DGTJ08-012-2002 纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程

纤维增强复合材料加固混凝土主编单位：上海市建筑科学研究院批准部门：上海市建设和管理委员会施行日期：2002年8月1日一市工程建设规范，统一编号为DG/TJ08-012-2002,自2002年8月1日起实施。该规范由上海市工程建设标准化办公室负责组织实施，上海二O○二年六月四日本规程是根据上海市建设和管理委员会沪建建(2001)第0234号《关于下达2001年上海市工程建设地方标准、规范和标准设计编制计划的通知》的要求，由上海市建筑科学研究院会同同济大学、华东建筑设计研究院、上海市建筑设计研究院、上海市市政工程设计研究院、上海市城市建设设计研究院、上海市公路管理处共同编制。2验收以及附录等内容。编制组总结了上海地区采用碳纤维布和玻璃纤维布加固、修复房屋、桥梁混凝土结构的工程经验；吸取了上海市建设和管理委员会“纤维增强复合材料片用于钢筋混凝土结构的加固与修补技术研究”和建设部“纤维增强复合材料用于城市桥梁的加固与修补研究”的科研成果；采纳了国内有关设计、施工和科研单位近年来的研究成果及设计和施工实践经验；并且参考了国外有关设计指南及相关研究资料、文献，根据上海地区纤维复合材料加固混凝土结构的实际情况和迫切需要，为纤维复合材料加固混凝土结构的设计、施工、验收提供了可靠的技术规定和管理依据。通过书面和讨论会的形式向各有关设计单位、高等院校、生产厂家、质检部门等广泛地征求意见，经编制组反复讨论、修改后送审。在市建委科技委组织专家评审通过后，又对规程进行了必要的补充和完善，于2002年5月完成了本报批稿。各单位在应用本规程过程中，希望总结经验，积累资料，对需要修改和补充之处，请将意见和有关资料函告上海市建筑科学研究院(地址：上海市宛平南路75号，邮编：200032),以供修改时参一邓咏梅邓向辉薛元德屈文俊2002年5月 2术语及符号 2.1术语 2.2符号 3材料 3.4加固构件的表面防护 3.5检验方法 4.1设计基本原则及一般规定 4.2受弯加固设计 4.3受剪加固设计 4.4受压加固设计 4.5提高柱端延性的设计 4.6构造要求 5施工 5.3涂刷底胶 5.4找平处理 5.5粘贴纤维布及表面防护 5.6施工安全及注意事项 一附录A纤维布配套胶粘剂与混凝土的正拉粘接强度测定 附录B设计例题 附录C本规程用词说明 (34)11.0.1为使碳纤维布或高性能玻璃纤维布和树脂组成的纤维增强复合材料在加固、修复混凝土结构工程中，能确保安全可靠、技术先进、经济合理并适合上海地区的要求，特制定本规程。1.0.2本规程适用于房屋建筑结构、桥梁结构和部分水工结构中1.0.3采用纤维增强复合材料加固、修复混凝土结构时，除应遵守本规程的规定外，还应遵照国家和上海现行有关标准和规范的规定。1.0.4采用一般环氧树脂为基体配制的胶粘剂，其长期正常使用环境温度，不宜高于50℃,但如在其表面加隔热、防火处理或采用特种耐高温树脂作为基本胶结材料时，则可依据可靠的技术数据，对使用环境温度作出调整。1.0.5采用纤维布加固修复结构前，应按有关标准和规范，对原结构的质量进行检测或评估。1.0.6纤维布加固修复混凝土结构是一项新型的特种技术。为确保设计、施工和材料的安全可靠，应由有经验的设计人员进行设计和具有专业资质的施工单位进行加固和修复。1.0.7本规程所指碳纤维布，是专指单向聚丙烯腈(PAN)12K或12K以下小丝束碳纤维布；高性能玻璃纤维布是专指单向E型和S型玻璃纤维布。采用双向或多向纤维布进行加固，可参照本规程有关规定。