纤维片材加固砌体结构技术规范

纤维片材加固砌体结构技术规范纤维片材加固砌体结构技术规范TechnicalSpecificationforStrengtheningMasonryStructureswithFiberReinforcePolymerLaminates（征求意见稿）中华人民共和国住房和城乡建设部发布1前言本规范是根据住房和城乡建设部建标[xx]43号文的要求，由武汉大学土木建筑工程学院、武汉建工股份有限公司会同有关的高校及科研、设计和施工单位共同制订的。在制订过程中，规范编制组开展了多项专题研究，进行了广泛的调查分析和大量的验证性试验，总结了近年来我国纤维片材加固砌体结构设计、施工的实践经验，与国外相关标准规范进行了比较和借鉴，与国内相关标准规范进行了协调。在此基础上广泛征求了有关单位和同行的意见，并进行了实际工程设计、施工的试点应用，对重点章节进行了反复修改，最后经审查定稿。本规范的主要内容有：1、 总则；2、 术语和符号；3、 材料;4、 加固设计；5、 加固施工；6、检验及验收以及有关的附录等。本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由主编单位负责具体技术内容的解释。为了提高规范质量，请各单位在执行本规范的过程中，注意总结经验，积累资料，随时将有关意见和建议寄给武汉大学土木建筑工程学院（湖北省武汉市武昌东湖南路8号，邮编430072，E-mail:xulihuad@）,以供今后修订时参考。本规范主编单位：武汉大学武汉建工股份有限公司本规范参编单位：武汉理工大学武汉市建设工程设计审查办公室武汉武大巨成加固实业有限公司中南建筑设计院有限公司武汉市建筑设计院武汉科技大学湖北建科结构加固有限责任公司武汉大筑建筑科技有限公司江苏常州市鼎达建筑新技术有限公司2中建三局第二建设工程有限责任公司本规范主要起草人：徐礼华谷倩王爱勋刘卫国卢亦焱杨墨田水李文祥李霆温四清高作平彭少民符晶华祝亦霖张凯萍翟新民任生元陈新安胡晓斌李杉2目次1总则、12术语和符号、22、1术语22、 2符号23材料、43、 1一般要求43、2纤维片材43、3粘结材料53、 4防护材料64加固设计、74、 1一般规定74、2构件加固设计74、 3构造要求105加固施工、115、 1一般要求115、2施工准备115、3表面处理115、4底层涂胶材料125、5找平处理125、6纤维片材粘贴125、7表面防护125、 8施工安全126检验及验收、146、 1对原材料的检验146、2对现场施工质量的检验176、3砌体结构加固工程竣工验收17附录A纤维片材配套胶粘剂与砌体正拉粘结强度试验室测定方法及评定标准、19附录B纤维复合材层间剪切强度测定方法、23附录C结构胶粘剂抗冲击剥离能力测定方法及评定标准、28附录D结构胶粘剂不挥发物含量测定方法、32附录E结构胶粘剂湿热老化性能测定方法35附录F结构胶粘剂粘度测试方法的统一规定38附录G结构胶粘剂触变指数测定方法、41附录H纤维片材加固砌体结构施工质量现场检验方法及评定标准、432附录J结构用粘结材料湿热老化性能现场快速复验方法及评定标准、46本规范用词说明、49引用标准名录、49附：条文说明、511CONTENTS1GeneralProvisions、12TermsandSymbols22、 1Terms、22、 2Symbols23Materials、43、 1General、43、 2FiberSheets43、 3BondingMaterials53、 4ProtectiveMaterials、64StrengtheningDesign?4、 1General、74、 2StrengtheningDesignofMasonryMembers、74、 3DetailingRequirements、105StrengtheningConstruction、115、 1General、115、 2ConstructionPreparation、115、3SurfaceTreatment115、4UnderlayerGlueMaterials125、5MakeLevelProcessing125、6FRPSheetBonding、125、7SurfaceProtection125、 8ConstructionSafety、126CheckoutAndAcceptance、146、 