碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程

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1、碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程 报批稿说明 根据中国工程建设标准化协会（98）建标协字第13号文的要求，由国家工业建筑诊断与改造工程技术 研究中心（冶金工业部建筑研究总院）和四川省建筑科学研究院会同有关单位共同编制了本规程。本规程包括总则、术语及符号、材料、加固设计计算方法和构造要求、施工、检验与验收以及附录 等内容.在本规程编制过程中，编制组总结了近年来国内务高校和科研单位的研究成果及各设计和施 工单位采用碳纤维片材加固修复混凝土结构的实践经验，并参考了国外有关设计指南以及相关研究 资料和文献，进行了大量的试算和调研，于2000年11月完成了本规程的征求意见稿。经广泛征求意见，收到有关

2、专家的书面意见和建议22份及大量的口头意见和建议.规程编制组经过 反复讨论、研究，根据专家的意见进行了必要的补充和修改，于2001年 3月形成了送审稿。2001年4月7日在北京通过了由全国建筑物鉴定与加固标准技术委员会组织的专家审查.根据审查 委员会提出的审查意见（见附件），规程编制组对送审稿进行了进一步的完善和补充，现提交上级主 管部门批准。碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程编制组2001年4月 主编单位：国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 （冶金工业部建筑研究总院） 副主编单位：四川省建筑科学研究院 参编单位：清华大学 中国电子工程设计院 中国建筑科学研究院同济大学 武汉钢铁（集团）

3、公司 西安建筑科技大学 武汉大学东南大学 江苏省建筑科学研究院 上海加固建筑材料有限公司主要起草人：岳清瑞 叶列平 陈 瑜颜子涵陈义军张继文张 轲毛星明罗苓隆 张誉 沈琨陈小兵 李 荣 娄 宇 张小冬 马永欣 高作平 顾瑞南 杨勇新 涂庆胜胡孔国1总则1.0.1 为使采用碳纤维片材加固修复混凝土结构技术做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质 量，特制定本规程。1.0.2 本规程适用于房屋和一般构筑物的混凝土结构加固修复设计、施工和验收；铁路工程、公路 工程、港口工程和水利水电等工程混凝土结构的加固修复及砌体结构、木结构加固修复中的共性技 术问题，可参照本规程的有关规定执行。1.0.3 采用粘

4、贴碳纤维片材加固修复混凝土结构的设计、施工及验收，除应符合本规程的规定外， 尚应遵守国家现行有关标准和规范的规定。1.0.4采用粘贴碳纤维片材加固修复的混凝土结构，长期使用环境温度不应高于60C 对处于特殊 环境（腐蚀、放射、高温等）下的混凝土结构采用碳纤维片材进行加固修复时，还应遵守相应的国家 现行有关标准和规范的规定，并应采取相应的防护措施。1.0.5 采用碳纤维片材加固修复混凝土结构前，应按照国家现行有关标准和规范对原有结构进行检 测鉴定或评估。1.0.6 采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时，应由对该加固修复方法有经验的设计人员进行 设计，并应由专业施工队伍进行施工。2.1术语2.1

5、.1 碳纤维片材 Carbon Fiber Reinforced Polymer Laminate 碳纤维布和碳纤维板的总称。2.1.2碳纤维布 Carbon Fiber Sheet 碳纤维布为连续碳纤维单向或多向排列、未经树脂浸渍的布状碳纤维制品。2.1.3碳纤维板 Carbon Fiber Plate 碳纤维板为连续碳纤维单向或多向排列、并经树脂浸溃固化的板状碳纤维制品。2.1.4 底层树脂 Primer 用于基底处理的树脂。2.1.5找平材料 Putty Fillers 用于对加固构件表面进行找干处理的材料。2.1.6漫溃树脂 Saturating Resin 用于粘贴井浸透碳纤维布的树

6、脂。2.1.7粘结树脂 Adhesives 用于粘贴碳纤维板的树脂。3材料3.1 材料种类及一般要求3.1.1 采用粘贴碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时，应使用碳纤维片材、配套树脂类粘结材 料及表面防护材料3.1.2 加固修复用材料应具有产品合格证和质检部门的产品性能检测报告：碳纤维片材及配套树脂 类粘结材料应具有符合本规程第3.3节规定的物理力学性能指标：配套树脂类粘结材料还应提供耐 久性能指标及施工和使用环境要求。3.1.3 混凝上、钢筋及其它材料的有关设计指标应按国家现行有关标准和规范采用。3.1.4 本规程所列碳纤维片材的性能指标是对单向碳纤维片材的要求，双向或多向碳纤维片材的指