2碳纤维布为连续碳纤维单向或多向排列、未经树脂浸渍固化的布状碳纤维制品。2.1.2高性能玻璃纤维布E-glassfibersheet/S-glassfibersheet高性能玻璃纤维布为连续高性能玻璃纤维单向或多向排列、未经树脂浸渍固化的布状玻璃纤维制品。用于基底处理的树脂胶。2.1.4找平胶puttyfiller用于对加固构件表面进行找平处理的树脂胶。2.1.5粘贴胶adhesives用于粘贴纤维布的树脂胶。2.2.1材料性能E——纤维布弹性模量；fk——纤维布抗拉强度标准值；ffa—纤维布抗拉强度设计值；Efa——纤维布的允许拉应变。2.2.2几何参数Ae——方柱中混凝土有效约束面积；A—纤维布净截面积；A,m保证加固后受弯构件不出现超筋的最大纤维布截面S——纤维布条带的中心间距；t——单层纤维布的名义厚度，为纤维布的单位面积质量除w——纤维布条带的宽度；fn——防止抗弯构件加固后出现超筋破坏，纤维布的设计应n——纤维布粘贴层数；r₁——混凝土强度折减系数；E——由平截面假定得到的混凝土受压边缘达到极限压应变34的拉应变；Es-—受压钢筋的应变；Eg、O——初始弯矩M;作用下裂缝截面处受拉钢筋的拉应变、拉应力；7f——纤维布与混凝土之间的粘结强度设计值；Pte——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋Pv.e—总折算体积配箍率；Psv,—按箍筋范围以内的核心截面计算的体积配箍率。其它有关符号参见《混凝土结构设计规范》(GB5053.1.1本规程中对混凝土结构进行加固和修复的纤维增强复合材料，是指单向碳纤维布或单向高性能玻璃纤维布和树脂类胶粘3.1.2加固修复用材料应具有产品合格证和产品性能检测报告，提供产品规格及主要力学性能指标，树脂类胶粘剂还应提供耐久建筑和大中型桥梁加固施工用材料，应进行纤维布抗拉强度和粘所使用的纤维布与胶粘剂性能相匹配的应用试验报告，供建设方3.2.1纤维布的抗拉强度应按纤维布的净截面积A:计算，净截面积取纤维布的名义厚度t乘以宽度wfo3.2.2碳纤维布和高性能玻璃纤维布的主要力学性能指标应符合表3.2.2规定。抗拉强度标准值(MPa)弹性模量(MPa)延伸率(%)一般结构≥1.4重要结构≥1.663.2.3单层碳纤维布单位面积质量不宜低于150g/m²,不宜高于400g/m²,单层高性能玻璃纤维布单位面积质量不宜低于200g/m²,不宜高于450g/m²。3.3.1粘贴纤维布对混凝土结构进行加固和修复时宜采用配套3.3.2底胶主要力学性能应满足表3.3.2的要求。表3.3.2底胶的主要力学性能指标粘度(Pa.S)拉伸强度(MPa)正拉粘结强度(MPa)≥2.5且大于被加固混凝土抗拉强度标准值的1.2倍3.3.3找平胶主要力学性能应满足表3.3.3的要求。拉伸强度(MPa)正拉粘结强度(MPa)≥2.5且大于被加固混凝土抗拉强度标准值的1.2倍3.3.4粘贴胶主要物理力学性能应满足表3.3.4的要求。7表3.3.4粘贴胶的主要物理力学性能指标粘度(Pa.S)拉伸剪切强度(MPa)拉伸强度(MPa)弯曲强度(MPa)压缩强度(MPa)弹性模量(MPA)伸长率(%)正拉粘结强度(MPa)3.3.5粘贴胶的热变形温度应按《塑料弯曲负载热变形温度试验方法》(GB1634)测定，热变形温度应不小于50℃。3.3.6胶粘剂应使用碳纤维布制作的纤塑片进行耐久性试验，参(GB/T14522)规定的环境条件进行不低于4000h的加速老化后，进行抗拉强度试验，抗拉强度不应降低10%。3.4加固构件的表面防护3.4.1对加固构件的表面宜进行表面防护，对使用高性能玻璃纤维布进行加固的构件表面必须进行防护，表面防护材料应达到所需的防护要求，并应与纤维布有可靠的粘结性能。