第6章纤维复合材加固法课件

6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法 纤维复合材，尤其是碳纤维复合材，在结构加固领纤维复合材，尤其是碳纤维复合材，在结构加固领纤维复合材，尤其是碳纤维复合材，在结构加固领纤维复合材，尤其是碳纤维复合材，在结构加固领域获得了广泛应用。域获得了广泛应用。域获得了广泛应用。域获得了广泛应用。6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 结构加固领域使用的纤维复合材包括结构加固领域使用的纤维复合材包括结构加固领域使用的纤维复合材包括结构加固领域使用的纤维复合材包括 玻璃纤维（玻璃纤维（玻璃纤维（玻璃纤维（glass fiberglass fiber）芳纶纤维（芳纶纤维（芳纶纤维（芳纶纤维（aramid fiberaramid fiber）玄武岩纤维（玄武岩纤维（玄武岩纤维（玄武岩纤维（basalt fiberbasalt fiber）碳纤维（碳纤维（碳纤维（碳纤维（carbon fibercarbon fiber）各类纤维都不能单独使用发挥作用，需要通过聚合各类纤维都不能单独使用发挥作用，需要通过聚合各类纤维都不能单独使用发挥作用，需要通过聚合各类纤维都不能单独使用发挥作用，需要通过聚合物（物（物（物（polymerpolymer）材料将纤维胶合在一起，形成所谓纤）材料将纤维胶合在一起，形成所谓纤）材料将纤维胶合在一起，形成所谓纤）材料将纤维胶合在一起，形成所谓纤维复合材（维复合材（维复合材（维复合材（FRPFRP，fiber reinforced polymerfiber reinforced polymer）。）。）。）。6纤维复合材（FRP）加固法纤维复合材，尤其是碳6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维玻璃纤维单向复合材安全性能指标玻璃纤维单向复合材安全性能指标玻璃纤维单向复合材安全性能指标玻璃纤维单向复合材安全性能指标类别类别抗拉强度抗拉强度标准值标准值（MPa）受拉弹性受拉弹性模量模量（MPa）伸长率伸长率（%）弯曲强度弯曲强度（MPa）仰贴条件仰贴条件下纤维复下纤维复合材合材-混混凝土粘结凝土粘结正拉强度正拉强度（MPa）层间剪切层间剪切强度强度（MPa）S玻璃22002.56002.5，且为混凝土内聚破坏45040E玻璃15002.0500450356纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类类别抗拉强度6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 芳纶纤维芳纶纤维芳纶纤维芳纶纤维6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 玄武岩纤维玄武岩纤维玄武岩纤维玄武岩纤维6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 碳纤维碳纤维碳纤维碳纤维History:History:（1 1）In1879,ThomasEdisonbakedcottonthreadsorIn1879,ThomasEdisonbakedcottonthreadsorbamboosliversathightemperaturescarbonizingthemintoanbamboosliversathightemperaturescarbonizingthemintoanall-carbonfiberfilamentusedinthefirstincandescentlightall-carbonfiberfilamentusedinthefirstincandescentlightbulbtobeheatedbyelectricity.bulbtobeheatedbyelectricity.（2 2）In1958,In1958,RogerBaconRogerBaconcreatedhigh-performancecarboncreatedhigh-performancecarbonfibersatthefibersattheUnionCarbideUnionCarbideParmaTechnicalCenter,nowParmaTechnicalCenter,nowGrafTechInternationalHoldings,Inc.,locatedoutsideofGrafTechInternationalHoldings,Inc.,locatedoutsideofClevelandCleveland,OhioOhio.22ThosefibersweremanufacturedbyheatingThosefibersweremanufacturedbyheatingstrandsofstrandsofrayonrayonuntiltheyuntiltheycarbonizedcarbonized.Thisprocessprovedto.Thisprocessprovedtobeinefficient,astheresultingfiberscontainedonlyabout20%beinefficient,astheresultingfiberscontainedonlyabout20%carbonandhadlowstrengthandstiffnessproperties.carbonandhadlowstrengthandstiffnessproperties.6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 