GB 50608-2010 纤维增强复合材料建设工程应用技术规范

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  • 2.2.2作用、作用效应及承载力

    N一轴向压力设计值, N。一采用粘贴预应力CFRP片材加固时,加固结束并扣除 所有预应力损失后CFRP片材的预拉力; M 包含初始弯矩的总弯矩设计值: M 加固前受弯构件计算裁面承受的初始弯矩, 正常使用阶段的标准荷载组合下的弯矩值: M, CFRP片材施加预应力前,计算截面所受弯矩值: V. 剪力设计值: Vi一 加固前染受剪计算截面承担的初始剪力; V 梁的剪力设计值:

    Vo.re 一未加固钢筋混凝土梁的受剪承载力; V.f加固梁达到受剪承载力极限状态时FRP片材承担的 剪力设计值; V.一 柱的剪力设计值: Vee 未加固钢筋混凝土柱的受剪承载力: Ve 加固柱达到受剪承载力极限状态时FRP片材承担的 剪力设计值; V 混凝土和雍筋承担的剪力设计值: VFRP管承担的剪力设计值: dimd 达到受弯承载力极限状态时体育标准,受拉FRP材料的拉应力 设计值; 所有预应力损失后CFRP片材的应力: df,rd 采用封闭包裹粘贴或有可靠错固措施的U形粘贴受 剪加固时FRP片材的有效拉应力设计值; coEe FRP药束混凝土的应力和变: fe,ml 受压边缘混避土达到极限压应变时FRP片材的有效 拉应变; . Cfe.Tm2 FRP片材与混凝土界面产生剥离破坏时FRP片材的 有效拉应变; 作用下,截面受拉边缘混凝土的初始应变; Ep一 采用预应力CFRP片材加固时,扣除预应力损失后在 受拉边缘混凝土应力等手零时的应变值; 剪加固时FRP片材的有效应变; efe 封闭连续粘贴FRP片材对钢筋混凝土柱抗震加固时 FRP片材有效应变值: Y 组合梁中FRP构件腹板极限剪切应变设计值:

    L一一纤维布的搭接长度; La—FRP片材从其充分利用截面到截断位置的延伸长 度; L一FRP片材抗弯承载力充分利用截面到不需要FRP片 材截面的距离;

    2.2.4计算系数及其他

    β%CFRP片材宽度影响系数; β受拉面粘贴的FRP片材对裂缝间距的影响系数; 约束刚度参数: β—FRP圆管抗压区极限承载力折减系数; FRP材料的分项系数; Y FRP材料的环境影响系数; 受压翼缘加强系数: 受压边缘混凝土压应变综合系数: 当etem大于efem或fem大于FRP片材的抗拉强度设 计值时考虑的受压区混凝土等效应力图形的折减系 数; 二次受力影响系数: 受拉区纵向FRP筋的相对粘结特性系数: Pve 考虑柱原有箍筋和加固FRP片材的总折算体积配箱 率; 按柱原有箍筋范围以内的核心裁面计算的体积配箍 率; 入Ef 采用封闭包裹粘贴或有可靠错固指施的U形粘贴的 受剪加固特征值; 最小配箍特征值; 受剪加固形式系数 k 应力截面形状系数; k元 应变截面形状系数

    ,一剪力连接件粘接连接影响系数 n一纤维布层数; K一U型及侧面粘贴受剪加固时受剪剥离系数

    3.1.1材料应包括纤维、纤维布、基体树脂、FRP、加固用粘贴树 脂材料和表面防护材料。 31.2用于粘贴纤维布和FRP板等片材加固的粘贴树脂材料应 采用环氧树脂,并应与相应的片材配套使用。FRP管和FRP构 件的基体树脂可选用环氧树脂、乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树 脂。

    3.2纤维布及纤维增强复合材料

    3.2.4用于粘贴加固的单向纤维布应符

    1纤维布的抗拉强度应按纤维布的净截面积计算。净截面 积应取纤维布的计算厚度乘以宽度。纤维布的计算厚度应为纤维 布的单位面积质量除以纤维密度。 2,单层碳纤维布单位面积质量不宜小于150g/m,不宜大于 450g/m 3单层玻璃纤维布的单位面积质量不宜小于300g/m,不宜 大于900g/m。

    4单层芳纶布单位面积质量不宜小于250g/m*,不宜大于 650g/m。 5单层玄武岩纤维布的单位面积质量不宜小于300g/m,不 宜大于900g/m。

    维布抗拉强度标准值应具有95%的保证率,弹性模量和伸长率应 取平均值

    2.5纤维布的主要力学性能指标

    3.2.6FRP可包括FRP板材、筋材、管材、角型材、工学型材、 暂型材等各种型材。FRP型材的质量应符合国家现行有关产 品标准的规定,其纤维铺向及铺层厚度应根据使用要求进行设 让

