長沙房屋橋梁維修改造碳纖維粘鋼加固裂縫修補施工資質(zhì)公司粘貼碳纖維加固法
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一、碳纖維加固設(shè)計規(guī)定
1、本方法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受拉構(gòu)件的加固。(本方法不適用于素混凝土構(gòu)件,包括縱向受力鋼筋配筋率低于現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010規(guī)定的小配筋率的構(gòu)件加固)
2、被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15,且混凝土表面的正拉結(jié)強度不得低于1.5MPa。
3、外貼碳纖維加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時,應(yīng)將碳纖維受力方式設(shè)計成僅承受拉力作用。
4、粘貼在混凝土構(gòu)件表面上的碳纖維材料,不得直接暴露于陽光或有害介質(zhì)中,其表面應(yīng)進行防護處理。表面防護材料應(yīng)對纖維及膠粘劑無害,且應(yīng)與膠粘劑有的粘結(jié)強度及相互協(xié)調(diào)的變形性能。
5、采用本方法加固的混凝土結(jié)構(gòu),其長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃;處于特殊環(huán)境(如高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等)的混凝土結(jié)構(gòu)采用本加固法時,除應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定采取相應(yīng)的防護措施外,尚應(yīng)采用耐環(huán)境因素作用的膠粘劑,并按專門的工藝要求進行粘貼。
6、當被加固構(gòu)件的表面有防火要求時,應(yīng)按現(xiàn)行標準《建筑防火設(shè)計規(guī)范》GB50016規(guī)定的耐火等級及耐火極限要求,對碳纖維材料進行防護。
7、采用碳纖維材料對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行加固時,應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。
二、受彎構(gòu)件正截面加固
采用碳纖維材料對梁、板等受彎構(gòu)件進行加固時,除應(yīng)遵守現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010正截面承載力計算的基本假定外,尚應(yīng)遵守下列規(guī)定:
1、碳纖維材料的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系取直線式,其拉應(yīng)力取等于拉應(yīng)變與彈性模量的乘積;
2、當考慮二次受力影響時,應(yīng)按構(gòu)件加固前的初始受力情況,確定碳纖維材料的滯后應(yīng)變;
3、在達到受彎承載力極限狀態(tài)前,加固材料與混凝土之間不致出現(xiàn)粘結(jié)剝離破壞。
4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固后,其正截面受彎承載力的提高幅度,不應(yīng)超過40%,并且應(yīng)驗算其受彎承載力,避免因受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞。
5、碳纖維材料的加固量,對預(yù)成型板,不宜超過2層,對濕法鋪層的織物,不宜超過4層,超過4層時,宜改用預(yù)成型板,并采取的加強錨固措施。
三、受彎構(gòu)件斜截面加固
采用碳纖維材料條帶對受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力進行加固時,應(yīng)粘貼成垂直于構(gòu)件軸線方向的環(huán)形箍或其他有效的U型箍。
四、受壓構(gòu)件正截面加固
軸心受壓構(gòu)件可采用沿其全長無間斷地環(huán)向連續(xù)粘貼碳纖維材料的方法(簡稱環(huán)向圍束法)進行加固。
五、受壓構(gòu)件斜截面加固
當采用碳纖維材料的條帶對鋼筋混凝土柱進行受剪加固時,應(yīng)粘貼成環(huán)形箍,且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線垂直。
六、大偏心受壓構(gòu)件加固
采用纖維增強復(fù)合材加固大偏心受壓的鋼筋混凝土柱時,應(yīng)將碳纖維粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊緣混凝土表面,且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線方向一致。
七、受拉構(gòu)件正截面加固
當采用外粘貼碳纖維加固鋼筋混凝土受拉構(gòu)件(如水塔、水池等環(huán)形或其他封閉形結(jié)構(gòu))時,應(yīng)按原構(gòu)件縱向受拉鋼筋的配置方式,將碳纖維粘貼于相應(yīng)位置混凝土表面上,且纖維方向應(yīng)與受拉構(gòu)件方向一致,并處理好圍攏部位的搭接和錨固。
八、提高柱的延性的加固
1、鋼筋混凝土柱延性不足而進行抗震加固時,可采用環(huán)向粘貼碳纖維構(gòu)成環(huán)向圍束作為附加箍筋。