1MaterialCheckout、146、2ConstructionQualityCheckout176、3CompletionAcceptanceofMasonryStructureStrengtheningProject、17AppendixALaboratoryTestingMethodsandEvaluationStandardofNormalTensileStrengthofMasonryBondedWithFiberSheetsAndAdhesives19AppendixBMeasuringMethodsofInterlaminarShearStrengthofFiberLaminates23AppendixCMeasuringMethodsandEvaluationStandardofImpactingandDebondingResistanceofStructuralAdhesives、28AppendixDMeasuringMethodsofNonvolatileContentofStructuralAdhesives、32AppendixEMeasuringMethodsofDampandHotAgingPerformanceofStructuralAdhesives352AppendixFUnifiedRegulationsofMeasuringMethodsofViscosityofStructuralAdhesives38AppendixGMeasuringMethodsofThixotropicIndexofStructuralAdhesives41AppendixHFieldInspectionandEvaluationStandardofConstructionQualityofMasonryStructuresStrengthenedWithFRPSheets、43AppendixJRapidReinspectionandEvaluationStandardofDampandHotAgingPropertiesofBondingMaterials46ExplanationofWordinginThisCode、49ListofQuotedStandards、50Addition：ExplanationofProvisions、5111总则1、0、1为使砌体结构的加固，做到技术可靠、安全适用、经济合理、确保质量，制定本规范。1、0、2本规范适用于砌体结构建筑的加固设计和施工。1、0、3砌体结构加固前，应按现行国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292、《工业厂房可靠性鉴定标准》GBJ144-90、《危险房屋鉴定标准》JGJ125-99等进行可靠度及房屋安全性鉴定。抗震设防烈度6~9度地区，尚应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB50023进行抗震能力鉴定。1、0、4按本规范设计时，荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定执行；材料和施工的质量应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003、《砌体结构加固设计规范》GB50702、《砌体工程施工质量验收规范》GB50203、《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构加固设计规范》GB50367、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204等的规定。1、0、5砌体结构加固的设计和施工，除遵守本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。22术语和符号2、1术语2、1、1纤维片材fibersheet由碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维制成的纤维织物或纤维增强复合材料，是碳纤维片材、玻璃纤维片材和玄武岩片材的统称。2、1、2碳纤维片材carbonfibresheet碳纤维织物和碳纤维增强复合材料的总称。2、1、3玻璃纤维片材glassfibersheet玻璃纤维织物和玻璃纤维增强复合材料的总称。2、1、4玄武岩纤维片材basaltfibresheet玄武岩纤维织物和玄武岩纤维增强复合材料的总称。2、1、5底胶primer用于基底处理的树脂胶。2、1、6粘结胶adhesives用于粘贴纤维增强复合材料的树脂胶。2、1、7浸渍胶saturatingglue用于粘贴并浸透纤维织物的树脂胶。2、1、8防护材料protectivematerial用于加固修复砌体结构的纤维片材及树脂免受外界不利环境侵浸的材料。2、1、9砌体结构masonrystructure由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。