梁碳纤维加固计算书.doc

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、 基础资料
1．设计依据:
《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS 146:）（以下简称规程）
《混凝土结构设计规范》（GB50010—）（以下简称规范）
2．问题类型:
依据碳纤维片材求承载力
3．截面参数:
截面宽度: b = 300.00 mm
截面高度: h = 500.00 mm
受拉钢筋面积 As = 1017.88 mm2
受拉钢筋协力点至截面近边缘距离 a = 25.00 mm
受拉筋: HPB235(Q235), 受拉筋抗拉强度设计值 fy = 210.00 N/mm2
受压钢筋面积　A's = 0.00 mm2
受压钢筋协力点至截面近边缘距离 a' = 20.00 mm
受压筋: HPB235(Q235), 受压筋抗拉强度设计值 f 'y = 210.00 N/mm2
混凝土: C15
轴心抗压强度设计值 fc = 7.2 N/mm2
轴心抗拉强度设计值 ft = 0.91 N/mm2
轴心抗拉强度标准值 ftk = 1.27 N/mm2
4．梁底受拉碳纤维片材参数:
弹性模量 Ecf = 1.40 × 105 MPa
抗拉强度标准值 fc f k = .00 MPa
粘贴层数 n cf = 1
单层厚度 t cf = 0.111 mm
梁底碳纤维片材宽度 = 300.00 mm
梁底碳纤维片材截面面积 Acf = 33.30 mm2
考虑二次受力, 加固前计算截面上实际作用初始弯矩 Mi = 20.00 kN·m
5．梁侧受剪碳纤维片材参数:
粘贴层数 n cfv = 1
单层厚度 t cfv = 0.111 mm
弹性模量 Ecfv = 1.40 × 105 MPa
条带宽度 w cf = 100.00 mm
条带净间距 s cf = 100.00 mm
侧面粘贴高度 h cf = 100.00 mm
加固方法: 封闭粘贴, 碳纤维片材受剪加固形式系数j 取1.00
荷载形式: 集中荷载(包含集中荷载对支座截面或节点边缘所产生剪力值占总剪力值75%以上情况),集中荷载至支座距离为600.00mm
6．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 = 210.00 N/mm2
7．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
1．加固前构件在初始弯矩作用下, 截面受拉边缘混凝土初始应变 e i :
考虑二次受力, e i 按规程4.3.4中各式计算:
h0 = h - a = 500.00 - 25.00 = 475.00 mm

受拉钢筋拉应变不均匀系数:
< 0.2
依据《GB50010-》8.1.2要求, 当y < 0.2 时, 取 y = 0.2。

受压边缘混凝土压应变综合系数:

加固前初始弯矩Mi作用下受拉钢筋拉应变:

加固前初始弯矩Mi作用下受压边缘压应变:

加固前初始弯矩Mi作用下, 截面受拉边缘混凝土初始应变:

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拉应变 e cf 求解:
依据规程(4.3.2-2)式以及(4.3.2-3)式联立求解:

代入数值, 得

解上述二元一次方程组, 得 x = 116.23mm, ecf = 0.00800
3．依据碳纤维加固后混凝土受压区高度x大小采取不一样公式计算正截面受弯承载力:
碳纤维片材厚度折减系数:

碳纤维片材极限拉应变(参见规程4.1.4):

碳纤维片材许可拉应变(参见规程4.3.2):

碳纤维片材达成其许可拉应变与混凝土压坏同时发生时界限相对受压区高度(参见规程4.3.2):

纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时相对界限受压区高度(依据规范7.1.4 ):

xbh0 = 0.61×475.00 = 291.63mm,
xcfbh = 0.21×500.00 = 102.50mm,
2a' = 2×20.00 = 40.00mm,
x = 116.23mm
可见, x > xcfbh 且 x < xbh0, 依据规程4.3.2-1式, 加固后, 其正截面受弯承载力为:

4．侧面采取碳纤维加固后, 斜截面受剪承载力计算:
依据4.4.1-3, 达成受剪承载能力极限状态时碳纤维片材应变:

依据4.4.1-2,碳纤维片材负担剪力:

使用碳纤维加固后, 梁剪力设计值:

三、 结论

受弯承载力
受剪承载力
加固前
90.96 kN·m
109.57 kN
加固后
105.60 kN·m
115.20 kN
承载力提升百分率
16.10%
5.13%