碳纖維片材加固混凝土結構技術規(guī)程
前 言
根據(jù)中國工程建設標準化協(xié)會（98）建標協(xié)字第13號文《關于下達1998年第二批推薦性標準編制計劃的函》的要求，制訂本規(guī)程。
本規(guī)程包括總則、術語和符號、材料、加固設計方法和構造要求、施工、檢驗及驗收等內容。本規(guī)程是在總結近年來國內各高校和科研單位的研究成果以及各設計、施工單位采用碳纖維片材進行結構加固的實踐經驗，參考國外大量相關資料，并進行了大量試算和調研的基礎上制訂的。
根據(jù)國家計委計標[1986]1649號文《關于請中國工程建設標準化委員會負責組織推薦性工程建設標準試點工作的通知》要求，現(xiàn)批準協(xié)會標準《碳纖維片材加固混凝土結構技術規(guī)程》，編號為CECS146：2003，推薦給工程設計、施工、使用單位采用。本規(guī)程由中國工程建設標準化協(xié)會建筑物鑒定與加固委員會歸口管理，由國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術研究中心（北京市海淀區(qū)西土城路33號中冶集團建筑研究總院內，郵編：100088）負責解釋。在使用中如發(fā)現(xiàn)需要修改或補充之外，請將意見和資料徑寄解釋單位。 主 編 單 位：國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術研究中心
副主編單位：四川省建筑科學研究院
參 編 單 位：清華大學、中國電子工程設計院、中國建筑科學研究院、同濟大學、武
漢鋼鐵（集團）公司、西安建筑科技大學、武漢大學、東南大學、江蘇
省建筑科學研究院、上海伽錮建筑材料有限公司
主要起草人：樂清瑞 葉列平 羅苓窿 陳小兵 李 榮 婁 宇 胡孔國
陳 瑜 顏子涵 陳義軍 張 譽 張小冬 馬永欣 高作平
張繼文 張 軻 毛星明 沈 琨 顧瑞南 楊勇新 涂慶勝
中國工程建設標準化協(xié)會 2003年3月31日
目 次
1 總則????????????????????????????????（1） 2 術語、符號?????????????????????????????（2）
2.1 術語????????????????????????????????（2）
2.2 符號????????????????????????????????（2） 3 材料????????????????????????????????（5）
3.1 一般要求 ?????????????????????????????（5）
3.2 碳纖維片材 ?????????????????????????????（5）
3.3 配套樹脂類粘結材料??????????????????????????（6）
3.4 表面防護材料 ????????????????????????????（7） 4 設計規(guī)定??????????????????????????????（8）
4.1 一般規(guī)定 ??????????????????????????????（8）
4.2 一般構造要求 ????????????????????????????（9）
4.3 受彎加固 ?????????????????????????????（9） 受剪加固 ??????????????????????????????（17） 柱的抗震加固 ????????????????????????????（19） 5 施工規(guī)定??????????????????????????????（21）
5.1 一般規(guī)定 ??????????????????????????????（21）
5.2 施工準備 ??????????????????????????????（21）
5.3 表面處理 ??????????????????????????????（22）
5.4 涂刷底層樹脂 ????????????????????????????（22）
5.5 找平處理 ??????????????????????????????（22）
5.6 粘貼碳纖維片材????????????????????????????（22）