7、标要求可以参照执行。3.2碳纤维片材3.2.1碳纤维布的抗拉强度应按纤维的净截面积计算，净截面积取碳纤维布的计算厚度乘以宽度， 碳纤维布的计算厚度为碳纤维布的单位面积质量除以碳纤维密度；坦纤维板的性能指标应按板的截 面（含树脂）面积计算，截面（含树脂）面积取实测厚度乘以宽度。3.2.2 性能碳纤维布碳纤维板抗拉强度标准值f托23000MPa22000MPa弹性模量Ef三2.1X105MPa21.4X105MPa伸长率21.4%21.4%3.2.3碳纤维片材的主要力学性能只要参照GB/T 3354-1999定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法 测定。3.2.4单层纤维布单位面积碳纤维质量不宜低于15

8、0g/m2 ;不宜高于450 g/m2，在施工质量有可靠保 证时，单层碳纤维布单位面积碳纤维质量可提高到600 g/m2。3.2.5碳纤维板的厚度不宜大于2.0mm,宽度不宜大于200mm，纤维体积不宜小于60%。3. 3配套树脂类粘结材料3.3.1采用探险为片材对混凝土结构进行加固修复时，应采用配套底层树脂、找平材料、浸渍树脂 和粘结树脂。3.2.2配套树脂类粘结材料的主要性能指标应满足下列表中的要求：表3.3.2-1底层树脂性能指标性能性能指标要求试验方法正拉粘结强度三2.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉强度的标准值ftk附录A表3.3.2-2找平材料性能指标性能性能指标要求试验方法正拉粘

9、结强度三2.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉强度的标准值ftk附录A表3.3.2-3浸渍树脂和粘结树脂性能指标性能性能指标要求试验方法拉伸剪切强度三10MPaGB 7124-86拉伸强度23OMPaGB/T 2568-1995压缩强度27OMPaGB/T 2569-1995弯曲强度24OMPaGB/T 2570-1995正拉粘结强度三2.5MPa且不小于被加固混凝土抗拉强度的标准值ftk附录A弹性模量215OOMPaGB/T 2568-1995伸长率三1.5%GB/T 2568-19953.3.3配套树脂类粘结材料应按附录A进行粘结性能实验，要求正拉粘结强度不小于2.5MPa,且不小 于被加固

10、混凝土抗拉强度标准值f。配套树脂类粘结材料应参照GB/T14522-93机械工业产品用塑 tk料、涂料、橡胶材料人工气候加速实验方法规定的环境条件进行耐久性检验，经2000小时的加速 老化后，按附录A进行正拉粘结强度试验，要求粘结强度不明显降低。3.4表面防护材料3.4.1 对已加固修复完的结构表面应进行防护处理，表面防护材料应与浸渍树脂或粘结树脂可靠粘 结。3.4.2选用的防火材料及其处理方法应使加固后建筑物达到要求的防火等级。 3.4.3当被加固结构处于其它特殊环境时，应根据具体情况选择有效的防护材料。5.1.1 粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构应由热悉该技术施工工艺的专业施完成，井应有加

11、固 修复方案和施工技术措施。5.1.2 施工必须遵循下列工序进行；(1) 施工准备(2) 混凝土表面处理；(3) 配制并涂刷底层树脂：(4) 配制找平材料并对不平整处修复处：(5) 配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂；(6) 粘贴碳纤维片材：(7) 表面防护。5.1.3施工宜在5C以上环境温度条件下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度环境温度低于5C时，应使用适用于低温环境的配套树脂或采用升温处理措施。5.1.4 施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。5.1.5 在表面处理和粘贴碳纤维片材前，应按加固设计部位放线定位。5.1.6 树脂配制时应按产品使用说明中规定的配比称量置于容20中，用搅拌器均