2、2符号2、2、1作用效应与抗力V墙体剪力设计值；Vm未加固砌体墙肢的抗剪承载力；Vf纤维片材承担的剪力；N砌体墙肢的轴压力设计值。2、2、2材料性能ff纤维片材的抗拉强度设计值；3ffh水平向纤维片材的抗拉强度设计值；ffv垂直向纤维片材的抗拉强度设计值；ff6与水平向成6角的纤维片材的抗拉强度设计值；f砌体抗压强度设计值；efu纤维片材的极限拉应变。2、2、3几何参数K抗震抗剪承载力效应比；Afh单面粘帖时为单条水平纤维片材的截面面积；Afv单条竖向纤维片材的截面面积；Af6与水平向成6角的单条纤维片材的截面面积；Sfh纤维片材的竖向距离；6纤维片材与水平向的夹角；L砌体墙肢的长度及高度；H砌体墙肢的长度及高度；n砌体墙肢的轴压比；入砌体墙肢的高宽比；Am砌体墙肢的截面面积。2、 2、4计算系数及其他YRE承载力抗震调整系数；Zh水平向纤维片材的效能系数。43材料3、 1一般要求3、1、1采用粘贴纤维片材对砌体结构进行加固修复，应包括下列材料：1纤维片材；2粘结材料；3防护材料。3、1、2纤维片材宜采用单向纤维片材，其安全性指标应符合本规程表3、2、2-1或表3、2、2-2规定；双向或多向纤维片材的指标要求可以参照3、2条规定。3、1、3纤维片材、粘结材料和表面防护材料应具有产品合格证和质检部门的产品性能检测报告。3、1、4粘结材料的安全性指标应符合本规程第3、3条规定。3、1、5表面防护材料的性能指标以及防护方法应按国家现行有关标准和规范采用。3、1、6块体、砂浆及钢筋的有关设计指标应按国家现行有关标准和规范采用。3、2纤维片材3、2、1纤维片材的品种和性能应符合下列要求：1承重结构加固用的碳纤维片材，应选用由聚丙烯腈基（PAN基）12k或12k以下的小丝束纤维编织的碳纤维片材，严禁使用由大丝束纤维编织的碳纤维片材。2承重结构加固用的玻璃纤维片材，应选用高强度的S玻璃纤维或含碱量低于0、8%的E玻璃纤维片材，严禁使用A玻璃纤维或C玻璃纤维片材。3当被加固结构有防腐蚀要求时，可用玄武岩纤维片材替代E玻璃纤维片材。3、2、2结构加固用的纤维复合材的安全性能指标必须符合3、2、2-1或表3、2、2-2或表3、2、2-3的要求。纤维复合材的抗拉强度标准值应根据置信水平c=0、99、保证率为95%的要求。表3、2、2-1单向碳纤维片材的安全性能指标单向碳纤维片材项目类别高强度I级高强度II级试验方法标准抗拉强度标准值ff,k(MPa)N3400N3000受拉弹性模量Ef(MPa)N2.4X105N2.1X105伸长率(%)N1、7N1、 5GB/T3354弯曲强度ffb(MPa)N700N600GB/T3356层间剪切强度(MPa)N45N35GB50367与砖或砌块的正拉粘结强度(MPa)N2、 0,且为MU25砖或MU15砌块内聚破坏GB50367单位面积质量(g/m2)<300<300GB/T9914、35表3、 2、2-2单向玻璃纤维片材安全性能指标项目类别抗拉强度标准值(MPa)受拉弹性模量(MPa)伸长率(%)弯曲强度(Mpa)与砖或砌块的正拉粘结强度(MPa)层间剪切强度(MPa)单位面积质量(g/m2)S玻璃纤维N2200N1.0X105N2、5N600N40<450E玻璃纤维N1500N7.2X104N2、0N500N2、 0,且为MU25砖或MU15砌块内聚破坏N35<450注：试验方法标准同表3、 2、2T。表3、2、2-3单向玄武岩纤维片材安全性能指标项目类别抗拉强度标准值(MPa)受拉弹性模量(MPa)伸长率(%)弯曲强度(Mpa)与砖或砌块的正拉粘结强度(MPa)层间剪切强度(MPa)单位面积质量(g/m2)玄武岩纤维N2000N8.0X104N2、3N500N2、 0,且为MU25砖或MU15砌块内聚破坏N35<4503、 2、3对符合本规范第3、2、2条安全性能指标要求的纤维片材，当它与其改性环氧树脂胶粘剂配套使用时，应按下列项目重新做适配性检验：1抗拉力学性能（抗拉强度、延伸率和弹性模量）；2竖向粘贴条件下纤维片材与砖或砌块正拉粘结强度；3层间剪切强度。且检验结果应符合本规范表3、2、2-1或表3、2、2-2的规定。3、2、4当进行材料性能检验和加固设计时，纤维片材截面面积应符合下列规定：纤维片材应按纤维的净截面面积计算。净截面面积取纤维片材的计算厚度乘以宽度。纤维片材的计算厚度应按其单位面积质量除以纤维密度确定。（注：纤维片材密度应由供应生厂商提供，并应出具独立检测或鉴定机构的抽样检测证明文件。）3、2、5承重结构的现场粘贴加固，严禁使用单位面积质量大于300g/m2的纤维片材或预浸法生产的纤维增强聚合物复合材。3、3粘结材料3、3、1采用纤维片材加固砌体结构时，宜采用底胶、粘结胶和浸渍胶；当底胶、浸渍胶和粘结胶采用单一胶粘剂时，应具有供应生厂商出具的胶粘剂证书，使用单位应留档备案。