碳纤维碳纤维碳纤维碳纤维（3 3）Intheearly1960s,aprocesswasdevelopedbyDr.AkioIntheearly1960s,aprocesswasdevelopedbyDr.AkioShindoatShindoatAgencyofIndustrialScienceandTechnologyAgencyofIndustrialScienceandTechnologyofofJapanJapan,using,usingpolyacrylonitrilepolyacrylonitrile(PAN)asarawmaterial.This(PAN)asarawmaterial.Thishadproducedacarbonfiberthatcontainedabout55%carbon.hadproducedacarbonfiberthatcontainedabout55%carbon.（4 4）ThehighpotentialstrengthofcarbonfiberwasrealizedThehighpotentialstrengthofcarbonfiberwasrealizedin1963inaprocessdevelopedbyW.Watt,L.N.Phillips,andin1963inaprocessdevelopedbyW.Watt,L.N.Phillips,andW.JohnsonattheW.JohnsonattheRoyalAircraftEstablishmentRoyalAircraftEstablishmentatatFarnborough,HampshireFarnborough,Hampshire.6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 碳纤维碳纤维碳纤维碳纤维（5 5）Inthelate1960s,theJapanesetooktheleadinInthelate1960s,theJapanesetooktheleadinmanufacturingPAN-basedcarbonfibers.The1970jointmanufacturingPAN-basedcarbonfibers.The1970jointtechnologyagreementallowedtechnologyagreementallowedUnionCarbideUnionCarbidetomanufacturetomanufacturetheJapanstheJapansTorayIndustriesTorayIndustriessuperiorproductandsuperiorproductandUSAUSAtotodominatethemarket.dominatethemarket.（6 6）Sincethelate1970s,furthertypesofcarbonfiberyarnSincethelate1970s,furthertypesofcarbonfiberyarnenteredtheglobalmarket,offeringhighertensilestrengthandenteredtheglobalmarket,offeringhighertensilestrengthandhigherelasticmodulus.Forexample,T400fromToraywithahigherelasticmodulus.Forexample,T400fromToraywithatensilestrengthof4,000MPaandM40,amodulusof400tensilestrengthof4,000MPaandM40,amodulusof400GPa.Intermediatecarbonfibers,suchasIM600fromTohoGPa.Intermediatecarbonfibers,suchasIM600fromTohoRayonwithupto6,000MPaweredeveloped.Rayonwithupto6,000MPaweredeveloped.6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 碳纤维碳纤维碳纤维碳纤维A6mdiametercarbonfilament(runningfrombottomlefttotopright)comparedtoahumanhair.6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类A6m6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 碳纤维碳纤维碳纤维碳纤维 用于结构加固的碳纤维材料主要以单向纤维布及单用于结构加固的碳纤维材料主要以单向纤维布及单用于结构加固的碳纤维材料主要以单向纤维布及单用于结构加固的碳纤维材料主要以单向纤维布及单向纤维板的方式供应；新建工程也有使用碳纤维筋的向纤维板的方式供应；新建工程也有使用碳纤维筋的向纤维板的方式供应；新建工程也有使用碳纤维筋的向纤维板的方式供应；新建工程也有使用碳纤维筋的情况，以适应具有高腐蚀性的环境条件。