12、匀搅拌至色泽均 匀。搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污及杂质.应根据现场实际环境温度决定树脂的每次拌合量， 并按使用要求严格控制使用时间。5.2 施工准备5.2.1 应认真阅读设计施工图。5.2.2 应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况，拟定施工方案和施工计划。5.2.3 应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作.5.3 表面处理5.3.1 应清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并用 修复材料将表面修复平整。5.3.2 应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。5.3.3 被粘贴混凝土表面应打窘平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露

13、出混凝土结构新面. 转角粘贴处要进行导角处理井打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。5.3.4 混凝土表面应清理干净并保持干燥.5.4 涂刷底层树脂5.4.1 应按产品供应商提供的工艺规定配制底层树脂。5.4.2 应用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。应在树脂表面指触于燥后立即进行下一步工 序施工。5.5 找平处理5.5.1 应技产品供应商提供的工艺规定配制找平材料。5.5 2 应对混凝土表面凹陷部位用找干材料填补平整，且不应有楞角。5.5.3转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径应不小于20mm。5.5.4 应在找平材料表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。5.6 粘贴碳纤维片材5.

14、6.1 粘贴碳纤维布应符合下列要求：(1) 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布：(2) 应按产品供应商提供的工艺规定配制漫渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位；(3) 用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布.滚压时 不得损伤碳纤维布；(4) 多层粘贴重复上述步骤，应在纤维表面浸渍树脂指触干燥后立即进行下一层的粘贴；(5) 在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。5.6.2 应按下列步骤粘贴碳纤维板，(1) 应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板，按产品供应商提供的工艺规定配制粘结树脂；(2) 将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。如需粘贴两层时，对底层碳纤维板两面均应擦拭干 净：(3)

15、 擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂，胶层应呈突起状，平均厚度不小于2mm：(4) 将涂有粘结树脂的碳纤维板用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平 稳压实，使树脂从两边溢出，保证密实无空洞.当平行粘贴多条碳纤维板时，两板之间空隙应不小于 5mm；(5) 需粘贴两层碳纤维板时，应连续粘贴。如不能立即粘贴，再开始粘贴前应对底层碳纤维 板重新做好清洁工作。5.7 表面防护5.7.1 当需要做表面防护时，应按有关规范的规定处理，并保证防护材料与碳纤维片材之间有可靠 的粘结。5.8 施工安全及注意事项5.8.1 碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备及电源，或采取可靠的防护

16、措施。5.8.2 施工过程中应避免碳纤维片材的弯折。5.8.3 碳纤维片材配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。5.8.4 树脂的配制和使用场所，应保持通风良好。5.8.5 现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。6 检验与验收6.0.1 在开始施工之前，应确认碳纤维片材及配套树脂类粘结材料的产品合格证，产品质量出厂检 验报告，各项性能指标应符合本规程第3.1节、第3.2节、第3.3节规定的要求。6.0.2 采用碳纤维片材及配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固修复时，应严格按本规程第5 章有关条款进行各工序隐蔽工程检验与验收。如施工质量不能满足本规程第5章有关条款要求时， 应立

17、即采取补救措施或返工。6.0.3碳纤维片材实际粘贴面积应不少于设计量，位置偏差应不大于lOmm。6.0.4 碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法来检 查，总有效粘结面积不应低于95% 当碳纤维布的空鼓面积小于10,000mm2时，可采用针管注胶的方 式进行补救空鼓面积大于10,000mm2时，宜将空鼓处的碳纤维片材切除，重新搭接贴上等量的碳纤 维片材，搭接长度应不小于100 mm。6.0.5 必要时应按附录月方法对施工质量进行现场检验。6.0.6 必要时可对碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场取样检验。碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程条文说明1总则1

18、.0.1 本条指出制定本规程的目的和要求，井提出了碳纤维片材加固修复混凝土结构必须遵循的原 则。碳纤维片材加固修复混凝土结构技术是一项新型的应用外粘高性能复合材料加固结构的技术，目前 国内对碳纤维片材加固修复混凝土结构新技术的理论和试验研究成果已比较多，设计与施工水平正 逐步提高，加固修复工程量也迅速增加.制定本规程，是为了在确保碳纤维片材加固工程质量的前提 下.大力发展该项新技术，获得更好的经济效益和社会效益，井使该新技术在混凝土结构加固领域中 的应用规范化。1.0.2 本规程适用的范围是碳纤维片材加固修复房屋和一般构筑物的混凝土结构的设计、施工和验 收.混凝土结构因设计失误、施工错误，材料

