工，粘結(jié)效果最好；當(dāng)有試驗(yàn)依據(jù)時(shí)，也可以在底層樹脂完全固化后進(jìn)行下一步工序。樹脂的指觸干燥是指樹脂剛達(dá)到凝膠的狀態(tài)，即在施工現(xiàn)場通過手指觸摸樹脂表面有凝膠的感覺，但不會(huì)粘附樹脂的狀態(tài)。
5.5 找平處理
5.5.4 研究結(jié)果表明，在找平材料表面指觸干燥到完全固化期間進(jìn)行下一工序施工，粘結(jié)效果最好；當(dāng)有試驗(yàn)依據(jù)時(shí)，也可以在找平材料完全固化后進(jìn)行下一步工序。
5.6 粘貼碳纖維片材
5.6.1 試驗(yàn)研究和工程經(jīng)驗(yàn)表明，只有浸漬樹脂充分浸透在碳纖維布中才能保證其粘貼質(zhì)量，否則有很不利的影響。用專用滾筒滾壓碳纖維布時(shí)，可以向一個(gè)方向，也可以從中間向兩個(gè)方向滾動(dòng)，但不允許來回滾動(dòng)，以免損傷碳纖維，影響粘結(jié)質(zhì)量。研究結(jié)果表明，從浸漬樹脂表面指觸干燥到完全固化期間進(jìn)行下一工序的施工，粘結(jié)效果最好。當(dāng)有試驗(yàn)依據(jù)時(shí)，也可以在浸漬樹脂完全固化后進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。
6 檢驗(yàn)及驗(yàn)收
6.0.1 施工前應(yīng)對(duì)材料性能進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證工程質(zhì)量。
6.0.2 本條中隱蔽工程指表面處理、涂刷底層樹脂和找平處理三道工序。前一工序檢查合格后方可進(jìn)行下一道工序的施工，以保證工程的質(zhì)量。
6.0.4 本條規(guī)定的檢查方法，是經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)過的有效、簡便的方法，適用于任何條件下碳纖維片材與混凝土粘結(jié)質(zhì)量的檢查。
6.0.5 對(duì)于重要的或大型的加固工程，除了按本規(guī)程第6.0.4條的方法進(jìn)行常規(guī)檢查外，還應(yīng)按附錄B的規(guī)定采用碳纖維片材粘結(jié)強(qiáng)度專用檢測(cè)儀對(duì)施工質(zhì)量做進(jìn)一步檢驗(yàn)，以確保工程質(zhì)量。
6.0.6 對(duì)于重要的或大型的加固工程，或使用材料品種、數(shù)量較多的工程，還應(yīng)對(duì)碳纖維片材和粘結(jié)材料進(jìn)行現(xiàn)場抽樣并送檢。一般對(duì)碳纖維片材需檢測(cè)其抗拉強(qiáng)度，對(duì)粘結(jié)材料需檢測(cè)其粘結(jié)強(qiáng)度。
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