情况，以适应具有高腐蚀性的环境条件。情况，以适应具有高腐蚀性的环境条件。情况，以适应具有高腐蚀性的环境条件。6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.1 6.1 纤维分类纤维分类纤维分类纤维分类 碳纤维碳纤维碳纤维碳纤维6纤维复合材（FRP）加固法6.1纤维分类6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.2 6.2 碳纤维材料性能指标碳纤维材料性能指标碳纤维材料性能指标碳纤维材料性能指标碳纤维复合材安全性能指标碳纤维复合材安全性能指标碳纤维复合材安全性能指标碳纤维复合材安全性能指标摘录自摘录自摘录自摘录自GB50367-2006GB50367-2006混凝土结构加固设计规范混凝土结构加固设计规范混凝土结构加固设计规范混凝土结构加固设计规范项目项目单向织物单向织物条形板条形板高强度I级高强度II级高强度I级高强度II级3400300024002000伸长率（%）1.71.51.71.5700600-层间剪切强度（MPa）45355040仰贴条件下纤维复合材与混凝土正拉粘结强度（MPa）纤维体积含量（%）-6555300300-6纤维复合材（FRP）加固法6.2碳纤维材料性能指标项6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.2 6.2 材料性能指标材料性能指标材料性能指标材料性能指标碳纤维复合材浸渍碳纤维复合材浸渍碳纤维复合材浸渍碳纤维复合材浸渍/粘结用胶粘剂安全性能指标粘结用胶粘剂安全性能指标粘结用胶粘剂安全性能指标粘结用胶粘剂安全性能指标摘录自摘录自摘录自摘录自GB50367-2006GB50367-2006混凝土结构加固设计规范混凝土结构加固设计规范混凝土结构加固设计规范混凝土结构加固设计规范性性 能能 项项 目目性能要求性能要求试验方法标准试验方法标准A级胶B级胶胶体性能抗拉强度（MPa）4030GB/T2568受拉弹性模量（MPa）25001500伸长率（%）1.5抗弯强度（MPa）5040GB/T2570且不得呈脆性（脆裂状）破坏抗压强度（MPa）70GB/T2569粘结性能钢-钢抗剪强度标准值（MPa）1410GB/T7124钢-钢不均匀扯离强度（MPa）2015GJB94与混凝土的正拉粘结强度（MPa）2.5,且为混凝土内聚破坏本规范附录F不挥发物含量（固体含量）（%）99GB/T27936纤维复合材（FRP）加固法6.2材料性能指标性能6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.2 6.2 材料性能指标材料性能指标材料性能指标材料性能指标应力应变关系应力应变关系应力应变关系应力应变关系碳纤维受拉碳纤维受拉碳纤维受拉应力-应变关系为纯弹性，破断前应力-应变关系为直线6纤维复合材（FRP）加固法6.2材料性能指标碳纤维受6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.3 6.3 设计规定设计规定设计规定设计规定（1 1）适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压）适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压）适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压）适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件加固；不适用于素混凝土构件，包括纵向及受拉构件加固；不适用于素混凝土构件，包括纵向及受拉构件加固；不适用于素混凝土构件，包括纵向及受拉构件加固；不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准受力钢筋配筋率低于现行国家标准受力钢筋配筋率低于现行国家标准受力钢筋配筋率低于现行国家标准混凝土结构设计混凝土结构设计混凝土结构设计混凝土结构设计规范规范规范规范GB50010GB50010规定的最小配筋率的构件加固。规定的最小配筋率的构件加固。规定的最小配筋率的构件加固。规定的最小配筋率的构件加固。（2 2）被加固构件混凝土现场实测强度等级不得低于）被加固构件混凝土现场实测强度等级不得低于）被加固构件混凝土现场实测强度等级不得低于）被加固构件混凝土现场实测强度等级不得低于C15C15，且混凝土表面正拉粘结强度不得低于，且混凝土表面正拉粘结强度不得低于，且混凝土表面正拉粘结强度不得低于，且混凝土表面正拉粘结强度不得低于1.5MPa1.5MPa。（3 3）外贴纤维复合材加固钢筋混凝土结构构件时，应）外贴纤维复合材加固钢筋混凝土结构构件时，应）外贴纤维复合材加固钢筋混凝土结构构件时，应）外贴纤维复合材加固钢筋混凝土结构构件时，应将纤维受力方式设计成仅承受拉力作用。将纤维受力方式设计成仅承受拉力作用。将纤维受力方式设计成仅承受拉力作用。将纤维受力方式设计成仅承受拉力作用。（4 4）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在阳光或有害介质中，其表面应进行防护。阳光或有害介质中，其表面应进行防护。阳光或有害介质中，其表面应进行防护。阳光或有害介质中，其表面应进行防护。