    3.2.6FRP可包括FRP板材、筋材、管材、角型材、工学型材、 槽型材等各种型材。FRP型材的质量应符合国家现行有关产 品标准的规定,其纤维铺向及铺层厚度应根据便用要求进行设 计

    1单向FRP板的抗拉强度应按板的截面面积(含树脂

    1单向FRP板的抗拉强度应接板的截面面积(含树脂)计 算,截面面积(含树脂)应取实测厚度乘以计算宽度。 2单向FRP板的纤维体积含量不宜小于60%。

    3.2.8单向FRP板的主要力学性能指标应满足表3.2.8的规

    定。抗拉强度标准值应具有95%的保证率,弹性模量和伸长率应 取平均值。

    表3.2.8单向FRP板的主要力学性能指标

    3.2.9FRP筋的抗拉强度应按筋材的截面面积(含树脂)计算, 截面面积应按名义直径计算。FRP筋的纤维体积含量不应小于 60%,主要力学性能指标应满足表3.2.9的规定

    表3.2.9FRP筋的主要力学性能指标

    3.2.12FRP材料的抗拉强度设计值应按下式确定:

    式中fd FRP材料的抗拉强度设计值; 他FRP制品取1.25; %—FRP材料的环境影响系数,应按表3.2.12取值。对 临时性混凝土结构,可取1.0。

    表3.2.12FRP材料的环境影响系数

    3.3加固用FRP片材配套粘结材料及表面防护材料

    3.3.1采用粘贴纤维布或FRP板加固修复结构时,应采用配套 的底层树脂、找平材料、浸渍树脂或FRP板粘接剂

    注:适用期(25C)指标指常温型粘接树脂的性能指标,其他性能指标试件的固化

    条件险另有规定外,固化方式均为23℃士2C下固化7d。

    凝土抗拉强度标准值,且不应小于2.5MPa。配套粘结材料的正 拉粘结强度标准值应按本规范附录C的方法测定。层间剪切强

    变应按本规范附录D的方法制备读

    3.3.5浸渍树脂和FRP板粘接剂的热变形温度应大于50C,特

    殊环境下使用的浸溃树脂和FRP板粘接剂的热变形温度不应 于60℃

    3.3.6加固修复完成后的结构表面应进行防护处理。表面防

    材料应与FRP片材可靠粘结。当被加固结构处于其他特殊环境 时,应根据具体情况选择防护材料。

    4.1.1采用粘贴FRP片材加固修复混凝土结构之前,应接国家 现行有关标准对原结构进行检测和可靠性鉴定,并应根据结构的 实际情况,按国家现行有关标准确定原结构钢筋和混凝土的材料 强度设计指标。 4.1.2粘贴FRP片材加固修复混凝土结构时,应采用配套粘结材 料将FRP片材粘贴于构件表面,并应与混凝土变形协调、共同受力 4.1.3粘贴FRP片材进行抗弯加固和抗剪加固时,被加固混凝 土构件的实测混土强度等级不应低于C15。采用FRP片材约 束加固混凝土柱时,买测混凝土强度等级不应低手C10。

    4.14粘贴FRP片材加固修复混凝土结构时,应符合下列规定

    1.FRP片材的纤维方向应与加固要求所需要的受力方向一 致。当纤维方向与受力方向不一致时,应根据纤维方向与受力方 向之间的夹角对FRP受力作用进行折减。 2粘贴预应力碳纤维布加固混凝土梁时,应采用山级碳纤维 布。 3应分析加固后对结构中的其他构件或构件的其他性能可 能产生的不利影响。 4加固施工时宜除结构上的活荷载作用,并应采取减小被 加固构件的初始受力对加固后二次受力的影响的措施。当不能完 全卸载进行加固时,应计算分析二次受力对加固的不利影响。 5除本规范规定的混凝土构件加固形式外,当有可靠依据 时,FRP片材也可用于其他形式的混凝土构件加固。

    4.1.5粘贴FRP片材加固修复混概土结构时应进行

    极限状态的计算和正常便用极限状态的验算。 4.1.6采用FRP片材加固混凝土结构时,被加固结构的原承丰 力设计值不应低于其荷载效应准永久组合值。

    极限状态的计算和正常使用 的验享

    4.1.7当纤维布沿其纤维方向需绕构件转角处粘贴时,转角久

    件外表面的曲率半径r.不应小于20mm(见图4.1.7)

    图4.1.7纤维布转角处的倒角要求

    4.1,8 FRP片材的搭接应符合下列规定: 1 FRP片材的搭接宜避开FRP片材受拉力较大部位。 2 搭接长度应满足下式要求:

    4.1.8FRP片材的搭接应符合T

    L=max(150mm,fkta/tae)