3.4.2对于有防火要求的构件，应涂专门防火涂料或采用其它防火措施加以设计和施工。83.5检验方法3.5.1碳纤维布和高性能玻璃纤维布的抗拉强度、弹性模量和延伸率应按《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》(GB/T3354)测定；单位质量应按《纤维增强塑料密度和相对密度试验方法》3.5.2胶粘剂的粘度应按《胶粘剂粘度的测定方法》(GB/T2794)方法》(GB/T2568)测定；拉伸剪切强度应按《胶2569)测定；正拉粘结强度应按附录A测定。9中4.1设计基本原则及一般规定采用胶粘剂把纤维布粘贴在混凝土构件表面，纤维布应设计成承受拉应力。对于受弯构件的正截面加固，纤维布应粘贴在受拉区，且纤维方向与加固受力方向一致；对于受弯构件的斜截面加固，纤维布的纤维方向宜与主拉应力方向一致，但为了施工的方便也可粘贴成与构件轴向垂直；对于受压构件的正截面加固，应采4.1.2应按纤维布在加固不同类型构件时的允许拉应变进行设4.1.3纤维布应按《定向纤维增强塑料拉伸性熊试验方法》(GB/T3354-1999)测试所得到的纤维布抗拉强度标准值应按置信度C=0.99、可靠度单侧置信下限0.95确定。4.1.4采用纤维布对结构或构件加固修复时，应考虑加固对其它构件或该构件其它性能可能产生的影响。4.1.5采用纤维布加固前宜尽可能地卸载。4.1.6构件受弯承载力提高幅度不应超过40%,受剪承载力提高幅度不应超过30%,受压承载力提高幅度不应超过50%。4.1.7梁受弯加固时不应使用玻璃纤维布。4.1.8采用纤维布对梁、板进行受弯加固时，粘贴层数不应超过四层；采用纤维布进行柱子受压加固时，纤维布粘贴层数不宜超过六层。4.1.9采用纤维布进行加固和修复时，被加固构件的混凝土强度等级不应低于C15。3纤维布的拉应力o取其弹性模量E:与其拉应变ε的乘积即σ=EE;纤维布的抗拉强度设计值fa=EEfa;一x——混凝土受压区高度；A,——受拉钢筋截面面积；A,——受压钢筋截面面积；fyf,——-普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；ho——截面有效高度；a——纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离；xn——按平截面假定确定的中和轴高度；Ec—-混凝土的极限压应变，取0.0033;E;—粘贴纤维布前构件在初始弯矩作用下混凝土受拉 :—由平截面假定得到的混凝土受压边缘达到极限压应变时，位于受拉边纤维布的拉应变；f,—由平截面假定得到的受压钢筋压应力；e,——由平截面假定得到的受压钢筋压应变；BB<8ME%图4.2.2矩形截面受弯承载力计算2当E≤En且f。<fy时，公式(4.2.2-1)中受压钢筋的应力用(4.2.2-4)表示，这时公式(4.2.2-1)是关于x的三次方程，可通过试算和迭代求解x,所需纤维布面积应按下式计算：4矩形截面纤维布的最小加固量A,min,应按下式进行计算：式中f,应按公式(4.2.2-4)计算。一图4.2.5负弯矩区加固时梁侧有效粘贴范围平面图4.2.6采用碳纤维布进行受弯加固的构件其疲劳性能可按国家标准普通钢筋混凝土构件疲劳验算的规定进行验算。1宜优先采用封闭缠绕粘贴，也可采用U型粘贴、侧面粘贴。见图4.3.1。4U型粘贴和侧面粘贴的粘贴高度宜取构件截面高度。对于U形粘贴形式，宜在纤维布的末端采用特种锚钉进行锚固；对图4.3.1纤维布的抗剪加固方式4.3.2对λ≥3钢筋混凝土梁进行受剪加固时，应按下列公式进Aq=2ntW(4.3.2-5)式中V——梁的剪力设计值；Ve、V.