梁碳纤维加固计算书

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》(CECS146:2003)(以下简称规程)《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)(以下简称规范)问题类型：根据碳纤维片材求承载力截面参数：截面宽度：b=300.00mm截面高度：h=500.00mm受拉钢筋面积As=1017.88mm2受拉钢筋合力点至截面近边缘的距离a=25.00mm受拉筋:HPB235(Q235),受拉筋抗拉强度设计值fy=210.00N/mm2受压钢筋面积A；=0.00mm2受压钢筋合力点至截面近边缘的距离a，=20.00mm受压筋:HPB235(Q235),受压筋抗拉强度设计值f\=210.00N/mm2混凝土：C15轴心抗压强度设计值fc=7.2N/mm2轴心抗拉强度设计值f=0.91N/mm2轴心抗拉强度标准值fk=1.27N/mm2梁底受拉碳纤维片材参数：弹性模量Ecf=1.40x105MPa抗拉强度标准值fcfk=2000.00MPa粘贴层数ncf=1C单层厚度tcf=0.111mm梁底碳纤维片材的宽度=300.00mm梁底碳纤维片材的截面面积Acf=33.30mm2考虑二次受力，加固前计算截面上实际作用的初始弯矩必=20.00kN-m5.梁侧受剪碳纤维片材参数：粘贴层数ncfv=1单层厚度tcfv=0.111mm弹性模量Ecfv=1.40x105MPa条带宽度wcf=100.00mm条带净间距scf=100.00mm侧面粘贴高度hcf=100.00mm

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fyv=210.00N/mm2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8|:考虑二次受力,8|按规程4.3.4中各式计算：1h0=h-a=500.00-25.00=475.00mmM.20.00x106Csi=As.*h0=1017.88x0.87x475.00=47.55N/mm2受拉钢筋拉应变不均匀系数：f1.27w=1.1-0.65e=1.1-0.65x_八=-0.179<0.2*b.p47.55x0.0136site根据《GB50010-2002》8.1.2的规定，当<0.2时，取w=0.2。受压边缘混凝土压应变综合系数：TOC\o"1-5"\h\z_(1+3.5丫'f)%p_(1+3.5x0.00)x9.55x0.00714_'=0.2(1+3.5yf)+6aEp=0.2(1+3.5x0.00)+6x9.55x0.00714=0.112加固前初始弯矩M.作用下受拉钢筋的拉应变：_wM._0.20020.00x106_8si=*,EAh^=0.87x210000.00x1017.88x475.00=0.00005ss0加固前初始弯矩必作用下受压边缘的压应变：_M._20.00x106_8ci=JE：bh2=0.112x22000.00x300.00x475.002=0.00012加固前初始弯矩M.作用下，截面受拉边缘混凝土的初始应变：h、500.008i=—(8ci+8si)-8ci=47500x(0.00012+0.00005)-0.00012=0.00005(4.3.2-2)碳纤维加固后混凝土受压区高度X和受拉面上碳纤维片材的拉应变8cf求解:根据规程(432-2.)式以及(4.3.2-3)式联立求解：(4.3.2-2)fbx=fA-fA+Ecf8cfAcf(4.3.2-3)X=°.88cuh(4.3.2-3)8cu+8cf+8i代入数值，得7.20x300.00xx=210.00x1017.88-210.00x0.00+1.40x105x8cfx33.30

x-—°.8X0.00330—x50000x一0.00330+£cf+0.00005X500.00解上述二元一次方程组，得x-116.23mm,£cf-0.00800根据碳纤维加固后混凝土受压区高度x的大小采用不同的公式计算正截面受弯承载力:碳纤维片材厚度折减系数：=0.963nffEfftff_1X1.40X105X0.111420000km=1-420000=1-碳纤维片材的极限拉应变(参见规程=0.963420000么2000.00w£cfu=Ecf=L40X105=0.014290.01)=min(0.963x0.01429,2X0.01)=min(0.963x0.01429,2X0.01429,0.01)=0.009522[£cf]=min(km£cfu,3Scfu,碳纤维片材达到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(参见规程4.3.2):_0.8£cu_0.8x0.00330氧-£cu+[£cf]+Si-0.00330+0.00952+0.00005-0.21纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度(根据规0.80210.00范7.1.40.80210.00=0.61一f_1+E^1+210000.00X0.00330、h0=0.61x475.00=291.63mm,f=0.21x500.00=102.50mm,2a'=2x20.00=40.00mm,x=116.23mm可见,x>f且x<事0,根据规程4.3.2-1式，加固后，其正截面受弯承载力为=0.61xM=fbx(h0-2)+广yA's(h0-a')+Ecf£cfAcf(h-h°)=7.20x300.00x116.23x(475.00-^^^)+210.00x0.00x(475.00-20.00)+1.40X105X0.00800x33.30x(500.00-475.00)=105.60kN-m4.侧面采用碳纤维加固后，斜截面受剪承载力计算：根据4.4.1-3,达到受剪承载能力极限状态时碳纤维片材的应变：22£cfv=决0.2+0.12Xb)£cfu=3x(02+0.12x1.50)x0.01429=0.00362根据4.4.1-2,碳纤维片材承担的剪力：Kf=中2nc*如Ehbcft(sf+wf)cfvcfvcf2x1x100.00x0.111=1.00X/10000■10000X0.00362X1.40X105X100.00=5624.00N=5.6