19、质量不符合要求、结构荷载的增加、使用功能的改变和 因遭受火灾、水灾、风灾及地震等灾害使结构和构件遭到损坏均可采用碳纤维片材加固修复新技术 来进行加固处理.对于铁路工程、公路工程、港口工程和水利水电工程的混凝土结构用碳纤维片材进 行加固也是可行的；同时，国内外研究和工程经验表明，对砌体结构，水结构也可以采用碳纤维片 材进行加固，但应结合结构具体情况参照本规程的规定执行。1.0.3 在执行本规程的同时，尚应配合使用和遵守现行国家标准，规范.如混凝土结构设计规范1.0.4本规程规定的结构长期使用温度不高于60C，是常温固化树脂类粘结材料的要求，同时也 是因为一般混凝土结构使用温度是低于此温度的.当采

20、用与碳纤维片材相配套的高温固化树脂类粘 结材料，且有可靠依据时，可不受此规定限制.“特殊环境（腐蚀，放射、高温等）下的混凝土结构采 用碳纤维片材进行加固修复时，还应遵守相应的国家现行有关标准和规范的规定，并采取必要的防 护措施.”是指在碳纤维片材加固修复完成后，仍应按照国家现行有关（特殊环境的）标准和规范的相 应规定进行防护处理。1.0.5 碳纤维片材加固修复混凝土结构前，应进行结构检测鉴定或评估.我国已编制了 （工业厂房 可靠性鉴定标准和(民用建筑可靠性鉴定标准，等标准，通过枪测鉴定评定结构及其构件的可靠性 程度，为碳纤维片材加固修复混凝土结构设计和施工提供基本依据.1.0.6 由于碳纤维片

21、材加固修复混凝土结构技术为一项新型结构加固技术，具有不同于其它加固方 法的特殊性，应由对碳纤维复合材料性质及加固设计有经验的专业设计人员进行设计，也应由熟悉 该技术的专业施工队伍进行施工，以保证该技术的有效实施。如果由不了解碳纤维复合材料性质及 其设计、施工特殊性的人员进行设计、施工，容易造成加固修复设计和施工的失误，导致该技术发 展过程中出现倒退，影响该项新技术的健康发展.3 材料3.1 材料种类及一船要求3.1.1 本条指出粘贴碳纤维片材加固方法所采用的材料种类，特别指出粘结材料应为与碳纤维片材 相配套的产品，原则上应有试验资料证明粘结材料与配套碳纤维片材的粘结效果，这是为了避免因 粘结材

22、料与碳纤维片材不配套而造成加固效果降低或加固失效。3.1.2 本条为加固修复用材料的一般要求，碳纤维片材和配套粘结材料各自产品的性能必须符合本 条的规定才能作为混凝土结构加固修复用材料。使用不符合本条规定的产品进行结构加固修复会导 致加固失效甚至造成严重事故。3.1.3 由于目前在加固工程中大量使用的是单向碳纤维片材，故本规程列出了对单向碳纤维片材的 性能指标要求，因为对各种加固修复用碳纤维片材的基本性能要求是一致的，对于双向或多向碳纤 维片材的性能指标要求并末列出，可以参照单向碳纤维片材的指标执行，本规程中不再一一列举。3.2碳纤维片材3.2.1本规程仅针对碳纤维布和碳纤维板两种制品形式，统

23、称为碳纤维片材。 碳纤维布的计算厚度为理论计算值，而不是碳纤维布的实测厚度，因为碳纤维布质地柔软，实测厚 度离散性很大：碳纤维板的截面积指含树脂板材的实测截面面积.碳纤维板产品应该说明纤维的体积 含量常用碳纤维布的单位面积碳纤维质量、截面面积及计算厚度见表C3.2.1C3.2.1常用碳纤维布的单位面积质量，截面积及计算厚度纤维单位面积质量 w(g/ m2)密度 (g / mm3)单位宽度的截面积 (mm2 / m)厚度 t (mm)2001.8X10-31110.1113001670.1674502500.2506003330.3333.2.2 碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀

24、性好等特点.目前在混凝土结构加固 中，一般情况下使用高强度型碳纤维片材，其抗拉强度是普通钢筋的10倍左右，弹性模量略高于普 通钢筋的弹性模量。另外，碳纤维没有类似钢筋的屈服点，在达到极限抗拉强度之前应力应变关系 为线弹性，其应力应变关系见图3.2.2.本规程的规定均以高强度型碳纤维片材为对象，当使用其它 类型的碳纤维片材时，应有可靠依据。3.2.4 试验研究和工程经验证明，单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量越大，施工时浸图3.2.2 碳纤维片材应力一应变关系 渍树脂越不容易完全浸透，施工质量越难以保证.本规程所说碳纤维质量是指碳纤维的净质量，不包 括固定碳纤维所用的纬线和预浸所用的树脂质量在内。

25、3.2.5 碳纤维板过厚或过宽，施工质量均较难以保证，所以在设计和施工时，都应尽量使用宽度较 小的碳纤维板.材料研究表明碳纤维板中碳纤维体积含量在 60%70时性能最好，故本规程建议碳 纤维板中纤维体积含量不宜低于60。3.3 配套树脂类粘结材料3.3.1 底层树脂的作用是增强混凝土表层，提高混凝土与找干材料或粘结树脂界面粘结强度.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规定要求，并与底层树脂及 浸渍树脂具有可靠的粘结强度，形成粘结体系，当混凝土表面干整度满足要求时，可以尽量减少找 平材料的用量。漫渍树脂是粘贴碳纤维布的主要粘结材料，其作用是使碳纤维布与混凝土得到充

26、分 的粘结，使其共同承受结构的作用。粘结树脂为粘贴碳纤维板的主要粘结材料本条仍然强调必须 使用与碳纤维片材相配套的粘结材料。3.3.2 粘结材料的性质必须满足本规程的有关要求，因为粘结材料的性质与粘结质量和加固效果密 切相关，粘结材料的性质达不到要求，会导致加固的效果降低，甚至加固失效。3.3.3 粘结材料与混凝土的粘结强度是两者之间粘结性能的基本反映，可以用正拉粘结强度来衰 达，研究结果表明以正拉粘结强度为检测标准是因为正拉粘结强度与其它受力状态下的粘结强度具 有很好的相关关系，实测数据离散性小，且测试方便按规定的环境条件进行老化试验2,000 小时 后的正拉粘结强度降低不超过10时，认为降

27、低不明显。3.4 裹面防护材料3.4.1 表面防护的作用是保护加固修复结构的碳纤维片材及树脂免受外界不利环境的侵害，如紫外 线照射、火灾等。表面防护材料的选择可以按国家现行标准和规范的规定执行需要指出的是碳纤 维片材是作为加固修复材料使用的，不能当作防护材料使用，当被加固混凝土结构本身有防护要求 时，采用碳纤维片材加固修复后也应采取相应的防护措施，同时必须保证防护材料与漫溃树脂或粘 结树脂粘结可靠，变形协调。3.4.2 本条专门强调对于有防火要求的建筑物，必须按照要求选择防火材料并进行防护处理，保证 加固后建筑物能够达到有关防火规范规定的防火等级。3.4.3 当被加固结构本身需要按使用环境条件

28、采取规定的防护措施时，加固后同样应按照相应的国 家标准和规范的规定执行。4 设计与构造4.1 设计基本原则与一般规定4.1.1 碳纤维片材不能设计为承受压应力，但在反复荷载下碳纤维片材在经受一定的压应力作用 后，仍可承受拉应力作用。碳纤维片材应采用配套树脂类粘结材料粘贴于构件表面，在构件受力过程中应与构件保持变形协调， 应采取措施保证不发生粘贴面的过早剥离而导致加固效果显著降低 .本规程中的设计计算方法均是 基于这一前提建立的。4.1.2 到目前为止，碳纤维片材在混凝土结构受弯构件的受弯加固、受剪加固和柱的抗震加固中研 究和应用最多，相应计算理论也较为成熟，故本规程暂列出这三种加固方法的有关设

29、计计算方法和 构造规定。受弯加固是指为提高受弯构件正截面承载力而进行的加固；受剪加固是指为提高受弯构 件斜截面承载力而进行的加固；抗震加固是指为提高构件的抗震性能而进行的加固.在受弯加固时， 应使碳纤维片材的纤维方向与受拉区的拉应力方向一致；在受剪加固时，应使碳纤维片材的纤维方 向与混凝土中主拉应力方向一致，但为了施工方便，建议采用纤维方向与构件纵轴垂直的方法进行 加固；抗震加固时，应使碳纤维布封闭缠绕在柱上，可以较好地提高抗震性能.除此以外，碳纤维片 材也可沿构件轴向粘贴用于受拉构件的加固、沿环向粘贴用于轴心受压构件的加固.在受弯加固时， 也可采用对碳纤维片材施加预应力的方法以提高加固效果.