——未加固梁混凝土和钢筋分别承担的剪力，按现行w——纤维布条带的宽度；图4.3.2梁抗剪加固注：对于λ<3的混凝土梁进行受剪加固时，宜采用封闭缠绕纤维布的方式。贴纤维布的方法进行加固，按以下几种情况分别计算加固柱的受1对于圆形柱(l₀/d≤12),采用粘贴纤维布进行加固时，应r₁——混凝土强度影响系数；A.混凝土截面积；A,——受压区纵向钢筋截面积；c—混凝土强度等级。2对于正方形和长方形柱(Lo/b≤14,h/b≤1.5),采用粘贴纤维布进行加固时：式中h——柱子的长边，≤500mm;b——方柱的短边；Ea——纤维布允许应变，受压加固时取0.0036;kg——方柱有效约束系数；Ae——方柱中混凝土有效约束面积；R.——倒角半径；Ag—倒角后方柱截面积；Pah—方柱中纵向钢筋配筋率。3对柱采用单向纤维布加固，宜粘贴两层以上进行加固。4.4.2对于小偏心受压的钢筋混凝土柱(L₀/b≤14,lo/d≤12),采用无间隔连续粘贴纤维布对其进行加固，应按以下儿种情况分别计算加固柱的抗压承载力：1全截面受压时，参照轴心受压柱加固公式，其中因混凝土乘以系数受约束而强度提高部分8r或8r1k。乘以系数一加密区的总折算体积箍率pv,应满足现行国家规范对柱端箍筋加密区体积配箍率的要求。总折算体积箍率pv.应按下列公式计当轴压比大于0.5且加固时未卸载，取Va=0.36;S——纤维布条带净间距；w——纤维布条带宽度；t——单层纤维布名义厚度；4.5.2纤维布在箍筋加密区宜连续布置。纤维布两端应采用搭接或可靠连接措施形成封闭形式。纤维布条带的搭接长度不应小于150mm,各条带搭接位置应相互错开，条带宽度不宜超过4.6构造要求图4.6.1U型锚的布置4.6.2在集中荷载作用点两侧宜设置构造纤维布(U形锚或特种铆钉),采用U形锚时纤维布宽200mm。受集中荷载为主的梁宜在剪力较大的区段均匀布置U形锚。U型粘贴和侧面粘贴高度宜取构件截面高度，U形锚宽度不宜小于100mm。相邻两道锚净间距应不大于梁高的二分之一。见图4.6.1。置应从内层布的截断位置内收200mm以上，每层布截断端头处设U形锚。见图4.6.3。图4.6.3纤维布的分层截断4.6.4纤维布的截断位置距其充分利用截面的距离不应小于公小于200mm。见图4.6.4。——充分利用截面处纤维布的拉应变，按本规程4.2.2t——纤维布与混凝土之间的粘结强度设计值，取图4.6.4纤维布的延伸长度件外表面的倒角半径，对碳纤维布加固的方柱应不小于30mm,高性能玻璃纤维布应不小于20mm。见图4.6.5。r碳纤维布r≥30mm图4.6.5构件转角处粘贴：4.6.6柱抗压加固时，纤维布上下层之间搭接长度应不小于50mm,纤维布环向锚固长度应不小于200mm。5.1.1粘贴纤维布加固修复混凝土结构应按编制的施工方案实2混凝土表面处理；5.1.6纤维布粘贴施工宜在5～35℃环境温度条件下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应使用适用于低温的配套树脂或采用使环境升温处理措施。能玻璃纤维布时，相对湿度不宜大于80%。如确需在潮湿的构件5.1.8在表面处理和粘贴纤维布前，应按加固设计部位放线定粘剂必须称量准确，计量误差不得超过1%。树脂胶配制应按产过5kg。搅拌时按同一方向搅拌直至肉眼观察无丝状、无色差。5.2.2按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处杂质，直至完全露出结构新面。