碳纤维布加固混凝土梁抗弯强度计算及施工规程建议
。本文依据三根粘贴碳纤维布混凝土梁的抗弯试验，建议了碳纤维加固混凝土梁的抗弯强度计算方法
，依实际施工经验，提出了碳纤维布加固混凝土梁的施工规程建议。
关键词：碳纤维布加固梁，抗弯强度，施工规程
混凝土结构工程新千年所面临的主要问题之一是：既有混凝土结构的加固和修复。
粘贴碳纤维布加固技术，是近十年在日本首先应用和发展的，已有一千多个工程实例。该方法的主要优点表现在： 1、 性能稳定，一般无腐蚀问题。 2、重量轻，不增加结构静载。 3、强度高。4、容易手工操作，不需专门机械设备。 5、施工无灰尘和噪声污染导致混凝土结构物的破坏。根据调査,在製继引起的各种不利结果中,渗透占到了6o%,这种危害对于表面仅有浮锈的钢筋，当其截面损失率小于1时，钢筋的应力～应变曲线以及钢筋的极限强度、屈服强度与母材相同。这种钢筋对结构性能没有影响。②对于截面损失率小于5 且均匀锈蚀的弱腐蚀钢筋，热轧钢筋的应力～应变曲线仍具有明显的屈服点钢筋的伸长率基本上大于规范最小允许值，钢筋的极限强度和屈服强度可以与母材相同来考虑，承受荷载的计算则需考虑截面的折减，对结构计算影响不大。主要出現在水工结构物、地下洞室、防水屋面和建筑物外墙等。温凝土裂_鑓的存在,使空气中的C02极易渗透到混凝土内部与水泥水化产物互相作用形成碳酸钙,这就是常说的混凝土碳化。在湖湿的环境下c02能与水泥中的氢氧化钙、硅酸三钙、確酸二钙相互作用并转化成碳酸盐,使混凝土的碱度降低,例筋钝化膜因而失去保护而遭受破坏,当水和空气同时渗入时,钢筋就会产生锈蚀。同时混凝土礦化会加剧混凝土收缩开裂,从而导致混凝结构物破坏。，并可不间断生产运营。目前，在我国已有不少单位在研究碳纤维粘贴布的计算方法，已有不少工程实例。同济大学在接收生产任务的同时，针对性地做了一系列试验，如环向粘贴碳纤维布间接提高柱的抗压承载能力试验，加固混凝土梁现阶段，我国正在从事着世界所瞩目的大规模基本建设，而我国的财力有限，资源并不丰富，因此战略上要高瞻远瞩，有效地利用资金，节约能源。既要科学地设计出安全、适用、耐久的新建工项目，还要充分地、合理地安全地延续利用现有房屋资源和工程设施。因此，加强混凝土结构耐久性研究，提高设计质量，延长结构使用寿命，是一个很重要的现实课题和任务。的抗弯试验和抗剪试验，为工程应用起到指导作用。本文的主要目的是探讨粘贴碳纤维布混凝土梁的抗弯计算方法以及总结粘贴碳纤维布的施工操作方法。
在同济大学建工系结构试验室进行了三根梁的试验，其中二根梁贴碳纤维布加固，为对比试验，一根梁没有粘贴碳纤维布。三根试验梁（L-1，L-2a，L-2b）的截面特性见表1，试验梁浇筑日期：99年10月21-22日，水泥：砂：石子=26：48：97；贴碳纤维布日期：99年11月16日；
碳纤维布为上海同砼碳纤维布有限公司生产的“同砼”牌无纺单向碳纤维布，试验梁的加固工作在试验室内进行，为了与实际加固施工现场操作相一致，操作人员上仰操作，加固操作程序为：打底胶、批胶泥、上胶、贴碳纤维布、罩面胶。
（一）、加荷装置示意
（二）、材料性能
混凝土、钢筋的材料性能见表1。碳纤维布的规格：0.1×45mm,极限抗拉强度：3600Mpa,弹性模量235Gpa。
（三）、试验结果
1、破坏特性：
二根（L-2a，L-2b）贴碳纤维布梁的破坏为：受拉钢筋首先屈服，而后加固梁表现出较大的塑性，后碳纤维布拉断；一根（L- 1）没有采用加固措施试验梁的破坏为：受拉钢筋屈服破坏。
2、加固效果对比
计算结果见表1。
（四）结论
1、加固后的试验梁，皆由于碳粉煤灰的掺入，能显著提高混凝土的抗裂性能，矿渣粉及硅灰的掺入对混凝土抗裂性能的影响不如粉煤灰，因此在配置大面积混凝土时优先选用粉煤灰掺合料，需要时可掺用适量硅灰。纤维布的拉断而破坏，说明粘结性能良好，加固方法可靠，能够满足结构设
计要求。
2、加固后试验梁的截面破坏弯矩，比加固前试验梁的截面破坏计算弯矩提高42-54.7%，说明加固效果明
显。
3、碳纤维的弹性模量与钢筋相近，但由于其强度高，充分发挥碳纤维的强度需要较大的应变。
1、碳纤维布加固梁抗弯强度计算
依据加固试验梁的破坏特性，在极限状态下，受拉钢筋屈服，破坏由碳纤维拉断诱发，参照现行混凝一般规定：在这一部分，着重强调了植筋和预埋钢筋一样，也必须遵照EC2 （欧洲混凝土设计规范）的规定。植筋所采用的钢筋为变形钢筋，混凝土基材的强度适用范围在C 2/15 ~ C 50/60之间。土
结构设计规范抗弯设计计算的基本原理，假定:
1、混凝土梁受弯后，变形规律符合平截面；
2、钢筋为理想弹塑性材料;
3、混凝土的应力-应变关系采用《混凝土结构设计规范》所建议的关系式；在极限状态下，受压区混凝土
应力等效为矩形应力块，应力强度为混凝土的弯曲抗压强度;
4、忽略混凝土的抗拉强度;
5、在极限状态下，碳纤维的应力达抗拉设计强度。
在极限状态下,加固梁的截面应力图由图3所示。
图3.极限状态下截面应力图
图中，Mu—截面极限弯矩;As,As’—受拉受压钢筋面积， fY,fY’—钢筋抗拉、抗压设计强度：ACF—碳纤维截面面积；fCF—碳纤维的抗拉设计强度，建议取极限抗拉强度的0.8倍。
图3所示截面的平衡方程为：
ΣFx=0
Asfy+AcFfcf-A’sf’y-bxfcm=0 (1)
ΣMAS(F)=0
M=bxfcm(ho-x/2)+A’sf’y(ho-a’s)+AcFfcFas (2)
将试验梁材料的实际强度代入（1）和（2），可计算出梁的极限破坏弯矩，见表1。
实际梁截面破坏弯矩Mu与加固后截面计算极限弯矩比值的平均数为0.9735，说明计算方法可靠。