2、當采用環(huán)向圍束作為附加箍筋時,應(yīng)按計算柱箍筋加密區(qū)加固后的箍筋體積配筋率,且應(yīng)滿足現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010規(guī)定的要求。
九、碳纖維加固構(gòu)造規(guī)定
1、對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正彎矩區(qū)進行正截面加固時,其受拉面沿軸向粘貼的碳纖維應(yīng)延伸至支座邊緣,且應(yīng)在碳纖維的端部及集中荷載作用點的兩側(cè),設(shè)置碳纖維的U型箍(對梁)或橫向壓條(對板)。
2、當碳纖維延伸至支座邊緣仍不滿足本規(guī)范延伸長度的要求時,應(yīng)采取下列錨固措施:
1)對梁,應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)均勻設(shè)置U型箍錨固,并應(yīng)在延伸長度端部設(shè)置一道。U型箍的粘貼高度應(yīng)為梁的截面高度,若梁有翼緣或有現(xiàn)澆樓板,應(yīng)伸至其底面。U型箍的寬度,對端箍不應(yīng)小于加固碳纖維寬度的2/3,且不應(yīng)小于200mm;對中間箍不應(yīng)小于加固碳纖維寬度的1/2,且不應(yīng)小于100mm。U型箍的厚度不應(yīng)小于受彎加固碳纖維厚度的1/2。
2)對板,應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)通長設(shè)置垂直于受力纖維方向的壓條。壓條應(yīng)在延伸長度范圍內(nèi)均勻布置。壓條的寬度不應(yīng)小于受彎加固碳纖維帶寬度的3/5,壓條的厚度不應(yīng)小于受彎加固碳纖維厚度的1/2。
3、當采用碳纖維對受彎構(gòu)件負彎矩區(qū)進行正截面承載力加固時,應(yīng)采取下列構(gòu)造措施:
1)支座處無障礙時,碳纖維應(yīng)在負彎矩包絡(luò)圖范圍內(nèi)連續(xù)粘貼;其延伸長度的截斷點應(yīng)位于正彎矩區(qū),且距正負彎矩轉(zhuǎn)換點不應(yīng)小于1m。
2)支座處雖障礙,但梁上有現(xiàn)澆板,且允許繞過柱位時,宜在梁側(cè)4倍板厚范圍內(nèi),將碳纖維粘貼于板面上。
3)在框架頂層梁柱的端節(jié)點處,碳纖維只能貼至柱邊緣而無法延伸時,應(yīng)粘貼L型鋼板和U型鋼箍板進行錨固。L形鋼板總寬度不宜小于90%的梁寬,且宜由多條鋼板組成;鋼板厚度不應(yīng)小于3mm。
4)當梁上無現(xiàn)澆板,或負彎矩區(qū)的支座處需采取加強的錨固措施時,其U形鋼箍板穿過樓板處,應(yīng)采用半重疊鉆孔法,在板上鉆出扁形孔以插入箍板,再用結(jié)構(gòu)膠予以錨固。
4、當加固的受彎構(gòu)件為板、殼、墻和筒體時,碳纖維應(yīng)選擇多條密布的方式進行粘貼,不得使用未經(jīng)裁剪成條的整幅織物滿貼。
5、當受彎構(gòu)件粘貼的多層碳纖維允許截斷時,相鄰兩層碳纖維宜按內(nèi)短外長的原則分層截斷;外層碳纖維的截斷點宜越過內(nèi)層截斷點200mm以上,并應(yīng)在截斷點加設(shè)U形箍。
6、當采用碳纖維對鋼筋混凝土梁或柱的斜截面承載力進行加固時,其構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)宜選用環(huán)形箍或加錨的U形箍;當僅按構(gòu)造需要設(shè)箍時,也可采用一般U形箍。
2)U形箍的纖維受力方向應(yīng)與構(gòu)件軸向垂直。
3)當環(huán)形箍或U形箍采用碳纖維條帶時,其凈間距不應(yīng)大于現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010規(guī)定的箍筋間距的0.7倍,且不應(yīng)大于梁高的0.25倍。
4)U形箍的粘貼高度應(yīng)符合本規(guī)范的要求;U形箍的上端應(yīng)粘貼縱向壓條予以錨固。
5)當梁的高度h≥600mm時,應(yīng)在梁的腰部增設(shè)一道縱向腰壓帶。
7、當采用碳纖維的環(huán)向圍束對鋼筋混凝土柱進行正截面加固或提供延性的抗震加固時,其構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)環(huán)向圍束的碳纖維層數(shù),對圓形截面不應(yīng)小于2層,對正方形和矩形截面不應(yīng)少于3層;
2)環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應(yīng)小于50mm,碳纖維環(huán)向截斷點的延伸長度不應(yīng)小于200mm,且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯開。
8、當沿柱軸向粘貼碳纖維對大偏心受壓柱進行正截面承載力加固時,除應(yīng)按受彎構(gòu)件正截面和斜截面加固構(gòu)件的原則粘貼碳纖維外,尚應(yīng)在柱的兩端增設(shè)機械錨固措施。
9、當采用環(huán)形箍、U形箍或環(huán)向圍束加固正方形和矩形截面構(gòu)件時,其截面棱角應(yīng)在粘貼前通過打磨加以圓化。梁的圓化半徑r,對碳纖維不應(yīng)小于20mm,對玻璃纖維不應(yīng)小于15mm,柱的圓化半徑,對碳纖維不應(yīng)小于25mm,對玻璃纖維不應(yīng)小于20mm。