在锚固加强区每隔50mm也5.3.2用一次性软毛刷或特制滚筒将底胶均匀涂抹于混凝土表5.4.4待找平胶表面指触干燥时即进行下一步工序施工。1按设计要求的尺寸裁剪纤维布。裁剪好的纤维布必须成2配制粘贴胶并均匀涂抹于所要粘贴的部位。5在最后一层的碳纤维布表面均匀涂抹粘贴胶。设计施工拉结件，以保证防护材料与原有纤维布之间有可靠的粘5.6.2施工中应避免纤维布的弯折。5.6.6现场施工人员根据使用树脂材料采取相应的劳动保护措6检查及验收按本规程第5章有关条款进行各工序隐蔽工程检验与验收。6.0.3纤维材料的实际粘贴尺寸和数量不得小于设计要求。用钢尺测量纤维布粘贴位置偏差不得大于10mm,角度偏差不得大于6.0.4纤维材料与原有结构物的粘结必须密实。有效粘结面积不得低于95%。6.0.5工程验收平方米纤维布内空鼓数量不得超过10个。当纤维布的单个空鼓面积小于1000mm²时，可采用针管注胶的方式进行补救。当纤维接粘贴同等型号的纤维布。2每个构件测得的异常点不应大于总测点的5%。如大于异常区域进行有效处理(参照第1款)。3底胶层厚度不应大于2mm,纤维布层间胶厚度不应大于1纤维布及胶粘剂材料的产品合格证及相应测试报告。附录A纤维布配套胶粘剂与混凝土的正拉粘接强度测定方法A.1.1本方法适用于纤维布胶粘剂单层或复合涂层与混凝土间A.2.1拉力试验机拉力试验机的量程选择应与试样的破坏荷载相适应。试验时试验所用机具应采用钢材加工而成，如图A.一只O深度取2～3mm,宽度1~2mm,如图A.2.3所示。1-预切缝A.2.4试样的制备试样为钢标准块与混凝土试块组合件。在混凝土试块上按照试样的组成如图A.2.4所示。1-配套胶粘剂及纤维布2-钢标准块3-预切缝4-混凝土试块5-钢夹具胶粘剂的制备和固化，应按相应的胶粘剂产品技术条件或胶A.3试验条件A.3.1试验环境应保持在：温度23±1℃,相对湿度60%～70%。A.4试验步骤A.4.1将制备好的试样放入拉力试验机的夹具内并对中。A.4.2以1500～2000N/min的速度进行加载，直到破样破坏的荷载值P,并观察破坏形式。A.5试验结果2层间破坏：树脂与混凝土间复合涂层界面破坏，以B表3碳纤维片材破坏：破坏发生在碳纤维片材内部，以C表表示。破坏形式为以A、B时，量测结果符合粘接强度试验要求。如出现两种或两种以上的破坏形式，则应注明。破坏形式为以A.5.3试验误差每组被测试样应不少于5个，每个试样的f值与该值算术平均值的误差不超过±15%为有效值，并至少取其中3个有效值的算术平均值作为该组正拉粘接强度试验结果。A.5.4结果的表示试验结果正拉粘接强度试验结果和破坏形式共同表示，如：3试样的编号的数量；7试验中出现的偏差和异常现象；确定碳纤维布的用量。该梁的设计参数如下。b×h=200mm×500mm,ho=46fem=10MPa,f,=310Mpa,A.=804mm²,1确定已有弯矩作用下截面受拉边缘的拉应变2按公式算受压区高度按公式计算碳纤维布的应变：一因Ef<Efu=0.007,碳纤维布的强度没有达到设计所需要的碳纤维布的面积按公式如采用的碳纤维布厚0.167mm,粘贴宽度200mm,则需要因实际使用上的需要，某大厦屋面需要增加使用荷载。该屋面原为可上人屋面，楼盖中有一矩形截面简支主梁，梁跨度为9.5m,梁混凝土强度为C20,主梁上分布有两根次梁，在原荷载作用下设计弯矩为200kN·m,现在设计弯矩增加至280kN·m。经验需要确定碳纤维布的用量。该梁的设计参数如下。b×h=300mm×900mm,ho=86f。=10MPa,fy=310Mpa,Aa=942mm²,1确定已有弯矩作用下截面受拉边缘的拉应变44按公式扫一年：计算碳纤维布的应变：取n=4层。