5.7 表面防護 ??????????????????????????????（23）
5.8 施工安全和注意事項 ??????????????????????????（23） 6 檢驗及驗收 ?????????????????????????????（25） 附錄A 碳纖維片材配套樹脂類粘結材料與混凝土的
正拉粘結強度測定方法 ??????????????????????（26） 附錄B 碳纖維片材加固混凝土結構施工質量現(xiàn)場
檢驗方法 ????????????????????????????（30） 本規(guī)程用詞說明 ????????????????????????????（34） 附：條文說明 ?????????????????????????????（35）
1 總 則
1.0.1 為促進碳纖維片材加固混凝土結構技術的發(fā)展，做到技術先進、安全適用、經濟合理、確保質量，制訂本規(guī)程。
1.0.2 本規(guī)定適用于房屋建筑和一般構筑物混凝土結構加固的設計、施工及驗收；鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電等工程中混凝土結構的加固和砌體結構、木結構加固中的共性技術，可參照本規(guī)程的有關規(guī)定執(zhí)行。
1.0.3 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構的設計、施工及驗收，除應符合本規(guī)程的規(guī)定外，尚應遵守國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
1.0.4 采用碳纖維片材加固的混凝土結構，長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃。處于特殊環(huán)境（腐蝕、放射、高溫等）下的混凝土結構采用碳纖維片材加固時，尚應遵守國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定，并采取相應的防護措施。
1.0.5 采用碳纖維片材加固混凝土結構前，應按國家現(xiàn)行有關標準對原結構進行檢測鑒定或評估。
1.0.6 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應由對該加固方法熟悉的設計人員進行設計，并由專業(yè)施工隊伍進行施工。
2 術語、符號
2.1 術 語
2.1.1 碳纖維片材 carbon fiber reinforced polymer laminate
碳纖維布和碳纖維板的總稱。
2.1.2 碳纖維布 carbon fiber sheet
連續(xù)碳纖維單向或多向排列，未經樹脂浸漬的布狀制品。
2.1.3 碳纖維板 carbon fiber plate
連續(xù)碳纖維單向或多向排列，并經樹脂浸漬固化的板狀制品。
2.1.4 底層樹脂 primer
用于基底處理的樹脂。
2.1.5 找平材料 putty fillers
用于對加固構件表面進行找平處理的材料。
2.1.6 浸漬樹脂 saturating resin
用于粘貼并浸透碳纖維布的樹脂。
2.1.7 粘結樹脂 adhesives
用于粘貼碳纖維板的樹脂。
2.2 符 號
2.2.1 作用效應和抗力
M——彎矩設計值；
Mi——加固前受彎構件計算截面上實際作用的初始彎矩；
Vb——梁的剪力設計值；
Vc——柱的剪力設計值；
σcf ——碳纖維片材的拉應力；
Εcf ——碳纖維片材的拉應變；
εi ——考慮二次受力影響時，加固前構件在初始彎矩作用下，截面受拉邊緣混凝土
的初始應變；
εcfv ——達到受剪承載能力極限狀態(tài)時碳纖維片材的應變。
2.2.2 材料性能
Ecf——碳纖維片材的彈性模量；
fcfk——碳纖維片材的抗拉強度標準值；
fcf——碳纖維片材的抗拉強度設計值；
εcfu ——碳纖維片材的極限拉應變；
[εcf]——碳纖維片材的允許拉應變；
τcf——碳纖維片材與混凝土間的粘結強度設計值。
2.2.3 幾何參數(shù)
Acf——受拉面上粘貼的碳纖維片材的截面面積；
bcf——受拉面上粘貼的碳纖維片材的寬度；
hcf——側面粘貼碳纖維片材的高度；
