維加固設計計算案例分析摘要：某車庫改造工程采用碳纖維加固技術，依據《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》等規范，介紹了其應用過程，包括確定加固形式、材料選擇，進行可靠性計算，詳細闡述施工工藝，通過實踐驗證了該技術在提升混凝土結構安全性、延長使用壽命方面的有效性，為類似工程提供了參考，

碳纖維加固設計計算案例分析

• 四平市站前住宅樓梁加固案例
  • 工程概況：四平市站前住宅樓為底部框架剪力墻結構，底部2層框架，上部4層住宅。原1、2層功能改變，廚房位置變動導致2層局部梁荷載增大需加固，經方案論證采用碳纖維復合材料加固。
  • 材料特性
    • 碳纖維布：使用德國進口的碳纖維布（C200）。
    • 粘貼用樹脂：采用國產JGN型建筑結構膠。
  • 加固設計計算
    • 基本假定：受拉區混凝土作用忽略不計；梁受彎后，混凝土、鋼筋及碳纖維應變符合平截面假定；碳纖維材料采用線彈性應力 - 應變關系。
    • 計算過程：取A軸梁跨中梁截面（b×h = 350mm×650mm，C30混凝土，原梁配有$A_{s0}=2900mm^{2}$As0?=2900mm2，$A_{s0}' = 980mm^{2}$As0′?=980mm2），原設計彎矩$M = 510kN\cdot m$M=510kN?m。按原設計計算最大彎矩設計值，然后本設計采取在梁底粘貼300mm寬碳纖維布3層（$A_{cf}$Acf?未給出具體計算值）。根據《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》（CECS146:2003）規定，計算碳纖維片材厚度折減系數$k$k、界限相對高度$ξ_{b}$ξb?，再計算混凝土受壓區高度$x$x和受拉面上碳纖維片材的拉應變$ε_{cf}$εcf?。最后得出加固后此梁的最大彎矩設計值$M = 524kN\cdot m$M=524kN?m，比原來提高了13%。
    • 加固措施加強：為加強梁底碳纖維布錨固和增加梁抗剪能力，在梁端每側粘貼160mm寬U型箍1道，主次梁相交處每側也粘貼1道。對于U型粘貼形式，宜在上端粘貼縱向碳纖維片材壓條。且建議受彎構件粘貼碳纖維布層數不應超過3層。
• 涵洞蓋板加固案例（理論分析部分）
  • 病害產生原因
    • 涵洞建設施工時存在質量問題，如蓋板鋼筋保護層厚度不夠、混凝土振搗不密實，使用多年后表層混凝土風化脫落露筋；蓋板防水層開裂失效，雨水滲入與混凝土成分反應，鹽分帶出結晶形成白色硬塊。
  • 施工方案選擇中的碳纖維加固理論依據
    • 碳纖維加固技術發展：碳纖維用于混凝土結構加固始于美、日七八十年代，在日本阪神大地震及中國臺灣“9.11”地震后廣泛用于震后建筑重建和補強，我國雖起步晚但發展快，有南京機場路高架橋空心板、盧溝新橋補強修復等成功實例。
    • 碳纖維加固技術原理、特點及優越性：碳纖維增強復合材料加固修補混凝土結構技術，是用粘結劑將碳纖維片粘貼在混凝土構件需補強加固部位表面，使二者形成一體共同工作。碳纖維抗拉強度是普通Ⅱ級鋼筋抗拉強度10倍以上，彈模與鋼材相當；不與酸堿鹽等化學物質反應，加固后構件耐腐蝕性及耐久性良好；單位體積重量僅為鋼材的1/4左右，制成板狀后厚度薄，幾乎不增加結構自重和改變截面外形；可任意裁剪，能封閉混凝土結構裂縫，不改變結構形狀及外觀；施工簡便、工序簡單，自重輕，可用小型電動工具操作，對操作空間要求寬松，適合涵洞蓋板這類施工面較小工程。

碳纖維加固成本效益分析

碳纖維加固技術最新研究

碳纖維加固與傳統方法對比

碳纖維加固在橋梁工程應用