30、碳纤维片材也可用于剪力墙，以及壳体、 筒仓，烟囱等特种结构的加固.这些加固方法虽有研究表明是有效的，但相应计算理论和方法的研究 尚不充分，应用也较少，故目前暂未列入本规程.实际应用中，当有可靠依据时，可采用这种加固方 法。4.1.3 本规程以房屋建筑和一般构筑物的钢筋混凝土的加固为主，主要按建筑结构设计统一标准 第7 页共10 页以概率理论为基础的极限状态设计法确定有关加固计算方法，使其与结构设计规范协调。 试验研究表明，碳纤维片材加固混凝土结构构件，有多种破坏形态，除了与普通混凝土构件相同的 以外，还有一些特殊的破坏形态，如碳纤维片材的剥离破坏等.构件达到破坏极限状态时，碳纤维片 材的极限抗

31、拉强度往往不能得到完全发挥，此时应以达到破坏极限状态时碳纤维片材所达到的应变 值来确定其贡献。同时，由于碳纤维片材在最终拉断时表现为显著的脆性，因此即使对在构件破坏 时碳纤维片材可达到其极限抗拉强度的情况，也应选择小于其极限拉应变的允许拉应变作为设计极 限状态的标准，以保证有足够的可靠度。4.1.5 一般情况下，对结构(构件)的加固是局部的.加固后结构体系可能有所改变，因此加固设计 中应进行验算，保证不发生脆性的破坏，例如在受弯加固后避免剪切破坏先于受弯破坏发生等。4.1.6 研究证明，当加固前构件计算所受的初始弯距小于其受弯承载力的20时，初始弯距的作用 不大，即可以忽略二次受力的影响。4.

32、1.7 考虑到实际工程中某些结构的混凝土强度可能低于现行国家规范的最低强度等级要求，但如 果结构混凝土强度过低，与碳纤维片材的粘结强度较低，易产生脆性显著的剥离破坏，碳纤维片材 也不能充分发挥作用，因此被加固结构的混凝土强度不宜过低.面对于封闭粘贴磺纤维片材约束混凝 土，当封闭碳纤维片材搭接构造满足本规程的规定时，封闭粘贴碳纤维片材约束混凝土的抗压强度 可以得到提高，故被加固结构的混凝土强度等级最低可放宽至CIO。4.2 一般构遣要求4.2.1 碳纤维片材沿其纤维方向弯折时会导致应力集中和纤维丝折断，影响其强度发挥。根据试验 研究结果，当转角处的曲率半径不小于20mm时，可减缓应力集中，碳纤维

33、片材强度基本不受影响. 对于弹性模量较高的碳纤维片材，要求碳纤维片材强度不受影响时，转角处的曲率半径应该更大， 但其曲率半径的大小与碳纤维片材的弹性模量高低有关，因缺少试验资料，本规程不作明确规定， 待有试验资料以后加以修订补充。4.2.2试验研究表明，当碳纤维布的纤维单位质量不超过450g/m2，碳纤维布沿受力方向的措接长 度不小于100mm时，破坏不会发生在搭接位置.当碳纤维布的单位面积碳纤维质量超过450g / m2时， 尚应通过试验研究确定其搭接长度.碳纤维布的搭接位置相互错开是为了施工方便，有资料表明，在 施工质量有保证时，碳纤维布的断裂或破坏一般不会发生在搭接处。4.2.3 附加锚