附录C本规程用词说明C.0.1执行本规程条文时，对要求严格程度不同的用词作如下规定，以便执行时区别对待：1表示很严格，非这样做不可的：2表示严格，在正常情况下均应这样做的：3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。C.0.2条文中指明应按其他有关标准、规范和其他规定执行时，写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。非必须按所指定的标准、规范或其他规定执行的写法为“可参照……”。一纤维增强复合材料加固混凝土条文说明 3.1材料种类及一般要求 3.2碳纤维布及高性能玻璃纤维布 3.3胶粘剂 3.4加固构件的表面防护 3.5检验方法 4设计方法 4.1设计基本原则及一般规定 4.2受弯加固设计 4.3受剪加固设计 4.4受压加固设计 4.5提高柱端延性的设计 4.6构造要求 5施工 1.0.1上海市建委和有关领导部门鉴于纤维增强复合材料加固修复的工程项目发展极快，但却没有适合于这一发展形势和上海条件1.0.2结合上海加固工程的要求，本规程除对房屋加固外，还适用于桥粱及与桥梁结构条件相似的水工结构加固。1.0.3本规程仅为纤维布加固混凝土结构一个方面的技术规程，是国家和上海有关结构规范一个新的发展。所以相关国家规范中有关安全的基本原则仍应遵守，但某些方面则应按照纤维布加固的特性，与上述规程有所区别，因此本条文仅提出遵守有关规程的安全原则，至于具体规定则应以本规程的有关设计施工规定的条文为准。1.0.4可用于纤维增强复合材料加固结构的环氧树脂热变形温度为≥50℃,因此其长期使用环境温度应低于50℃。但如果采用隔热、防火措施后，大于50℃的环境温度传到纤维布表面的温度有可能低于环氧树脂的热变形温度；或则所采用的树脂，其力学性能均满足本规程的规定，但其热变形温度大于50℃,则可允许其用于与其相适用的环境温度。1.0.6由于纤维增强复合材料加固混凝土构件是90年代国际上才发展起来的新技术，许多技术细节还不为一般技术人员所掌握，因此设计应由具有加固设计经验的人员按有关规定进行设计。加固施工对于加固后的结构安全和效果是至关重要的环节，一般施工单位尚未掌握。纤维增强复合材料加固施工的许多技术关键涉及到复合材料的基本特征，与传统的钢材、预应力技术有较大的区别，因此纤维增强复合材料加固混凝土构件，必须要由具有特种施工技术资质和纤维加固经验的施工队伍进行加固和修复。123.1.1本条指出粘贴纤维布对混凝土结构进行加固和修复所采用的材料种类。按照上海建科院的试验证明(见表3.1),用碳纤由此对某些加固工程经设计计算确认也可使用高性能玻璃纤维每层单位宽度拉断力N/mm.层AAA四层玻四层玻B四层玻AAAB3.1.2本条指出粘贴纤维布对混凝土结构进行加固和修复所采用材料的一般要求。3.1.3应用试验报告一般包括：由纤维布及胶粘剂制作的纤塑片的抗拉强度及其方差的试验报告、纤塑片的老化性能试验报告。3.2碳纤维布及高性能玻璃纤维布3.2.1由于纤塑片是由纤维和胶粘剂复合而成，而这两种材料的性能相差较大，为避免胶含量对纤维布拉伸性能的影响，计算纤维布的抗拉强度时，本规程中按纤维的净面积计算。而且所用胶粘剂需满足本规程中粘贴胶的要求。上海建科院所做纤塑片性能见表3.2和3.3。拉断力(N)F强度(MPa)12345789方差(MPa)4表3.3玻璃纤维纤塑片拉伸性能拉断力(N)强度(MPa)123456789方差(MPa)3.2.2本条规定了碳纤维布和高性能玻璃纤维布的性能要求。