hcf0——側面粘貼碳纖維片材的截面面積形心至受壓區(qū)外邊緣的距離；
ld——碳纖維片材從強度充分利用截面向外延伸所需的粘結長度；
scf ——碳纖維片材條帶的凈間距；
tcf——單層碳纖維片材的厚度；
wcf ——碳纖維片材條帶的寬度。
2.2.4 計算系數(shù)及其他
km ——碳纖維片材厚度折減系數(shù)；
ncf ——碳纖維片材的粘貼層數(shù)；
φ ——碳纖維片材受剪加固形式系數(shù)；
υ ——碳纖維片材的有效約束系數(shù)；
ξcfb ——碳纖維片材達到其允許拉應變與混凝土壓壞同時發(fā)生時的界限相對受壓區(qū)高
度；
λb ——梁受剪截面的剪跨比；
λc ——柱的剪跨比；
ρv ——總折算體積配箍率。
其它符號參見現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010。
3 材料
3.1 一 般 要 求
3.1.1 采用粘貼碳纖維片材對混凝土結構加固時，應使用碳纖維片材、配套樹脂類粘結材料和表面防護材料。
3.1.2 加固用材料應具有質檢部門的產品性能檢測報告和產品合格證；碳纖維片材和配套樹脂類粘結材料應具有符合本規(guī)程第3.2節(jié)和第3.3節(jié)規(guī)定的物理力學性能；對配套的樹脂類粘結材料還應提供耐久性能指標及施工和使用環(huán)境要求。
3.1.3 本規(guī)程所列碳纖維片材的性能指標是對單向碳纖維片材的要求。對雙向或多向碳纖維片材，可參照采用。
3.1.4 混凝土、鋼筋和其它材料的有關設計指標應按國家現(xiàn)行有關標準采用。
3.2 碳纖維片材
3.2.1 碳纖維布的抗拉強度應按纖維的凈截面面積計算，凈截面面積取碳纖維布的計算厚
度乘以寬度。碳纖維布的計算厚度應取碳纖維布的單位面積質量除以碳纖維密度。
碳纖維板的性能指標應按板的截面（含樹脂）面積計算，截面（含樹脂）面積取實測
厚度乘以寬度。
3.2.2 碳纖維片材的主要力學性能指標應滿足表3.2.2的要求。
表3.2.2 碳纖維片材的主要力學性能指標
3.2.3 碳纖維片材的主要力學性能指標可參照現(xiàn)行國家標準《定向纖維增強塑料拉伸性能試驗方法》GB/T3354測定。
3.2.4 單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質量有可靠保證時，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量可提高到600 g/㎡。
3.2.5 碳纖維板的厚度不宜大于2.0mm，寬度不宜大于200mm，纖維體積含量不宜小于60%。
3.3 配套樹脂類粘結材料
3.3.1 采用碳纖維片材對混凝土結構加固時，應采用與碳纖維片材配套的底層樹脂、找平樹脂、浸漬樹脂或粘結樹脂。
3.3.2 配套樹脂類粘結材料的主要性能應滿足表3.3.2-1、表3.3.2-2、和表3.3.2-3的要求。
表3.3.2-1 底層樹脂的性能指標
3.3.3 配套樹脂類粘結材料應按附錄A的規(guī)定進行正拉粘結強度測試。配套樹脂類粘結可參照《機械工業(yè)產品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候加速試驗方法》GB/T14522—93規(guī)定的環(huán)境條件進行耐久性檢驗。經2000h加速老化后，按附錄A測定的正拉粘結強度不應明顯降低。
3.4 表面防護材料
3.4.1 對已加固完的結構表面應進行防護處理。表面防護材料應與浸漬樹脂或粘結樹脂可
靠粘結。
3.4.2 選用的防火材料及其處理方法，應使加固后的建筑物達到要求的防火等級。
3.4.3 當被加固的結構處于特殊環(huán)境時，應根據(jù)具體情況選用有效的防護材料。
4 設計規(guī)定
4.1 一般規(guī)定
4.1.1 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應通過配套粘結材料將碳纖維片材粘貼于構件表面，使碳纖維片材承受拉力，并與混凝土變形協(xié)調，共同受力。
4.1.2 碳纖維片材可采用下列方式對混凝土結構構件進行加固：