34、固措施可采用钢板或角钢等粘贴在碳纤维片材外，再用锚栓锚固于混凝土中，锚栓的 数量及布置方式应根据锚固区受力大小确定一般钢板压条厚度不宜小于3mm，锚栓规格不宜小于 M6。但设计时应考虑因采取附加锚固措施而造成的碳纤维片材损伤对加固效果的影响。4.3 受弯加固4.3.1 国内外的试验研究表明，在受弯构件受拉面粘贴碳纤维片材进行受弯加固时，截面应变分布 仍符合平截面假定。为防止碳纤维片材最终产生脆性拉断破坏，采用允许拉应变& , 一般取其设计cf极限拉应变的& 2/3，同时根据混凝土结构设计规范对构件塑性变形的控制条件，&也不应 cfu cf 大于0.01。碳纤维片材从受载直至拉断，表现为线弹性行

35、为。4.3.2 粘贴碳纤维片材进行受弯加固时构件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，此时碳纤维片材未达到其允许拉应变& ；cf(2) 受拉钢筋先达到屈服，然后碳纤维片材超过其允许拉应变& ，并达到极限拉应变而拉cf 断，而此时受压区混凝土尚未压坏；(3) 加固量过大，在受拉钢筋达到屈服前受压区混凝土压坏；(4) 在达到正截面极限承载力前，碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏.受弯加固按前两种破坏形态进行设计计算.对于第3种破坏形态可通过控制加固量上限来避免。本规 程第4.3.5条第1款规定的受压区高度：不宜大于0.8Z h，即可控制不产生第3种破坏形态.第4b

36、0种破坏形态属于脆性破坏，且碳纤维片材中的应力很小，必须避免，一般通过构造或锚固措旌予以 保证，本规程第4. 3. 1条第4款即为本条计算公式的前提条件，构造按本规程第4. 3. 8条和第4. 3. 9 条的规定执行。本条第1款为第1种破坏形态的受弯承载力计算公式.公式(4. 3. 2-1)是对受拉钢筋面积形心取力矩 平衡方程得到的，公式(4.3,2-2)为力平衡公式，公式(4.3.2-3)是按平截面假定得到的。本条第2款、第3款为第2种破坏形态的受弯承载力近似计算公式，此时受压区高度很小，第2款 中偏于安全地对受压区边缘混凝土达到极限压应变和碳纤维片材达到允许拉应变的界限状态时的受 压区合力

37、作用点取矩，井取碳纤维片材的应变为允许拉应变，即得公式(4.3.2-4)，第3款中对受压 钢筋合力作用点取矩，并认为受压钢筋合力作用点与受压区混凝土合力作用点重合，即得公式 (4.3.2-5)。由于被加固混凝土结构的强度等级一般较低，故本规程中受弯承载力计算的有关公式中的等效矩形 应力图形系数未考虑高强混凝土的影响。4.3.4 根据钢筋混凝土受弯构件正常使用阶段受压区边缘混凝土和受拉钢筋的应变计算公式，按平 截面假定确定加固前在初始弯矩作用下的混凝土拉应变&。i根据计算分析和试验结果，当初始弯矩M小于末加固截面受弯承载力的20%时，二次受力对受弯i 极限承载力的影响很小，可以不考虑二次受力的影

38、响。4 3.5限制受压区高度x不大于0.8Zh，是为了避免因加固量过大导致超筋性质的脆性破坏。b0因为没有成熟的研究成果，本规程未给出加固后正常使用阶段的裂缝和变形验算方法.为了控制加固 后构件的裂缝宽度和变形，以及考虑到对碳纤维片材加固应用的经验尚有不足之处，故对加固后受 弯承载力的提高程度进行了限制，并对正常使用阶段的钢筋应力进行了控制。4.3.6 在梁侧面受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固时，仍可按照平截面假定来确定碳纤维片材应 变分布，但碳纤维片材距受拉区边缘越远，应变越小，碳纤维片材越不能充分发挥作用，因此限制 碳纤维片材在梁侧面受拉区粘贴高度，同时乘以折减系数考虑应变分布不均匀的影响

39、来简化计算。4.3.7 本条是考虑受弯加固可能引起构件受力状态的改变而发生破坏形态的转移，所以要求进行受 弯加固时尚应验算构件的受剪承载力。4.3.8 碳纤维片材与混凝土之间粘结强度的取值是根据国内试验研究结果和经验并参照国外有关 设计指南规定给出的.已经考虑了施工现场与实验室的施工质量差别、粘结界面的拉应力和剪应力共 同作用等因素的影响，但由于试验数据还不够多，碳纤维板与混凝土的粘结强度还低于碳纤维布与 混凝土的粘结强度，因此规程中给出的粘结强度值是偏于保守的，且暂时没有考虑粘结强度与混凝 土强度等级的关系，并建议设计中将碳纤维片材延伸至支座边缘。4.3.9 构造规定系根据试验研究结果和工程