    式中:L一一纤维布的搭接长度: fn一FRP材料的抗拉强度标准值; 动一一单层纤维布的厚度; tae一纤维布搭接平均剪切强度,取4MPa。 3当采用多条或多层纤维布加固时,各条或各层纤维布之间 的搭接位置相互错开距离不应小于250mm,且不应小于搭接长度 的1.5倍(图4.1.8)。 4当采用FRP板对受弯构件抗弯加固时,在主要加固受力 区FRP板不宜采用搭接

    图4.1.8纤维布搭接长度的要求

    4.1.9采用横向封闭约策混凝土粘贴的纤维布,在约束区段宜沿 构件轴线方向连续粘贴。横向封闭约束混主粘贴纤维布的搭接 长度应符合本规范公式(4.1.8)的要求,且搭接竖缝位置不应位于 构件同一侧,每侧搭接竖缝高度不应大于500mm。当采用多层横 向封闭药束粘贴时,客层搭接位置应错开,错开的距离不应小于 200mm 4.1.10粘贴FRP片材对混凝土板进行抗弯加固时,FRP片材 宜采用多条密布方案,FRP片材条带之间的净间距不应天于受力 钢筋的间距,且不应大于200mm

    4.1.10粘贴FRP片材对混凝王板进行抗弯加固时,FRP片材 宜采用多条密布方案,FRP片材条带之间的净间距不应大于受力 钢筋的间距,且不应大于200mm。

    4.1.11对FRP片材与混凝土间可采取附加机械错固措施。

    4.2梁、板的抗弯加固

    4.2.1本节适用于跨高比大于5的一般钢筋混凝土梁和预应力 混凝土梁,以及钢筋混凝土和预应力混凝土板。 4.2.2粘贴FRP片材的抗弯加固修复应包括下列形式:

    4.2.1本节适用于跨高比大于5的一般钢筋混凝土梁和预应

    4.2.2粘贴FRP片材的抗弯加固修复应包括下列形式: 1FRP片材应粘贴于受弯构件的受拉面及受拉区侧面。构 牛受弯承载力计算时应仅计入与构件轴线方向一致的有效FRI 片材的截面面积。 2FRP片材应粘贴于受弯构件的受拉面或侧面对裂缝进行 修复,FRP片材的纤维方向宜与裂缝方向垂直。

    1应进行受弯承载力极限状态计算,并应进行正常使用极限 伏态的验算。 2受弯构件加固后,应避免受剪破坏先于受弯破坏的发生 当有抗震设防要求时,尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规 范GB50011的有关规定。 3当未加固钢筋混土巢的受压区高度大于界限相对受压 这高度的0.8倍时,不宜进行抗弯加固。

    4.2.4在受弯构件受拉面和染侧面粘贴FRP片材进行抗

    5当ee>em或Eieteml>f时,受压区混凝土等效应力 图形的折减系数应按下式计算:

    4.2.6受压边缘混凝土达到极限压应变时FRP片材的有效拉应

    4.2.6受压边缘混凝土达到极限压应变时FRP片材的不

    0.86c0 F Ee teram tei

    式中:3一一混凝土受压区高度: 一受压翼缘高度。 2当混凝土受压区高度工小于受压翼缘高度时,应按下 列公式联立求解计算:

    0.8ecu Eeu +eicm el

    式中:一一混凝土受压区高度; h一受压翼缘高度; ea—混凝土极限压应变,按现行国家标准混凝土结构设 计规范GB50010的有关规定确定,对于不大于C50 级的混土,取0.0033; 一考虑二次受力影响时,加固前受弯构件在初始弯矩 M作用下,截面受拉边缘混凝土的初始应变,按本规 范第4.2.8条计算;当忽略二次受力影响时,取e,等 于零: 在受拉边缘混凝土应力等于零时的应变值。对于非 预应力FRP片材加固,取e等于零。 4.2.7采用FRP片材粘贴进行抗弯加固受弯剥离时的有效拉应 变,应按下列公式计算,直不宜小于受压边缘混凝土达到极限压应 变时FRP片材的有效拉应变efem的0.5倍:

    变,应按下列公式计算,且不宜小于受压边缘混凝土达到极限压应 变时FRP片材的有效拉应变的0.5倍:

    图4.2.7FRP片材的延伸长度 .8加固前受弯构件承受的初始弯矩对受弯承载力的影响,应

    4.2.8加固前受弯构件承受的初始弯矩对受弯承载力的

    符合下列规定: 1当加固前计算截面承担的初始弯矩M小于未加固截面 受弯承载力的20%时,可不计二次受力的影响。当加固前计算截 面承担的初始弯矩M,大于未加固截面受弯承载力的50%以上 且无法卸裁时,不宜采取非预应力加固方法。