1. 在梁、板構件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進行受彎加固，纖維方向與加固處的受拉
方向一致。
2. 采用封閉式粘貼、U形粘貼或側面粘貼對梁、柱構件進行受剪加固，纖維方向宜
與構件軸向垂直。
3. 采用封閉式粘貼對柱進行抗震加固，纖維方向與柱軸向垂直。
4. 當有可靠依據(jù)時，碳纖維片材也可用于其它形式和其它受力狀況的混凝土結構構
件的加固。
4.1.3 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應按國家現(xiàn)行有關標準采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法進行承載能力極限狀態(tài)計算和正常使用極限狀態(tài)驗算。
鋼筋和混凝土材料宜根據(jù)檢測得到的實際強度，按國家現(xiàn)行有關標準確定其相應的材料強度設計指標。
碳纖維片材應根據(jù)構件達到極限狀態(tài)時的應變，按線彈性應力應變關系確定其相應的應力。
4.1.4 碳纖維片材應取生產廠提供的不小于95%保證率的極限抗拉強度作為抗拉強度標準值fcfk。
碳纖維片材的極限拉應變εcfu應取其抗拉強度標準值fcfk除以彈性模量Ecf。
4.1.5 當采用粘貼碳纖維片材對結構或構件進行加固時，應考慮加固后對結構中其它構件或構件的其它性能可能產生的影響。
4.1.6 采用粘貼碳纖維片材進行結構加固時，宜卸除作用在結構上的活荷載。如不能在完全卸載條件下進行加固，應考慮二次受力的影響。
4.1.7 在受彎加固和受剪加固時，被加固混凝土結構和構件的實際混凝土強度等級不應低于C15。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時，混凝土強度等級不應低于C10。
4.2 一般構造要求
4.2.1 當碳纖維布沿其纖維方向需繞構件轉角粘貼時，構件轉角處外表面的曲率半徑不應小于20mm（圖4.2.1）。
1—構件外表面 2—碳纖維布 圖4.2.1 構件轉角處粘貼示意
4.2.2 碳纖維布沿纖維受力方向的搭接長度不應小于100mm。當采用多條或多層碳纖維布加固時，各條或各層碳纖維布的搭接位置宜相互錯開。
4.2.3 為保證碳纖維片材可靠地與混凝土共同工作，必要時應采取附加錨固措施。
4.3 受 彎 加 固
4.3.1 采用碳纖維片材對梁、板構件進行受彎加固時的承載力計算，除應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010對受彎構件正截面承載力計算的基本假定外，尚應符合下列要求：
1. 構件達到受彎承載能力極限狀態(tài)時，碳纖維片材的拉應變εcf按截面應變保持平
面的假定確定，但不應超過碳纖維片材的 允許拉應變[εcf]；
2. 當考慮二次受力影響時，應根據(jù)加固時的荷載狀況，按截面應變保持平面的假
定計算加固前受拉區(qū)邊緣混凝土的初始應變εi；
3. 碳纖維片才的拉應力σcf應取碳纖維片材彈性模量Ecf與其拉應變εcf的乘積Ecf
εcf；
4. 在達到受彎承載能力極限狀態(tài)前，碳纖維片材與混凝土之間不發(fā)生粘結剝離破
壞。
4.3.2 在矩形截面受彎構件的受拉面上粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，其正截面受彎承載力應按下列公式計算：
1. 當混凝土受壓區(qū)高度χ大于ξcfbh，且小于ξbh0時（圖4.3.2a）
（4.3.2-1）
混凝土受壓區(qū)高度χ和受拉面上碳纖維片材的拉應變εcf應按下列公式確定：
2. 當混凝土受壓區(qū)高度χ不大于ξcfbh時（圖4.3.2b）
M≤fyAs(ho-0.5ξcfbh)+Ecf[εcf]Acfh(1-0.5ξcfb)
（4.3.2-4）
3. 當混凝土受壓區(qū)高度χ小于2a`時，
M≤fyAs(ho- a`)+ Ecf[εcf] Acf（h- a`） （4.3.2-5）
式中 M——包含初始彎矩的總彎矩設計值；
As、As` ——受拉鋼筋、受壓鋼筋的截面面積；
Acf ——受拉面上粘貼的碳纖維片材的截面面積；
fy、fy` ——受拉鋼筋和受壓鋼筋的抗拉、抗壓強度設計值；