3、3、2底胶、粘结胶和浸渍胶使用前，必须进行安全性能检验。检验时，其粘结抗剪强度标准值应根据置信水平c=0、90、保证率为95%的要求。3、3、3浸渍胶、粘结胶应采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，其安全性能指标必须符合表3、3、3-1规定。承重结构加固工程中不得使用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等胶粘剂。6表3、3、3-1浸渍胶、粘结胶安全性能指标性能项目性能要求试验方法钢钢拉伸抗剪强度标准值（MPa）N8GB/T7124与砖或砌块的正拉粘结强度（MPa）N1、0，且为MU25砖或MU15砌块内聚破坏不挥发物含量（固体含量）（%）N99GB/T2793混合后初黏度（23°C）(mPas)<600GB/T1xx、4注：表中的底胶性能指标均为平均值。3、 3、5底胶、粘结胶和浸渍胶应相适配，其耐久性指标应符合下列规定：1应具有耐湿热老化性能的试验合格证书。试验应采用钢钢粘结抗剪强度降低值不得大于15%。2寒冷地区应具有耐冻融性能试验合格证书。试验应采用钢+35笆(允许偏差°C)；冻融循环次数不应少于50次，每一次冻融循2环时间应为8小时。试验结束后，常温下钢砌体构件外表面；2—纤维片材的极限拉应变。fu4、 2、5对于开有门、窗洞口的砌体墙，应取洞口两边的墙段分别进行加固计算和设计。4、3构造要求4、3、1粘贴纤维片材加固砌体墙面一般宜双面粘贴，粘贴层数不宜多于两层。4、3、2纤维片材宜一次连续粘完，中间不宜断开；当采用搭接方式接长纤维片材时，搭接长度不宜小于100mm。4、3、3采用粘贴纤维片材进行砌体结构房屋底层墙肢加固时，纤维片材端部应延长并粘贴至基础圈梁底面，必要时应采取附加锚固措施，可选用粘贴纤维片材压条方法固定。4、3、4对于开有门、窗洞口的砌体墙，除按照洞口两边墙肢进行加固计算和设计外，宜对门洞上角、窗洞四角斜向粘贴45度纤维片材，纤维片材宽度不应小于100mm，长度不宜小于400mm。115加固施工5、1一般要求5、1、1粘贴纤维片材加固砌体结构时，应由熟悉该技术施工工艺的专业施工队伍完成，并应有加固修复方案和施工技术措施。5、1、2施工应遵循下列工序进行：1施工准备；2砌体表面处理；3涂刷底胶；4配制找平材料并对不平整处修复；5涂刷浸渍胶或粘贴胶；6粘贴纤维片材；7表面防护。5、1、3施工温度应符合配套胶使用说明的施工使用温度。5、1、4施工时墙体的湿度应在粘贴胶使用说明的湿度范围内，且墙体表层相对湿度不得大于80%。5、1、5在表面处理和粘贴纤维片材前，应按加固设计部位放线定位。5、1、6胶配制时应按产品使用说明中规定的配比称量，用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污及杂质。5、1、7粘贴纤维片材时，应按配套胶使用要求严格控制时间。5、2施工准备5、2、1应对使用的纤维片材和配套胶、机具等作好施工前的准备工作。主要包括以下2个方面：1纤维片材必须具有出厂材质证明、检测报告；2配套胶必须具有出厂合格证、检测报告，使用说明；5、2、2应认真阅读加固设计施工图。5、2、3应根据结构加固的特点、施工工艺要求、施工现场和被加固墙体的实际状况，拟定施工方案和施工计划。并对施工人员进行安全、质量和技术等说明。5、3表面处理5、3、1应凿除砌体结构的粉刷层，砌体表面出现风化、疏松和腐蚀等劣化现象的部位应予清除，并用修复材料将表面修复平整。125、3、2若砌体表面存在裂缝，应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。5、3、3砌体粘贴表面应清理干净并保持干燥。5、4底层涂胶材料5、4、1底胶应根据产品供应商提供的使用说明进行配制。每次调配应根据实际温度进行调整并严格控制使用时间。5、4、2应用滚筒刷或毛刷将底胶均匀涂抹于砌体表面，胶层的厚度应满足设计要求。待底胶表面指触燥后，应立即进行下一步工序施工。5、5找平处理5、5、1应按产品供应商提供的工艺规定配制找平材料。5、5、2应采用找平材料对砌体表面凹陷部位填补平整，且不应有棱角。5、5、3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纤维片材粘贴5、6、1粘贴纤维片材应符合下列要求：1按设计尺寸裁剪纤维布；2应按浸渍胶产品供应商提供的说明书配制漫渍胶，然后均匀涂抹于所要粘贴的部位；3粘贴纤维片材时，应用专用滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍胶充分浸透碳纤维布。