碳纖維加固設計計算要點,碳纖維加固設計計算關鍵
維加固設計計算要點包括:將碳纖維布按標準換算成鋼筋,按傳統鋼筋混凝土受力模型分析;區分不同結構部位和加固方式分別算量,如梁、板、柱等部位及單層、多層或碳纖維板加固;依據《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》等規范,考慮材料特性、荷載情況等進行計算;明確適用范圍,僅適用于鋼筋混凝土受彎、受拉、軸心受壓、大偏心受壓構件;
碳纖維加固設計計算要點
一、規范依據
- 主要規范:碳纖維加固計算的規范標準主要包括《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》和《混凝土結構設計規范》等。其中《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》編號為CECS146:2003,現被《混凝土結構加固設計規范》(編號為GB50367 - 2013)替代,這些規范是碳纖維加固計算的重要依據。
二、基本假定
- 在進行碳纖維加固時,需要遵循《混凝土結構設計規范》GB50010的正截面承載力計算的基本假定,即構件的受力狀態和變形行為應符合這些通用原則。
三、計算方法
- 近似換算:碳纖維加固的計算方法通常涉及到將碳纖維布按照一定的標準,如允許應力標準,近似換算成一定用量的鋼筋,然后按照傳統的鋼筋混凝土受力分析模型進行理論分析。這種計算方法雖然屬于近似計算,但其理論分析結果與實驗數據完全吻合,因此在一般情況下是適用的。
- 截面面積計算:根據GB50367規范,碳纖維布用量的計算類似于配筋計算,通過正截面計算公式推導出所需碳纖維布的截面面積,再根據單層碳布面積來確定是否需要多層布置。當實際計算得出的碳纖維截面面積大于單條碳纖維布能提供的截面面積時,可以采取粘貼多層碳布的方式進行加固。多層碳布粘貼時需要注意連續性,避免時間過長影響膠體的浸漬粘貼效果。
四、補充規定
- 當采用預應力碳纖維復合板對受彎構件進行加固時,還需滿足特定的補充規定。這包括在構件達到承載能力極限狀態時,粘貼預應力碳纖維復合板的拉應變εf應按截面應變保持平面的假設確定。碳纖維復合板應力σf取等于拉應變εf與彈性模量Ef的乘積。
五、應力與應變關系
- 碳纖維復合板應力σf的計算基于其拉應變εf,這一計算關系是依據材料力學原理得出的,確保了碳纖維加固效果的準確性。
六、計算表編制
- 根據《混凝土結構加固設計規范》GB - 50367 - 2013第10.2節及相關公式,編制了碳纖維樓板加固計算表。該表提供了不同條件下(如提高幅)的等效個數(kN·m)(mm2)的計算方法。
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