碳纤维梁加固计算书

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计算时间2012年4月26日(星期四)15:14、基本资料1.设计依据：《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006))(以下简称规范)《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)(以下简称混凝土规范)2.问题类型：根据期望的承载力求碳纤维片材用量期望的加固后的抗弯承载力为230.00kN-m期望的加固后的抗剪承载力为189.00kN3.构件参数：构件类型：一般构件截面宽度:b=250.00mm截面高度4=550.00mm受拉钢筋排数单排受拉钢筋面积:气=1388.00mm2受拉钢筋合力点至截面近边缘的距离:a=25.00mm受拉筋:HRB335(20MnSi),受拉筋抗拉强度设计值fy=300.00N/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广y=210.00N/mm2混凝土:C20轴心抗压强度设计值fc=9.6N/mm2轴心抗拉强度设计值f=1.10N/mm2轴心抗拉强度标准值fk=1.54N/mm24.梁底受拉碳纤维片材参数：材料类型：单向织物高强度I级粘贴层数项f=1单层厚度”f=0.111mm考虑二次受力，加固前验算截面上原作用的弯矩标准值:M0k=210.00kN-m5.梁侧受剪碳纤维片材参数：材料类型：单向织物高强度I级粘贴层数项fv=1单层厚度”fv=0.111mm条带间距:sf=100.00mm加固方式：环形箍及加锚封闭箍荷载形式：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:8mm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： 件弯起筋直径:6mm弯起筋根数:0弯起角度:45二、计算结果1.受弯加固计算：1.1碳纤维复合材设计计算指标根据材料类型及构件类型查表9.1.6-1得弹性模量设计值:Ef=2.30X105MPa抗拉强度设计设计值:ff=2300MPa拉应变设计值:ef=0.0101.2受弯构件加固后相对受压区高度麟求解：根据混凝土规范公式(7.1.2-5)：ecu=0.0033-(f；uk-50)x10-5>0.0033取为0.0033根据混凝土规范公式(7.1.4-1)稣=七= 岑芬& =0.551+ - 1+—1+Es8cu 1+200000.00X0.00330对于一般构件，则&氏=0.85稣=0.85x0.550=0.4681.3纤维复合材的滞后应变端求解：考虑二次受力，端按规范公式(9.2.8)计算根据混凝土规范，对矩形截面：_A_As_ 1388.00Re=*=°&由=0.5x250.00x550.00=0.020又由于受拉钢筋排数为单排，查规范表9.2.8得：％=1.151端一EsAsh^200000.00X1388.00X525.00=0.00171.4采用碳纤维加固，达到期望的弯矩值时，混凝土受压区高度x的求解：：根据规范公式(9.2.3-1)计算达到期望的弯矩值时混凝土受压区高度x：xM=afbx(h-2)fAs°(E)-匕(As伸-h0)230.00x106=1.00x9.60x250.00xxx(550.00-x/2)+210.00x0.00x(550.00-20.00)-300.00x1388.00x(550.00-525.00)解得x=230.38mm

1.5所需片材宽度根据规范公式(9.2.3-3)0.88h8f(9.2.3-3)0.8x0.0033x550.00/230.38-0.0033-0.00 %= 77^1.5所需片材宽度根据规范公式(9.2.3-3)0.88h8f(9.2.3-3)0.8x0.0033x550.00/230.38-0.0033-0.00 %= 77^ =0.1340.01根据规范公式(9.2.3-2)^UX=fy0As0+%Efe-f'yAs。 (9.2.3-2)1.000x9.60x250.00x230.38=300.00x1388.00+0.134x2300.00xAfe-210.00x0.00求得A=441.51mm2fe采用多层粘贴的纤维织物，根据规范公式(9.2.4-2)k=116"=1161x2.30x105x0.111km=1.16-308000=1.16- 308000=1.077>0.90取Km=0.90根据规范公式(9.2.4-1),梁底实际所需的碳纤维截面积：Af=Afe/Km=441.51/0.90=490.57mm2击*匹灯如寿人A490.57所需片材宽度bf=苛=1x0111=4419.52mm2.斜截面受剪加固计算：2.1抗剪材料强度设计值计算根据材料类型及构件类型查表9.1.6-1得抗拉强度设计设计值:ff=2300.00MPa取f=2300.00x0.56=1288.00MPa2.2加固前受剪承载力Vb0对于集中荷载入=—=60000=114X<15取入-15八jjtk™圭W%-h-52500-n，，八b<12 -1—'加固前受剪承载力根据混凝土规范公式(7.5.5)计算V-Y~fbh+f^Kycs人+110yvs0_1.75=1.50+1x1.10x250.00x525.00+210.00x50.27150.00x525.00-138007.63NVb0-Vcs+O.fAsbSina,-138007.63+0.8x300.00x0.00xsin45°-138007.63N2.3根据期望的抗剪承载力求所需碳纤维片材对梁斜截面承载力的提高值Vbf:Vbf-V-Vb。=189.00x103-138007.63-50992.37N2.4所需抗剪碳纤维片材粘贴宽度由于荷载为集中荷载，X=1.50加固方式为环形箍及加锚封闭箍查规范表9.3.3可得：寸切-0.680(9.3.3-2)根据规范公式(9.3.3-2)(9.3.3-2)Vbf=^vbffAfhf/Sf

50992.37x100.00 __10.59=2x1x0.11=47-68mmAf=Wvb10.59=2x