6纤维复合材（FRP）加固法6.3设计规定6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.3 6.3 设计规定设计规定设计规定设计规定（4 4）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在）粘贴在构件表面的纤维复合材，不得直接暴露在阳光或有害介质中，其表面应进行防护处理。表面防阳光或有害介质中，其表面应进行防护处理。表面防阳光或有害介质中，其表面应进行防护处理。表面防阳光或有害介质中，其表面应进行防护处理。表面防护材料应对纤维及胶粘剂无害，且应与胶粘剂有可靠护材料应对纤维及胶粘剂无害，且应与胶粘剂有可靠护材料应对纤维及胶粘剂无害，且应与胶粘剂有可靠护材料应对纤维及胶粘剂无害，且应与胶粘剂有可靠的粘结强度及相互协调的变形能力。的粘结强度及相互协调的变形能力。的粘结强度及相互协调的变形能力。的粘结强度及相互协调的变形能力。（5 5）采用）采用）采用）采用纤维纤维复合材加固的复合材加固的复合材加固的复合材加固的结结构，其构，其构，其构，其长长期使用的期使用的期使用的期使用的环环境境境境温度不温度不温度不温度不应应高于高于高于高于60C60C；处处于特殊于特殊于特殊于特殊环环境（如高温、高湿、境（如高温、高湿、境（如高温、高湿、境（如高温、高湿、介介介介质质腐腐腐腐蚀蚀、放射性等）的混凝土、放射性等）的混凝土、放射性等）的混凝土、放射性等）的混凝土结结构采用构采用构采用构采用纤维纤维复合材复合材复合材复合材加固加固加固加固时时，除，除，除，除应应按国家按国家按国家按国家现现行有关行有关行有关行有关标标准的准的准的准的规规定采取相定采取相定采取相定采取相应应的的的的防防防防护护措施外，尚措施外，尚措施外，尚措施外，尚应应采用耐采用耐采用耐采用耐环环境因素作用的胶粘境因素作用的胶粘境因素作用的胶粘境因素作用的胶粘剂剂，并，并，并，并按按按按专门专门的工的工的工的工艺艺要求要求要求要求进进行粘行粘行粘行粘贴贴。妥协方案：控制承载力提高幅度。妥协方案：控制承载力提高幅度。妥协方案：控制承载力提高幅度。妥协方案：控制承载力提高幅度。6纤维复合材（FRP）加固法6.3设计规定6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.3 6.3 设计规定设计规定设计规定设计规定碳碳碳碳纤维纤维复合材复合材复合材复合材设计计设计计算指算指算指算指标标性能项目性能项目单向织物（布）单向织物（布）条形板条形板高强度I级高强度II级高强度I级高强度II级重要构件1600140011501000一般构件2300200016001400重要构件一般构件重要构件0.0070.0070.0070.007一般构件0.010.010.010.016纤维复合材（FRP）加固法6.3设计规定性能项目单向6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.4 6.4 碳纤维加固工艺碳纤维加固工艺碳纤维加固工艺碳纤维加固工艺（1 1）基层打磨：磨掉表层浮浆，露出坚固基层；）基层打磨：磨掉表层浮浆，露出坚固基层；）基层打磨：磨掉表层浮浆，露出坚固基层；）基层打磨：磨掉表层浮浆，露出坚固基层；（2 2）清除缺陷：剔除不密实混凝土；）清除缺陷：剔除不密实混凝土；）清除缺陷：剔除不密实混凝土；）清除缺陷：剔除不密实混凝土；（3 3）基层修补：凹陷或缺陷清除后的局部修补；）基层修补：凹陷或缺陷清除后的局部修补；）基层修补：凹陷或缺陷清除后的局部修补；）基层修补：凹陷或缺陷清除后的局部修补；（4 4）刷底涂胶：低粘度胶，改善浸渍胶与基层的结合）刷底涂胶：低粘度胶，改善浸渍胶与基层的结合）刷底涂胶：低粘度胶，改善浸渍胶与基层的结合）刷底涂胶：低粘度胶，改善浸渍胶与基层的结合（5 5）刷浸渍胶：低粘度胶，与混凝土和纤维间具有良）刷浸渍胶：低粘度胶，与混凝土和纤维间具有良）刷浸渍胶：低粘度胶，与混凝土和纤维间具有良）刷浸渍胶：低粘度胶，与混凝土和纤维间具有良好结合力，并在纤维之间具有良好的通过性好结合力，并在纤维之间具有良好的通过性好结合力，并在纤维之间具有良好的通过性好结合力，并在纤维之间具有良好的通过性（6 6）粘贴纤维：务使浸渍胶从纤维间的间隙浸渗到外）粘贴纤维：务使浸渍胶从纤维间的间隙浸渗到外）粘贴纤维：务使浸渍胶从纤维间的间隙浸渗到外）粘贴纤维：务使浸渍胶从纤维间的间隙浸渗到外表面表面表面表面（7 7）多层粘贴时重复（）多层粘贴时重复（）多层粘贴时重复（）多层粘贴时重复（5 5）、（）、（）、（）、（6 6）（8 8）表层防护：胶体未干时及时抛撒砂粒，增强与抹）表层防护：胶体未干时及时抛撒砂粒，增强与抹）表层防护：胶体未干时及时抛撒砂粒，增强与抹）表层防护：胶体未干时及时抛撒砂粒，增强与抹灰的连接灰的连接灰的连接灰的连接6纤维复合材（FRP）加固法6.4碳纤维加固工艺6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.4 6.4 碳纤维加固工艺碳纤维加固工艺碳纤维加固工艺碳纤维加固工艺基层处理基层处理质量至关质量至关重要。但重要。但由于施工由于施工条件艰苦，条件艰苦，耗工费时，耗工费时，其质量需其质量需要严格管要严格管控才能达控才能达到要求。到要求。6纤维复合材（FRP）加固法6.4碳纤维加固工艺基层处6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5 6.5 受弯承载力加固受弯承载力加固受弯承载力加固受弯承载力加固 受弯承载力加固主要包括梁和板的受弯承载力加固。