滚压应按顺序从一个方向滚压或由中间向两边滚压，且不得损伤纤维布；4对于粘贴多层纤维片材时，应重复上述步骤，且在纤维表面浸渍胶指触干燥后立即进行下一层的粘贴；5在最后一层纤维片材的表面均匀涂抹浸渍胶，不得有漏涂或不饱满之处。5、6、2施工过程中应避免纤维片材的弯折。5、7表面防护5、7、1当需要做防护时，应按照有关标准定规定处理，并保证防护材料与纤维片材可靠粘结。5、7、2表面防护施工应在加固粘结材料完全固化后进行。5、8施工安全5、8、1纤维片材配套胶的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。5、8、2胶配制和使用场所应保持通风良好。135、8、3现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。5、 8、4若加固施工采用碳纤维片材，碳纤维片材时应远离电气设备及电源，或采取可靠的防护措施。146检验及验收6、 1原材料的检验6、1、1纤维片材应按工程用量一次进场到位。纤维材料进场时，施工单位应会同监理人员对其品种、级别、型号、规格、包装、中文标志、产品合格证和出厂检验报告等进行检查，同时应对下列重要性能和质量指标进行见证取样复验：1纤维片材的抗拉强度标准值、弹性模量和极限伸长率；2纤维织物单位面积质量；3纤维织物的F数。若检验中发现该产品尚未与配套的结构胶进行过适配性试验，应见证取样送独立检测机构，按本规范附录A及附录B的要求进行补检。检查、检验和复验结果必须符合本规范第3、1、3、2、3、3节的要求。检查数量：按进场批号，每批号见证取样3件，从每件中，按每一检验项目各裁取一组试样的用料。检验方法：在确认产品包装及中文标志完整性的前提下，检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告；对进口产品还应检查报关单及商检报告所列的批号和技术内容是否与进场检查结果相符。注：1纤维片材抗拉强度应按现行国家标准《单向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB/T3354测定，但其复验的试件数量不得少于15个，且应计算其试验结果的平均值、标准差和变异系数，供确定其强度标准值使用；2纤维织物单位面积质量应按现行国家标准《增强制品试验方法第3部分：单位面积质量的测定》GB/T9914、3进行检测。6、1、2结构加固使用的碳纤维，严禁用大丝束碳纤维等替代。结构加固使用的S玻璃纤维（高强玻璃纤维）、E玻璃纤维（无碱玻璃纤维），严禁用A玻璃纤维或C玻璃纤维替代。6、1、3纤维片材的纤维应连续、排列均匀；织物尚不得有皱褶、断丝、结扣等严重缺陷。检查数量：全数检查。检验方法：观察，或用放大镜检查。6、1、4纤维织物单位面积质量的检测结果，其偏差不得超过±3%；板材纤维体积含量的检测结果，其偏差应介于-2%至+5%。检查数量：按进场批次，每批抽取6个试样。检验方法：检查产品进场复验报告。6、1、5碳纤维织物的缺纬、脱纬，每100m长度不得多于3处；碳纤维织物的断经（包括单根和双根），每100m长度不得多于2处。15玻璃纤维织物的疵点数，应不超过现行行业标准《无碱玻璃纤维布》JC/T170的规定。检查数量：全数检查。检验方法：检查出厂检验报告。若此报告缺失，应进行补检。6、1、6纤维织物的尺寸偏差应符合表6、1、6的规定。表6、1、6纤维材料尺寸偏差允许值检验项目纤维织物长度偏差（%）±1、5宽度偏差（%）±0、5厚度偏差（mm）一检查数量：每批6个试样。检验方法：长度采用精度为1mm钢尺测量；宽度采用精度为0、5mm的钢尺测量；厚度采用精度为0、02mm的游标卡尺测量。6、1、7加固工程使用的结构胶，应按工程用量一次进场到位。结构胶进场时，施工单位应会同监理人员对其品种、级别、批号、包装、中文标志、产品合格证、出厂日期、出厂检验报告等进行检查；同时，应对其钢-钢拉伸抗剪强度、钢-砌体正拉粘结强度和耐湿热老化性能等三项重要性能指标以及该胶不挥发物含量进行见证取样复验；对抗震设防烈度为7度及7度以上地区建筑加固用粘贴纤维片材的结构胶，尚应进行抗冲击剥离能力的见证取样复验；所有复验结果均须符合符合本规范第3、1、3、2、3、3节的要求。检验数量：按进场批次，每批号见证取样3件，每件每组分称取500g，并按相同组分予以混匀后送独立检验机构复检。检验时，每一项目每批次的样品制作一组试件。检验方法：在确认产品批号、包装及中文标志完整的前提下，检查产品合格证、出厂日期、出厂检验报告、进场见证复验报告，以及抗冲击剥离试件破坏后的残件。6、1、8结构胶安全性能复验采用的测定方法应符合下列规定：1钢一钢拉伸抗剪强度应按现行国家标准《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法》GB/T7124测定。