碳纤维加固计算-典型框架梁计算书

碳纤维矩形受弯构件正截面加固计算一、工程信息工程名称:浙江长征化工有限公司构件编号:2/B-D,3/B-D梁设计人:上海杰固建筑科技有限公司校对人:审定人:负责人:日期:2011年11月9日加固原因:梁混凝土严重碳化腐蚀，梁钢筋锈蚀严重，需恢复原结构承载力，消除结构病害。二、依据规范《混凝土结构设计规范》(GB50010－2002)①《混凝土结构加固设计规范》(GB50367－2006)②三、示意图四、计算信息1.原构件信息截面宽度:b＝300mm截面高度:h＝900mm混凝土等级:C20受拉钢筋等级:HPB235受压钢筋等级:HPB235受拉钢筋面积:Aso＝2946mm2受压钢筋面积:Aso'＝226mm2受拉钢筋合力点到边缘距离a＝35mm受压钢筋合力点到边缘距离a'＝35mm受拉钢筋排数1排2.加固信息纤维名称:织物二级结构等级:重要构件纤维厚度:tf＝0.167mm纤维层数:nf＝3层板材类型:现场粘贴板梁两侧粘贴纤维高度:hc＝9003.荷载信息是否考虑二次受力:计算初始弯矩:Mok＝50kN.m设计弯矩值:M＝500kN.m五、计算系数1.受拉钢筋抗拉强度fyo＝210N/mm2受压钢筋抗拉强度fyo'＝210N/mm2受拉钢筋弹性模量Es＝210000N/mm22.混凝土抗压强度fco＝9.60N/mm2混凝土计算系数α1＝1.03.碳纤维复合材设计计算指标纤维抗拉强度设计值ff＝1600Mpa纤维弹性模量Ef＝230000Mpa纤维抗拉应变设计值εf＝0.007Mpa4.混凝土净高ho＝865mm六、计算1.原受弯构件加固前相对受压区高度ξb＝β11＋fyoEsεcu＝0.6142.原混凝土受压区高度【7.2.1－2】①x＝Asofyo－Aso'fyo'α1fcob＝2946×210－226×2101.00×9.6×300＝198.33mm3.判断原结构是否需要加固【7.2.1－1】①M1＝α1fcobx(ho－x2)＋fyo'Aso'(h－a')＝1.0×9.6×300×198.33×(865－198.332)＋210×226×(900－35)＝478.50kN.m＜M＝500.00kN.m需要加固4.混凝土受拉截面面积【8.1.2－1】①Ate＝0.5bh＝0.5×300×900＝135000mm25.综合考虑受弯构件裂缝截面内力臂变化、钢筋拉应变不均匀以及钢筋排列影响等的计算系数ρte＝AsoAte＝2946.00135000.00＝0.022σ0＝Mok0.87×Aso×ho＝0.00αf＝1.04查表【9.2.8】②6.判断是否计算二次应力和计算εfo取值εfo＝αfMokEsAsoho＝1.04×50000000.00210000.00×2946.00×865＝0.00017.纤维复合材厚度折减系数采用现场粘贴,根据【9.2.4－2】②Km＝1.16－nfEftf308000＝1.16－3×230000×0.17308000＝0.798.纤维布折算面积Afb＝2hcnftf＝2×900×3×0.167＝901.80mm2Afl＝ηfAfb＝0.00×901.80＝0.00mm2Af＝bnftf＋Afl＝300×3×0.167＋0.00＝150.30mm2Afe＝AfKm＝150.30×0.79＝118.12mm29.加固后受压区高度和纤维实际应变联立下列规范公式求出加固后受压区高度和纤维实际应变M≦α1fcobx(h－x2)＋fyo'Aso'(h－a')－fyoAso(h－ho)【9.2.3－1】②α1fcobx＝fyoAso＋ψfffAfe－fyo'Aso'【9.2.3－2】②(0.8εcuhx)－εcu－εfoεf)【9.2.3－3】②x≧2a'【9.2.3－4】②εf'＝0.008ψf＝0.8εcuhεcu＋εf'＋εfo＝0.8×0.0033×9000.0033＋0.008＋0.0001＝207.06≧2a_＝2×35.00＝70.00满足要求10.根据受压区高度判断梁的破坏形态【9.2.3－3】xh＝207.06900.00＝0.23≦ξbψf＝εf'εf＝0.0080.007＝1.15＞1.0准适筋梁,建议重新设计11.加固后最大承载力【9.2.3－1】②Mu2＝αffcobx(h－x2)＋fyo'Aso'(ho－a')＋Efεf'Afe(h－ho)＝1.04×9.6×300×207.06×(900－207.062)＋210×226×(865－35)＋230000×0.007×118×(900－865)＝541.52kN.mMu2≧M弯矩满足12.纤维复合材粘贴延伸长度bf＝b×nf＝300×3＝900mmlc＝ffAfffvbf＋200＝1600.00×150.300.44×900＋200＝807.27mm七、结论原结构承载力Mok＝50.00kN.m设计弯矩M＝500.00kN.m加固后弯矩承载力Mu2＝541.52kN.m加固后梁破坏类型准适筋梁粘贴纤维截面面积Afe＝118.12mm2加固是否满足要求满足