受弯承载力加固主要包括梁和板的受弯承载力加固。受弯承载力加固主要包括梁和板的受弯承载力加固。受弯承载力加固主要包括梁和板的受弯承载力加固。6.5.1 6.5.1 剥离破坏现象剥离破坏现象剥离破坏现象剥离破坏现象 与粘贴钢板加固类似，受弯构件正截面加固同样会与粘贴钢板加固类似，受弯构件正截面加固同样会与粘贴钢板加固类似，受弯构件正截面加固同样会与粘贴钢板加固类似，受弯构件正截面加固同样会在碳纤维端部出现很高的剥离剪应力，以及伴生的剥在碳纤维端部出现很高的剥离剪应力，以及伴生的剥在碳纤维端部出现很高的剥离剪应力，以及伴生的剥在碳纤维端部出现很高的剥离剪应力，以及伴生的剥离正应力；裂缝出现后，在裂缝两侧也会产生很高的离正应力；裂缝出现后，在裂缝两侧也会产生很高的离正应力；裂缝出现后，在裂缝两侧也会产生很高的离正应力；裂缝出现后，在裂缝两侧也会产生很高的剥离剪应力。剥离剪应力。剥离剪应力。剥离剪应力。端部剥离破坏可能存在端部剥离破坏可能存在5中形式，其中中形式，其中2种存在于种存在于界面，界面，3种存在于材料内种存在于材料内部，但风险最大的有部，但风险最大的有2种，种，即图中的即图中的concrete/adhesive interface以及以及concrete substrate6纤维复合材（FRP）加固法6.5受弯承载力加固端部剥6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.1 6.5.1 剥离破坏现象剥离破坏现象剥离破坏现象剥离破坏现象 弯曲裂缝和剪切斜裂缝都可能导致弯曲裂缝和剪切斜裂缝都可能导致弯曲裂缝和剪切斜裂缝都可能导致弯曲裂缝和剪切斜裂缝都可能导致FRPFRP片材与基层片材与基层片材与基层片材与基层之间发生剥离破坏。尤其出现剪切斜裂缝时，普通粘之间发生剥离破坏。尤其出现剪切斜裂缝时，普通粘之间发生剥离破坏。尤其出现剪切斜裂缝时，普通粘之间发生剥离破坏。尤其出现剪切斜裂缝时，普通粘贴贴贴贴CFRPCFRP片材剥离破坏几乎不可避免。片材剥离破坏几乎不可避免。片材剥离破坏几乎不可避免。片材剥离破坏几乎不可避免。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.1剥离破坏现象6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.2 6.5.2 碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式6纤维复合材（FRP）加固法6.5.2碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.2 6.5.2 碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式此方法在一些英文文献中称为此方法在一些英文文献中称为NS加固法，即加固法，即near surface embedded carbon fiber，国内很少采用），国内很少采用）6纤维复合材（FRP）加固法6.5.2碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.2 6.5.2 碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式6纤维复合材（FRP）加固法6.5.2碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.2 6.5.2 碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式碳纤维复合材正截面加固方式6纤维复合材（FRP）加固法6.5.2碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固计算碳纤维复合材正截面加固计算碳纤维复合材正截面加固计算碳纤维复合材正截面加固计算6.5.3.2 6.5.3.2 承载力计算承载力计算承载力计算承载力计算参考线说明，参考线说明，加固时构件截加固时构件截面受压区高度面受压区高度越大，纤维发越大，纤维发挥的应变越低挥的应变越低6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法0.0070.010.020.030.040.060单排钢筋单排钢筋0.700.901.151.201.251.30双排钢筋双排钢筋0.751.001.251.301.351.406纤维复合材（FRP）加固法0.0070.010.06 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.5 6.5.3.5 碳纤维断点位置确定碳纤维断点位置确定碳纤维断点位置确定碳纤维断点位置确定6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.5 6.5.3.5 碳纤维断点位置确定碳纤维断点位置确定碳纤维断点位置确定碳纤维断点位置确定6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.6 6.5.3.6 碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造 碳纤维正截面加固构造主要集中在纤维材料的抗剥碳纤维正截面加固构造主要集中在纤维材料的抗剥碳纤维正截面加固构造主要集中在纤维材料的抗剥碳纤维正截面加固构造主要集中在纤维材料的抗剥离措施上，前述断点位置计算是建立在平均强度概念离措施上，前述断点位置计算是建立在平均强度概念离措施上，前述断点位置计算是建立在平均强度概念离措施上，前述断点位置计算是建立在平均强度概念上的，无法解决由高剪应力引起的端部剥离问题。