40、经验给出的。4.3.10 在对负弯距区进行加固时，靠近梁肋处粘贴的碳纤维片材可以较充分地发挥作用，而远高 梁肋的碳纤维片材作用较小，故限制碳纤维片材的粘贴范围。4.3.12 由于碳纤维片材在柱端锚固困难，通常不采用碳纤维片材对柱端进行正截面承载力加固.本 条所述是指对柱中部正截面承载力加固情况，当被加固位置的碳纤维片材有可靠锚固时，其加固后 的承载力计算可按截面应变符合平截面假定，参照本规程第4.3.2条的方法进行。4.4 受剪加固4.4.1(1) 本章受剪计算公式均是按碳纤维片材纤维方向与构件轴向垂直的情况给出的.也可采用 其它粘贴方向，但相应受剪计算公式应有可靠依据。(2) U形粘贴和侧面

41、粘贴易产生剥离破坏，影响碳纤维片材加固作用的发挥，故应优先采用封 闭粘贴形式当采用U形粘贴和侧面粘贴时，宜按本条第4款的要求设置水平压条，以增加粘贴面积， 提高抗剥离承载力试验表明，对于U形粘贴，当采取可靠的机械锚固措施时，与封闭粘贴具有同样 效果。4.4.24.4.3碳纤维片材的受剪承载力是根据加固后构件达到量大受剪承载力时碳纤维片材的应 变发挥程度确定的.其中公式(4.4.2-3)和公式 4.4.3-3)是根据国内外试验结果分析，并参照美国 ACI的有关设计指南后给出的，对于钢筋混凝土柱，受剪加固应采取封闭式粘贴，此时，取1, 不能封闭粘贴时不宜采用碳纤维片材加固。4.5 柱的抗震加固4.

42、5.1 公式(4.5.1-1)的总折算体积配箍率是根据我国试验结果分析给出的。4.5.2 柱的抗震加固必须采用封闭式粘贴并有可靠连接，搭接长度比受弯加固、受剪加固时的搭接 长度要大一些，以保证加固效果。5 施工5.1 一般要求5.1.1 施工现场的环境温度必须符合粘结材料的使用温度才能保证粘贴质量，如果不能满足，必须 采取措施使其满足要求后再进行粘贴。5.1.2 当环境湿度不超过 70时，可以不考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。如果采用适用于 潮湿环境的粘结材料时可不受此限制。5.1.3 本条为配制底层树脂、找平材料、漫渍树脂和粘结树脂时均应满足的一般要求。施工时应根 据施工进度和环境温度控制

43、每次的拌合量，以保证在粘结材料规定的使用时间内有效地使用拌合好 的粘结材料。5.2 粘贴碳纤维片材5.2.1 试验研究和工程经验证明，只有漫渍树脂充分浸透在碳纤维布中才能保证碳纤维布的粘贴质 量，否则对粘贴质量有很不利的影响.用专用滚筒滚压碳纤维布时，可以向一个方向，也可以从中间 向两个方向滚动，但不允许来回反复滚动，以免损伤磷纤维，影响粘结质量。6 检验与验收6.1 施工前应对材料性能进行检验，以保证工程质量。6.2 粘贴磷纤维片材的各工序隐蔽工程均应进行检查，合格后方可进行下一道工序的施工以保证工 程的安全。6.3 本条的检查方法是经实践检验过的有效、简便方法，适用于任何条件下的碳纤维片材与混凝土 粘结质量的检查。6.4对于重要或大型加固工程，除了按本规程第6.3条的方法进行常规检查外，还应按附录B的方 法对施工质量进行进一步的检验，确保工程质量。6.5 对于重要或大型加固工程，或使用材料品种、数量较多的工程，还应对碳纤维片材和粘结材料 进行现场抽样，送检.一般对碳纤维片材需检测其抗拉强度，对粘结材料需检测其粘结强度。