目前用于土建结构加固的碳纤维布和高性能玻璃纤维布主要太大时，则施工时粘贴胶越不容易完全浸透，施工质量越难以保证，某些力学性能也不能达到所希望的要求。故本条规定了纤维布单位面积质量的范围。3.3.1本条指出粘贴纤维布应采用配套的树脂类胶粘剂。找平加与纤维布的粘贴面积，是加固工程必不可少。但找平材料粘度较大，与混凝土的粘结强度较低(见表3.4),会影响加固效果。粘贴胶的作用是使纤维布与混凝土得到充分的粘结，使其共同承受结构的作用。填料掺入量(%)0拉伸强度(MPa)3.3.2~3.3.4条规定了底胶、找平胶和粘贴胶的性能要求。胶粘剂的性能直接影响粘贴质量和加固效果。以粘贴胶为例，胶粘剂的种类对纤维增强塑料片(简称纤塑片)的抗拉强度影响较大，根据上海建科院试验结果显示同样条件下，不同树脂所制得的纤塑片，最小值仅为最大值的50%左右(见表3.5)。表3.5纤塑片拉伸性能统计结果(MPa) 效。规程中表3.3.4所规定的胶粘剂的主要性能指标，是根据国5一内外有关纤维布加固规程中规定的指标值和我们试验结果中能满3.3.6根据日本混凝土学会有关FRP设计施工指南说明，4000h的加速老化，相当于日本一般气象条件下20年的自然老化，为确保加固构件的寿命起见，本规程规定至少要进行4000h纤塑片的人工老化试验。根据同济大学对于风洞页片的长期性能观察发现，加速老化试验性能良好的环氧粘结剂制作的纤维增强复合材料其使用寿命可达到40年以上。高性能玻璃纤维布的老化性能较差，根据日本资料显示在老化4000h后，抗拉强度约为原强度的70%左右，所以高性能玻璃纤维布加固构件的表面应进行防护处理。根据上海建科院的试验证加固纤维布表面的温度可达到防火等级要求(见图)。图中下面两条曲线系加8mm和10mm厚防火涂料层后，纤塑片外表面温升曲-炉内标准温升一炉内实测温升-6一7本规程的检验方法除粘结强度外均采用我国现行的国家标8应设计成承受拉应力，不应设计成承受压应力。对于受弯构件的的纤维方向与主应力方向一致，但为了施工的方便通常粘贴成与向约束的方式提高构件的强度。对于受压构件的抗震加固，采用时改善混凝土的延性。4.1.2混凝土结构设计规范是以概率理论为基础的极限状态设计法，由于纤维布加固混凝土结构的试验数据和加固工程的实践采用允许应力方法进行设计。而这个方法与国际上运用的纤维布加固混凝土构件的原则基本一致。际所用纤维布复合材料的强度有所差异，因此用纤维布加固的工程一般应按《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》受剪加固后柱端塑性铰区有可能出现破坏，故还应验算构件其它性能的承载力。4.1.5当初始弯矩小于未加固截面受弯承载力的20%,尤其是截面没有开裂时，初始拉应变对受弯承载力的影响很小，可以不考4.1.6本条皆在防止加固失效后被加通物发生倒塌或变形过大。4.1.7玻璃纤维布(包括高性能玻璃纤维布和一般玻璃纤维布)不宜在梁的受弯加固中使用，主要是考虑以下两个因素：1高性能玻璃纤维布的弹性模量偏低，受弯加固后构件的挠度难以满足使用规范要求；2目前上梅市面上高性能玻璃纤维布种类很多质量良蒡不4.1.8受弯加固时随着粘贴层数的增加，纤维布从混凝土表面剥离的倾向增大，且其拉断时的应变也有所降低，故提出纤维布不宜超过四层；如果超过四层，应请专业人员对其进行抗剥离设计。受压加固时，对于层数多于六层的碳纤维布加固和多于十六层的高性能玻璃纤维布加固，还没有见到有关试验数据，也是从安全出发，我们建议纤维布加固柱时层数不大于六层。