【1】总则
1、为使碳纤维片材加固混凝土结构的工程,做到技术可靠、安全适用、经济合理、确保质量,制订本规程。
2、本规程适用于房屋建筑和一般构筑物混凝土结构加固的设计、施工及验收。
3、采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构的设计、施工及验收,除应符合本规程的规定外,尚应遵守国家现行有关标准的规定。
4、采用粘贴碳纤维片材加固的混凝土结构,长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境(腐蚀、放射、高温等)中的混凝土结构采用碳纤维片材加固时,尚应遵守国家现行有关标准的规定,并采取相应的防护措施。
5、采用碳纤维片材加固混凝土结构前,应按国家现行有关标准对原结构进行检测鉴定。
6、采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应由对该加固方法熟悉的设计人员进行设计,并
碳纤维布加固方法由专业施工队伍进行施工。
【2】材料
【2.1】一般要求
采用粘贴碳纤维片材对混凝土结构加固时,应使用聚丙烯腈基(PAN基)12k或12k以下的小丝束碳纤维片材、配套的改性环氧树脂胶粘剂和表面防护材料。
加固用材料应具有质检部门的产品安全性能检测报告和产品合格证;碳纤维片材和配套胶粘剂应具有符合本规程第3.2节和第3.3节规定的安全性能;对配套胶粘剂还应提供耐湿热老化性能指标及施工和使用环境要求。
本规程所列碳纤维片材的安全性能指标是对单向碳纤维片材的要求。
混凝土、钢筋和其它材料的有关设计指标应按国家现行有关标准采用。
【2.2】碳纤维片材
1、碳纤维布的抗拉强度应按纤维的净截面面积计算。净截面面积取碳纤维布的计算厚度乘以宽度。碳纤维布的计算厚度应取碳纤维布的单位面积质量除以碳纤维密度。碳纤维板的性能指标应按板的截面(含胶)面积计算,截面(含胶)面积取实测厚度乘以宽度。
2、碳纤维片材的受拉性能应按现行国家标准《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB/T3354测定。
3、单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于150g/m2,且不应高于300g/m2。
4、碳纤维板的厚度不宜大于2.0mm,宽度不宜大于200mm,纤维体积含量,对I级板,不应小于65%;对II级板,不宜小于60%,且不应小于55%。
【2.3】配套胶粘剂
采用碳纤维片材对混凝土结构进行加固时,应采用与碳纤维片材配套的底胶、修补胶和具有良好浸渍、粘结能力的结构胶粘剂。
配套的改性环氧树脂胶粘剂应按现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367规定的
环境条件和试验方法进行耐湿热老化性能检验,其老化后的拉伸剪切强度降低百分率应符合下列要求:
对A级胶不得大于10%;
对B级胶不得大于15%。
【2.4】表面防护材料
对已加固完毕的结构表面应进行防护处理。防护材料的粘结性能应与碳纤维片材表面涂刷的胶粘剂相容,并能可靠粘结。
选用的防火材料及其处理方法,应使加固后的建筑物达到要求的防火等级。
当被加固的结构处于特殊环境时,应根据具体情况选用有效的防护材料。
【3】设计规定
【3.1】一般规定
采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应通过配套的改性环氧树脂胶粘剂将碳纤维片材粘贴于构件表面,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形协调,共同受力。
碳纤维片材可采用下列方式对混凝土结构构件进行加固:
在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固,纤维方向应与加固部位的受拉方向一致。
采用环形箍或U形箍对梁、柱构件进行受剪加固,纤维方向宜与构件轴向垂直。
采用环向围束粘贴对柱进行抗震加固,纤维方向应与柱轴向垂直。
采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应按本规程规定的极限状态设计法进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算。钢筋和混凝土材料宜根据检测得到的实际强度,按国家现行有关标准确定其相应的材料强度设计指标。碳纤维片材应根据构件达到极限状态时的应变,按线弹性应力应变关系确定其相应的应力。
碳纤维片材应取置信水平为0.99、保证率为95%的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值fcfk。碳纤维片材的极限拉应变cfu应取其抗拉强度标准值fcfk除以弹性模量Ecf。
当采用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固时,应考虑加固后对结构中其它构件或构件的其它性能可能产生的影响。
采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时,宜卸除作用在结构上的活荷载。如不能在完全卸载条件下进行加固,应考虑二次受力的影响。
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