fc ——混凝土軸心抗壓強度設計值；
Ecf——碳纖維片材的彈性模量；
χ——等效矩形應力圖形的混凝土受壓區(qū)高度；
ξcfb ——碳纖維片材達到其允許拉應變與混凝土壓壞同時發(fā)生時的界限相對受壓區(qū)高度，取；
ε
ε——混凝土極限壓應變，取0.0033； i ——考慮二次受力影響時，加固前構件在初始彎矩作用下，截面受拉邊緣混凝
土的初始應變，按本規(guī)程第4.3.4條計算；當可以不考慮二次受力時，
取0；
εcfu ——碳纖維片材的極限拉應變；
[εcf]——碳纖維片材的允許拉應變，取kmεcfu,且不應大于碳纖維片材極限拉應變的
2/3和0.01兩者中的嬌小值；
εcf——碳纖維片材的拉應變； cu
km——碳纖維片材厚度折減系數(shù)，取，其中，tcf的單位取
mm，Ecf的單位取MPa；
ncf——碳纖維片材的層數(shù)；
tcf ——單層碳纖維片材的厚度；
b、h ——截面寬度、高度；
h0——截面的有效高度；
a` ——受壓鋼筋截面重心至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離。
圖4.3.2中，χn為實際混凝土受壓區(qū)高度。
（a）x＞ξcfb
h時
（b）x＜ξcfb h時
圖4.3.2 矩形截面正截面受彎承載力計算
4.3.3 對翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構件，當在其受拉面粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，應按本規(guī)程第4.3.2條的原則和現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010關于T形截面構件受彎承載力的計算方法進行計算和驗算。
4.3.4 考慮二次受力影響時，加固前在初始彎矩Mi作用下，截面受拉邊緣混凝土的初始應
變εi應按下列公式計算：
（4.3.4-1）
（4.3.4-2）
（4.3.4-3）
（4.3.4-4）
（4.3.4-5）
（4.3.4-6）
式中 Mi——加固前受彎構件計算截面上實際作用的初始彎矩；
εci——加固前初始彎矩Mi作用下受壓邊緣的壓應變；
εsi、σsi ——加固前初始彎矩Mi作用下受拉鋼筋的拉應變、拉應力；
ζ ——受壓邊緣混凝土壓應變綜合系數(shù)；
ψ ——受拉鋼筋拉應變不均勻系數(shù)；
η ——內力臂系數(shù)，取0.87；
Ec、Es ——混凝土、鋼筋的彈性模量；
ΑE ——鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；
ρ ——受拉鋼筋配筋率，ρ=As/bh0；
ftk ——混凝土抗拉強度標準值；
ρte ——有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率As/Ate；
Ate ——有效受拉混凝土截面面積，對受彎構件取0.5bh+（bf-b）hf，bf、hf分別
為受拉翼緣的寬度、高度；
rf` ——受壓翼緣加強系數(shù)，取，bf`、hf`分別為受壓翼緣的寬度、高
度。
當初始彎矩Mi小于未加固截面受彎承載力的20%時，可忽略二次受力的影響。
4.3.5 計算正截面受彎承載力時，尚應滿足下列要求：
1. 受壓區(qū)高度x不宜大于0.8ξbh0，其中界限相對受壓區(qū)高度ξb按現(xiàn)行國家標準《混凝土
結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定確定；
2. 加固后受彎承載力的提高幅度不宜超過40%；
3. 加固后在荷載效應標準組合下受拉鋼筋的拉應力不宜超過鋼筋抗拉強度標準值。
當有工程經驗和依據(jù)時，上述規(guī)定可適當放寬。
4.3.6 當碳纖維片材粘貼于梁側面的受拉區(qū)進行受彎加固時，粘貼區(qū)域宜在距受拉區(qū)邊緣1/4梁高范圍內。在進行正截面受彎承載力計算時，應將公式（4.3.2-1）~（4.3.2-4）中的h改用碳纖維片材截面面積形心至梁受壓區(qū)邊緣的距離hcf0代替，且宜將側面碳纖維片材的截面面積乘以折減系數(shù)（1-0.5hcf/h），其中hcf為側面碳纖維片材的粘貼高度。