上的，无法解决由高剪应力引起的端部剥离问题。上的，无法解决由高剪应力引起的端部剥离问题。上的，无法解决由高剪应力引起的端部剥离问题。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.6 6.5.3.6 碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造现行规范采取加纤维现行规范采取加纤维U形箍条或压条的思形箍条或压条的思路解决剥离问题，虽路解决剥离问题，虽然在一些试验中观察然在一些试验中观察到了改善效果，但概到了改善效果，但概念上是有缺陷的，因念上是有缺陷的，因此同样在很多试验中此同样在很多试验中也得出了失败的结论，也得出了失败的结论，严重时严重时U形箍条产生形箍条产生剥离甚至剪断。剥离甚至剪断。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.6 6.5.3.6 碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造U形箍产生明形箍产生明显的剪切变显的剪切变形，本身发形，本身发生剥离破坏生剥离破坏6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.6 6.5.3.6 碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造U形箍产生明形箍产生明显的剪切变显的剪切变形，本身发形，本身发生剥离破坏生剥离破坏6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.6 6.5.3.6 碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造在查阅相关文献，结合我们完后在查阅相关文献，结合我们完后的试验研究，经分析认为，的试验研究，经分析认为，U形形箍和压条不是解决纵向碳纤维片箍和压条不是解决纵向碳纤维片材抗剥离的好方法。事实上，材抗剥离的好方法。事实上，U形箍纤维具有的抗力无助于纵向形箍纤维具有的抗力无助于纵向碳纤维的锚固，即使有所改善，碳纤维的锚固，即使有所改善，可能也仅仅只是胶体带来的边际可能也仅仅只是胶体带来的边际强化效应，作用很有限。强化效应，作用很有限。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.6 6.5.3.6 碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造为此，我们提为此，我们提出了出了X形叉条抗形叉条抗剥离的思路，剥离的思路，该思路至少在该思路至少在力学概念上是力学概念上是合理的。合理的。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.6 6.5.3.6 碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造碳纤维正截面加固构造纵向碳纤维拉断，但端纵向碳纤维拉断，但端部未剥离，表明部未剥离，表明X叉条叉条抗剥离措施是有效的。抗剥离措施是有效的。不过仍旧需要提醒的是，不过仍旧需要提醒的是，U形箍可能剪断，端部形箍可能剪断，端部也会剥离；也会剥离；X叉条也可叉条也可能最终发生自身端部剥能最终发生自身端部剥离。离。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.3 6.5.3 碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固碳纤维复合材正截面加固6.5.3.7 6.5.3.7 碳纤维正截面加固量的限制碳纤维正截面加固量的限制碳纤维正截面加固量的限制碳纤维正截面加固量的限制 加固规范规定加固规范规定加固规范规定加固规范规定（1 1）钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载）钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载）钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载）钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载力的提高幅度，不应超过力的提高幅度，不应超过力的提高幅度，不应超过力的提高幅度，不应超过40%40%。（2 2）纤维复合材的加固量，对预成型板（碳纤维板），）纤维复合材的加固量，对预成型板（碳纤维板），）纤维复合材的加固量，对预成型板（碳纤维板），）纤维复合材的加固量，对预成型板（碳纤维板），不宜超过不宜超过不宜超过不宜超过2 2层；对湿法铺层的织物（普通粘贴碳纤维布）层；对湿法铺层的织物（普通粘贴碳纤维布）层；对湿法铺层的织物（普通粘贴碳纤维布）层；对湿法铺层的织物（普通粘贴碳纤维布），不宜超过，不宜超过，不宜超过，不宜超过4 4层，超过层，超过层，超过层，超过4 4层时宜改用预成型板，并采用层时宜改用预成型板，并采用层时宜改用预成型板，并采用层时宜改用预成型板，并采用可靠的加强锚固措施。