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1、碳纤维加固技术在砖混结构加固中的应用郑禄华厦门兴普华工程技术摘要：以一个工程应用为例介绍了碳纤维复合材料CFRP在砖混结构加固中的计算方法和施工工艺。关键词：碳纤维复合材料 砖混结构 加固技术APPLICATION OF CFPR TO STRENGTHEN BRICKWORK STRUCTURESZheng Luhua Ding RuifengAbstract：The method and technics of CFRP strengthening for brickwork structures is introduced based on an application example
2、of reconstruction engineering.Keywords：CFRP, brickwork structures, strengthen technology碳纤维增强聚合物Carbon Fiber Reinforced Polymer简称CFRP是一种新兴的高强材料，最早应用于航空航天等高科技领域，近年来在土木工程领域中的研究与应用得到了迅速开展。碳纤维增强聚合物也称碳纤维增强塑料由改性环氧树脂粘聚高抗拉强度的碳纤维束组成。采用碳纤维布加固具有以下几个优点：a、抗拉强度高抗拉强度约为二级钢的十几倍，效果好；b、加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性；c、自重轻约200g/m
3、2，根本不增加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，适用范围广，适合任何形状；d、施工简便不需大型施工机构及周转材料，没有湿作业，易于操作，经济性好；e、施工工期短。1、工程概况某市公安局干警接待站建造于80年代，属于砖混结构，共六层，每隔两层布置一层圈梁，即2、4、6层设有圈梁，设计时未进行抗震设防。1995年曾对2、4、6层周边圈梁采用加大截面法对其进行抗震加固，并在转角增设抗震柱。2000年5月，建筑物内部改造，局部圈梁下承重墙需撤除，需对相应圈梁进行加固。经过方案论证和经济技术可行性比拟，决定采用碳纤维复合材料进行加固。加固平面如图1所示。图1 加固平面2、4、6层圈梁2、材料特性本工
4、程使用德国进口的碳纤维布UDO200，其主要性能指标见表1：表1型号单位面积质量gcm-2设计厚度mm设计抗拉强度fcf / MPa弹性模量Ecf / MPaUDO2002003534105粘贴用树脂采用国产JGN型建筑结构胶，其主要性能指示见表2：表2种类拉伸强度MPa压缩强度MPa剪切强度MPa适用温度可使用时间min基底树脂JGN-E-0381530修补树脂LGN-F28501803840粘结树脂JGN-D285018038603、加固设计根本假定碳纤维材料加固后混凝土梁的极限承载力计算采用如下根本假定：1受拉区混凝土的作用忽略不计；2梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变符合平截面假定；3
5、碳纤维材料采用线弹性应力-应变关系：cf=Ecfcf且cf0.01。设计方法实用公式根据极限状态应力应变关系图2，由平衡条件可得：当2a时，fcmbx+fyAs=fyAs+cfAcf 1MucfAcf(h-/2)+fyAs(h0-/2)-fyAs(/2-as) 当2a时，fcmbx+fyAs=fyAs+cfAcf 2MucfAcf (h-as)+fyAs(h0-as)图2 截面极限状态应力示意图式中 Mu包含初始弯矩的总弯矩设计值Acf受拉面粘贴的碳纤维片材截面面积;cf碳纤维片材抗拉强度设计值;AS、AS受拉钢筋、受压钢筋截面面积;fy、fy受拉钢筋和受压钢筋的抗拉、抗压强度设计值;规程公式
6、根据?碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程?报批稿的规定，当混凝土受压区高度xcfbh时，其极限弯矩：M= fyAs x (h0x/2)+ fyAs (h0a)+ Ecf cfAcf (hh0) 3当混凝土受压区高度2axcfbh时，其极限弯矩：MfyAs (h0cfbh)+Ecfcf Acfcfb 4当混凝土受压区高度x2a时，其极限弯矩： M= fyAs(h0-a)+Ecf cfAcf(h0-a) 5其中，界限相对受压区高度：cfbcu/cu+cf 6cf= kmcfu 其中km=1-ncfEcftcf/42000 7式中 M包含初始弯矩的总弯矩设计值Acf受拉面粘贴的碳纤维片材截面面积;
7、cf碳纤维片材抗拉强度设计值;AS、AS受拉钢筋、受压钢筋截面面积;fy、fy受拉钢筋和受压钢筋的抗拉、抗压强度设计值;Ecf碳纤维片材弹性模量;cfb碳纤维片材到达其允许拉应变与混凝土压坏同时发生时的界限相对受压区高度;cf碳纤维片材的允许拉应变;km碳纤维片材厚度折减系数;ncf碳纤维片材的层数;tcf单层碳纤维片材的厚度;cu;梁加固设计梁截面：bh=240mm300mm，原梁配有As0 = 226mm2 As0=226mm2设计弯矩：Mu=28Knm 设计配筋As = 402mm2 As=226mm2按实用公式计算因为圈梁原配筋截断位置不明，加固计算中不考虑原配筋作用首先估算混凝土受压
8、区高度45.6mm2a=70mm根据公式(2),解得:Acf2按规程公式计算因为圈梁原配筋截断位置不明，加固计算中不考虑原配筋作用km=1-ncfEcftcfcf= kmcfu=0.011 取cf界限相对高度：cfb052.268mm2a=70mm根据公式4，解得：取Acf2 设计结论两种计算公式2与5相比拟，在x2a时，计算公式是一致的。在2a，规程公式还区分面汇报。检查值班室内外的卫生状况，地面无纸屑，桌面无杂物，整齐清洁。二、执勤1、7:50 8:10、13：50 14：10立岗迎接上班人员；12:00 12:20 、18:00 18:20立岗送下班人员。2、值勤时做到遇见领导立岗，检查
9、物品立岗，外来人员进出立岗。3、门卫室值勤时，应做到坐姿端正，注视监视器的动态，做好接待工作，值勤期间不看书报电视，听收音机。不与无关人员聊天，劝阻无关人员不要在门卫室存放物品或打 ，禁止打瞌睡。4、维持门口秩序，使之保持畅通。5、熟记消防，报警，救护及内部联系 。三、巡逻巡逻是防盗及发现#有不平安因素的重要措施。1、每天按照巡检制度定时轮流巡逻。2、巡逻时思想集中，保持高度警惕，不吸烟，不与无关人员闲聊，并将每一点所发生情况记录清楚，巡逻时做到勤走动，勤思考，勤观察。发现问题及时报告。3、白天加强对观众区、办公区及楼道的巡逻，夜晚以机房为重点进行检查，每晚零点之后巡查不少于两次。四、防火工作1、严格门卫制度，严禁无关人员，将易燃易爆物品带入#。2、发现违反平安规定的电源和火种，应予以切断和熄灭，应报告#领导采取相关措施。3、值勤时发现物质储存，保管不符合防火要求，消防器材移作他用及非正常使用灭火器，应及时阻止，并报告，提请有关部门整改。4、发生火灾先拨打 119 向消防部队报警，并立即报告#领导。报警时简要讲清#地址， 号码及火情，同时派人在门口接应，引导消防车进入火场，向消防人员介绍水源，总电闸部位等。
碳纤维加固技术在砖混结构加固中的应用861753