4.3.7 對受彎加固的構件尚應驗算構件的受剪承載力，避免受剪破壞先于受彎破壞發(fā)生。
4.3.8 對梁、板正彎矩區(qū)進行受彎加固時，碳纖維片材宜延伸至支座邊緣。在集中荷載作用點兩側宜設置構造的碳纖維片材U型箍或橫向壓條。
碳纖維片材的切斷位置距其充分利用截面的距離不應小于按下式計算得出的粘結延伸長度ld，并應延伸至不需要碳纖維片材截面之外不小于200mm（圖4.3.8）。
（4.3.8）
式中 ld ——碳纖維片材從強度充分利用截面向外延伸所需的粘結長度；
εcf——充分利用截面處碳纖維片材的拉應變，按本規(guī)程第4.3.2條確定；
τcf——碳纖維片材與混凝土間的粘結強度設計值，取0.5MPa；
bcf——受拉面上粘貼的碳纖維片材的寬度；對板取1000mm板寬范圍內粘貼的碳纖維片材寬度。
圖4.3.8 碳纖維片材的粘結延伸長度
4.3.9 當碳纖維片材延伸至支座邊緣仍不滿足本規(guī)程第4.3.8條的規(guī)定時，應采取下列錨固措施：
1. 對于梁，在碳纖維片材延伸長度范圍內應設置碳纖維片材U型箍錨固（圖4.3.9a）。U
型箍宜在延伸長度范圍內均勻布置，且在延伸長度端部必須設置一道。U型箍的粘貼高度宜伸至板底面。每道U型箍的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度的1/2。
2. 對于板，在碳纖維片材延伸長度范圍內應通常設置垂直于受力碳纖維方向的壓條（圖
4.3.9b）。壓條宜在延伸錨固長度范圍內均勻布置，且在延伸長度端部必須設置一道。每道壓條的寬度不宜小于受彎加固碳纖維布條帶寬度的1/2，壓條的厚度不宜小于受彎加固碳纖維布厚度的1/2。
3. 當碳纖維布的延伸長度小于按公式（4.3.8）計算所得長度的1/2時，應采取可靠的附加
機械錨固措施。
4. 當采用碳纖維板時，應在其延伸長度端部采取可靠的機械錨固措施。
（a） U型箍
（b） 碳纖維片材壓條
圖4.3.9 受彎加固時碳纖維片材端部附加錨固措施
4.3.10 對梁、板負彎矩區(qū)進行受彎加固時，碳纖維片材的截斷位置距支座邊緣的延伸長度應根據(jù)負彎矩分布按本規(guī)程第4.3.8條的原則確定，且對板不小于1/4跨度，對梁不小于1/3跨度。
當采用碳纖維片材對框架梁負彎矩區(qū)進行受彎加固時，應采取可靠錨固措施與支座連接。當碳纖維片材需繞過柱時，宜在梁側4hˊf范圍內粘貼（圖4.3.10），當有可靠依據(jù)和經驗時，此限制可適當放寬。
4.3.11 板受彎加固時，碳纖維片材宜采用多條密布方案。
4.3.12 當沿柱軸向粘貼碳纖維片材對柱的正截面承載力進行加固時，碳纖維片材應有可靠的錨固措施。
圖4.3.10 負彎矩區(qū)加固時梁側有效粘貼范圍平面圖
1—柱 2—梁 3—板頂面碳纖維片材 hˊf—板厚
4.4 受 剪 加 固
4.4.1 對鋼筋混凝土梁進行受剪加固時，應按下列公式進行斜截面受剪承載力計算：
（4.4.1-1）
（4.4.1-2） （4.4.1-3） 式中 Vb——梁的剪力設計值；
Vbrc ——未加固鋼筋混凝土梁的受剪承載力，按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》
GB50010的規(guī)定計算；
Vbcf ——碳纖維片材承擔的剪力；
εcfv——達到受剪承載能力極限狀態(tài)時碳纖維片材的應變；
εcfu ——碳纖維片材的極限拉應變；
φ ——碳纖維片材受剪加固形式系數(shù)，對封閉粘貼取1.0，對U形粘貼取0.85，對側面粘貼取0.70；
λb——梁受剪計算截面的剪跨比，對于集中荷載作用情況取a/h0，當λb大于3.0時，
取3.0，當λb小于1.5時，取1.5，a為集中荷載作用點到支座邊緣的距離；
對于均布荷載作用情況，取3.0；
ncf ——碳纖維片材的粘貼層數(shù)；
hcf ——側面粘貼碳纖維片材的高度；
scf ——碳纖維片材條帶的凈間距；
tcf ——單層碳纖維片材的厚度；
ωcf ——碳纖維片材條帶的寬度。
4.4.2 對鋼筋混凝土柱進行受剪加固時，應按下列公式進行斜截面受剪承載力計算：
（4.4.2-1）
（4.4.2-2）
（4.4.2-3）