可靠的加强锚固措施。可靠的加强锚固措施。可靠的加强锚固措施。注：湿法铺层的纤维布，层数越多，发挥的效率越低，注：湿法铺层的纤维布，层数越多，发挥的效率越低，注：湿法铺层的纤维布，层数越多，发挥的效率越低，注：湿法铺层的纤维布，层数越多，发挥的效率越低，并且只有一个结合面，剥离风险更高。并且只有一个结合面，剥离风险更高。并且只有一个结合面，剥离风险更高。并且只有一个结合面，剥离风险更高。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.3碳纤维复合材正截6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.4 6.5.4 碳纤维复合材抗剪加固碳纤维复合材抗剪加固碳纤维复合材抗剪加固碳纤维复合材抗剪加固6.5.4.1 6.5.4.1 加固方式加固方式加固方式加固方式在混凝土构件在混凝土构件中，箍筋能有中，箍筋能有效用于抗剪；效用于抗剪；碳纤维布柔性碳纤维布柔性易弯曲的特点，易弯曲的特点，自然形成采用自然形成采用U形碳纤维布形碳纤维布箍条的方式进箍条的方式进行抗剪加固。行抗剪加固。箍条一般情况箍条一般情况下都垂直于构下都垂直于构件轴线。件轴线。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.4碳纤维复合材抗剪6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法箍条方式箍条方式环形箍及加环形箍及加锚封闭箍锚封闭箍胶锚或钢板胶锚或钢板锚锚U形箍形箍加织物压条加织物压条的一般的一般U形箍形箍受力条件1.00.920.850.680.630.586纤维复合材（FRP）加固法箍条方式环形箍及加胶锚或钢6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6纤维复合材（FRP）加固法6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.8 6.5.8 受压构件斜截面加固受压构件斜截面加固受压构件斜截面加固受压构件斜截面加固6.5.8.1 6.5.8.1 基本要求基本要求基本要求基本要求 当采用纤维复合材对钢筋混凝土柱进行抗剪加固时，当采用纤维复合材对钢筋混凝土柱进行抗剪加固时，当采用纤维复合材对钢筋混凝土柱进行抗剪加固时，当采用纤维复合材对钢筋混凝土柱进行抗剪加固时，应形成环箍，且纤维方向应与柱子的轴线垂直。应形成环箍，且纤维方向应与柱子的轴线垂直。应形成环箍，且纤维方向应与柱子的轴线垂直。应形成环箍，且纤维方向应与柱子的轴线垂直。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.8受压构件斜截面加6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法轴压比轴压比0.10.30.50.70.9受力条件0.950.840.720.620.510.900.720.540.340.166纤维复合材（FRP）加固法轴压比0.10.30.56 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.9 6.5.9 有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）梁、板正截面梁、板正截面加固时，纤维加固时，纤维材料在端部需材料在端部需要设置要设置U形箍形箍条或压条。条或压条。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.9有关构造要求（规6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.9 6.5.9 有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）梁支座抵抗负梁支座抵抗负弯矩承载力加弯矩承载力加固时，纤维片固时，纤维片材可从柱子侧材可从柱子侧面通过。面通过。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.9有关构造要求（规6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.9 6.5.9 有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）梁支座抵抗负梁支座抵抗负弯矩承载力加弯矩承载力加固时的一种构固时的一种构造方法。造方法。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.9有关构造要求（规6 纤维复合材（纤维复合材（FRP）加固法）加固法6.5.9 6.5.9 有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）有关构造要求（规范）顶层边节点梁顶层边节点梁支座抵抗负弯支座抵抗负弯矩承载力加固矩承载力加固时的一种构造时的一种构造方法。方法。6纤维复合材（FRP）加固法6.5.9有关构造要求（规