4.1.9纤维布加固混凝土构件，其混凝土强度对于构件加固的性能有较大的影响，根据上海市建筑科学研究院试验表明：C15强度的混凝土构件满足加固要求，因此本条暂定构件最低实测强度等级为C15,但由于大多数解放前和60年代前的混凝土设计强度为110kgf/cm²,考虑其后期强度，部分结构的实测强度等级可能仍低于CI5,因此，对这部分构件加固，应首先对该构件的混凝土作出处理，以提高基体强度；便其满足纤维布的加固要求。4.2受弯加固设计4.2.1基本假定1根据上海市建筑科学研究院等单位儿十根粱的试验研究表明，纤维布加固钢筋混凝土梁其受力状态下应变仍然基本符合平截面假定，此外根据美国、日本等主妻国家的纤维布加固指南和9一平截面假定这个概念。2上海建科院使用极限延伸率为1.8%的碳纤维布作受弯加固试验时，绝大部分加固梁的碳纤维布极限应变约为0.0075以上，为保证安全起见，本规程取45%的极限延伸率或0.007作为设所考虑的延伸率折减系数相仿，和欧洲fib的规程中取0.0065～0.0085基本相同，但是比日本有关公司所采用的允许应3因为纤维布的应力应变关系基本上是线性关系。部和集中荷载作用处的两边有良好的锚固措施，一般情况下纤维布不会发生剥离。D钢筋未屈服或纤维布未拉断，纤维布从混凝土表面剥落或混凝土保护层剥落。构件的受力状态有关。图4-1是配筋量和加固量对破坏形式的构造或锚固措施来避免。C种破坏因加固量过大造成，故公式(4.2.2-9)给出了加固量的最大值。该公式保证了破坏时混凝土的压应变不超过极限压应变的75%。A、B两种破坏具有较高的强度和良好的延性，但设计时以A种破坏作为目标状态。通过最小加固量尽量避免B类破坏。公式(4.2.2-7)根据纤维达到其极限拉应变混凝土同时达到极限压应变这一界限状态确定出纤维布的最小加固量。eef₅<fyAbCa图4.1受弯加固破坏形式图4.2.6疲劳验算粘贴碳纤维布抗弯加固后的构件的裂缝分布和发展得到改善和控制，故其抗疲劳性能优于普通钢筋混凝土构件。从安全的角度考虑，加固梁的疲劳验算仍按普通钢筋混凝土构件进行。以下是上海建科院采用碳纤维布抗弯加固梁的疲劳试验情况。由于碳；纤维布具有良好的抗疲劳性能，因此加固梁的疲劳性能关键是胶粘剂的性能。次数2×10⁶次数1×10⁶6666注：表中应力指加固梁中的钢筋应力。两根梁均通过了两个荷载阶段共3×10⁶次的疲劳试验。以100万次150万次1一2345-6-一7一8一9-加固梁F-1:第一个荷载段加载初期在纯弯段有4条裂缝，0万次100万次1一2-34-5-6-100万次7一8-9一---加固粱F-2:第一个荷载段加载初期在纯弯段有4条裂缝，间距约为200mm,裂缝高度在70～135mm,裂缝宽度极小。在荷载剪跨段出现新的弯剪裂缝。200万次时，155～165mm。荷载提高至60kN后，剪跨段出现新裂缝，缝高100～180mm,纯弯段原有裂缝也发展到180mm。随着荷载次数的裂缝的附近出现倾斜的小裂缝，见图4.3中的17号裂缝，这条裂梁已接近其疲劳极限。疲劳试验结束时，最大裂缝宽度小于0.05mm,属于微裂，卸载后部分裂缝闭合。没有纤维布剥离的迹粘贴在梁底的碳纤维布可以有效地控制裂缝的扩展和延伸，胶粘剂抗疲劳性能良好。4.3.1U型粘贴和侧面粘贴易产生剥离破坏，故应优先采用封闭布对构件进行受剪加固时，构件斜截面受剪承载力一般均用(4.3.3-2)计算。上海建科院所做的试验证明，梁侧混凝土的斜V:计算。对于λ<3的受剪构件，按普通钢筋混凝土构件的理论，其破坏模式由剪拉破坏逐步转变为剪压破坏。由于纤维布对不同破坏模式构件的加固效果不同，例如纤维布对潜在发生剪拉破坏构件的加固效果优于剪压破坏构件，因此建议当λ<3时梁的抗剪加固宜采用纤维布封闭缠绕抗剪构件的方法。上海建科院采用一层E-型高强玻璃纤维布U型通长粘贴抗剪试验梁，其抗剪承载力可提高30%。4