    2加固前初始弯矩价 缘混避士的初始应变

    式中:M一一加固前受驾构件计算截面承受的初始驾矩: ea一加固前初始弯矩M作用下受压边缘的压应变; &oa——加固前初始弯矩M作用下受拉钢筋的拉应变和拉 应力: 受压边缘混凝土压应变综合系数; $一一受拉钢筋拉应变不均匀系数,当小于0.2时,取0,2; 当大于1.0时,取1.0 p一一受拉钢筋配筋率; 一一混凝土抗拉强度标准值: P 接有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配

    筋率A/Ae A—有效受拉混凝土截面面积; %—一受压翼缘加强系数; br、ht—受拉翼缘的宽度和高度; bh 受压翼缘的宽度和高度。

    4.2.9在频遇荷载组合下,受拉钢筋的拉应力不应大于其抗

    标准值。频遇荷裁组合下受拉钢筋的拉应力,可按下列方法计算, 1采用非预应力FRP片材时,可按下列公式计算

    标准值。频遇荷裁组合下受拉钢筋的拉应力,可按下列方法计算

    2采用预应力CFRP片材时,可按下列公式计算:

    M 0,=0.87ho(1+β)A, β=1. 08(1+1.15)EA JE,A

    式中: 正常使用阶段受拉钢筋的拉应力: M一一正常使用阶段的标准荷载组合下的弯矩值; N。采用粘贴预应力CFRP片材加固时,加固结束并扣 除所有预应力损失后CFRP片材的预拉力: M,一一CFRP片材施加预应力前,计算截面所受弯矩值: 除所有预应力损失后受拉钢筋中的应力; 采用粘贴预应力CFRP片材加固时,加固结束并扣

    除所有预应力损失后CFRP片材的应力: E,、A,一一一受拉钢筋的弹性模量和截面面积: A、Af分别为FRP片材和CFRP片材的截面面积: E一FRP材料的弹性模量; &一一受拉钢筋与CFRP片材合力点至受压区压力合力点 的距离; A。、I一分别为将钢筋、CFRP片材按与混凝土弹性模量比换 算成混凝土后的换算截面面积和换算截面惯性矩。 4.2.10采用FRP片材对钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件 进行裂缝修复时,应符合下列规定: 1粘贴FRP片材前,应对原有裂缝进行封闭处理。 2FRP片材的纤维方向宣与裂缝方向垂直。 3当染受拉区裂缝发展高度较大时,除应在梁的最天受拉面 粘贴FRP片材,尚应在梁侧面粘贴FRP片材进行裂缝修复。对 在梁侧面粘贴FRP片材、且纤维方向垂直于裂缝方向进行封闭裂 缝修复时,可不进行裂缝宽度验算。 4当进行在受弯构件受拉面粘贴FRP片材进行受弯加固 时,应根据现行国家标准混镜土结构设计规范》GB50010等的有 关规定,按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及 最大裂缝宽度限值,并应进行裂缝宽度验算。

    按荷载效应标准组合并计入长期作用影响的最大裂缝宽度,可按 下列公式计算:

    A.=A, + Et A E

    (4. 2. 12]

    式中:A一 一 计算FRP片材加固混凝王受弯构件挠度变形时的 换算受拉钢筋截面面积:

    水利水电标准规范范本一受拉钢筋截面面积: Ar 一FRP片材的截面面积

    4.2.13采用FRP片材进行受弯承载力加周时应符合下

    4.3梁、柱的抗剪加固

    应包括封闭粘贴、U形粘贴或侧面粘贴(图4.3.1),有条件时置来 用封闭缠绕粘贴形式

    重庆标准规范范本图4.3.1FRP片材受剪加周方式

    4.3.2粘贴FRP片材对混凝土梁、柱进行抗剪加固,应符合下列

    1受剪承载力的提高幅度不超过40%。 2当未加固受弯构件的剪力设计值大于0.2f.6h。时,不宜 粘贴FRP片材进行抗剪加周。 4.3.3粘贴FRP片材对混凝土梁、柱进行抗剪加固时,应符合下 列规定: 1对架抗剪加固,可采用U形粘贴和侧面粘贴加固形式(图 4.3.3)。FRP片材的纤维方向宜与构件轴线垂直,当纤维方向与 抽线不垂直时,纤维方向宜垂直于预计的斜裂缝,且FRP片材宜 采用满贴形式。当采用FRP板U形粘贴时,可采用双L形板形 成U形粘贴。 2当FRP片材采用条带布置时·FRP条带净间距S不应大 于现行国家标准混凝土结构设计规范》GB50010规定的最大箍 筋间距的0了倍。 3U形粘贴和侧面粘贴的粘贴高度h,宜取构件截面高度。 对于U形粘贴形式,宜在上端粘贴纵向FRP片材压条;对侧面粘 贴形式,宜在上、下端粘贴级向FRP片材压条(图4.3.3): 4对柱抗剪加固应采用封团粘贴形式,且FRP片材的纤维 方向应与柱轴线垂直。

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