式中 Vc——柱的剪力設計值；
Vcrc ——未加固鋼筋混凝土柱的受剪承載力，按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》
GB50010的規(guī)定計算；
Vccf ——碳纖維片材承擔的剪力；
n ——柱的軸壓比，取N/fcA，N為柱軸向壓力設計值，A為柱截面面積；
λc ——柱的剪跨比，對于框架柱取Hn/2h0，當λc大于3.0時取3.0，當λc小于1.0時取1.0，Hn為框架柱凈高度，h0為框架柱的截面有效高度。
4.4.3 采用碳纖維片材對鋼筋混凝土梁、柱構件進行受剪加固時，應符合下列規(guī)定：
1. 碳纖維片材的纖維方向宜與構件軸向垂直；
2. 應優(yōu)先采用封閉粘貼形式，也可采用U形粘貼、側面粘貼（圖4.4.3a）。對碳纖維板，
可采用雙L形板形成U形粘貼；
3. 當碳纖維片材采用條帶布置時，其凈間距scf不應大于現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計
規(guī)范》GB50010規(guī)定的最大箍筋間距的0.7倍；
4. U形粘貼和側面粘貼的粘貼高度hcf宜取構件截面高度。對于U形粘貼形式，宜在上端
粘貼縱向碳纖維片材壓條；對側面粘貼形式，宜在上、下端粘貼縱向碳纖維片材壓條（圖
4.4.3b）。
（a） 粘貼方式
（b） U形粘貼和側面粘貼加縱向壓條
圖4.4.3 碳纖維片材的抗剪加固方式
4.4.4 構件的受剪截面尺寸應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定。
4.5 柱的抗震加固
4.5.1 柱的抗震加固應采用封閉式粘貼碳纖維片材的方法。柱端箍筋加密區(qū)的總折算體積配箍率應按下列公式計算，并應滿足現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010對柱端箍筋加密區(qū)體積配箍率的要求：
（4.5.1） 式中 b、h——柱的截面寬度、高度；
ρv ——總折算體積配箍率；
ρsv——按箍筋范圍內核心截面計算的體積配箍率；
υ——碳纖維片材的有效約束系數(shù)，取0.45；軸壓比大于0.5且加固時未卸載時取0.36；
fct ——碳纖維片材的抗拉強度設計值，取fctk/1.1；
fyv ——箍筋的抗拉強度設計值。
4.5.2 碳纖維片材在箍筋加密區(qū)宜連續(xù)布置。碳纖維片材兩端應搭接或采取可靠連接措施形成封閉箍。碳纖維片材條帶的搭接長度不應小于150mm，各條帶搭接位置應相互錯開。
5 施 工 規(guī) 定
5.1 一般規(guī)定
5.1.1 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構，應由熟悉該技術施工工藝的專業(yè)施工隊伍承擔，并應有加固方案和施工技術措施。
5.1.2 施工必須按照下列工序進行：
1. 施工準備；
2. 混凝土表面處理；
3. 配制并涂刷底層樹脂；
4. 配制找平材料并對不平整處進行找平處理；
5. 配制并涂刷浸漬樹脂或粘貼樹脂；
6. 粘貼碳纖維片材；
7. 表面防護。
5.1.3 施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進行，并應符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當環(huán)境溫度低于5℃時，應采用適用于低溫環(huán)境的配套樹脂或采取升溫措施。
5.1.4 施工時應考慮環(huán)境濕度對樹脂固化的不利影響。
5.1.5 在進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維片材前，應按加固設計部位放線定位。
5.1.6 樹脂配制時，應按產品使用說明中規(guī)定的配比稱量并置于容器中，用攪拌器攪拌至色澤均勻。在攪拌用容器內及攪拌器上不得有油污和雜質。應根據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境溫度確定樹脂的每次拌和量，并按要求嚴格控制使用時間。
5.2 施工準備
5.2.1 應認真閱讀設計施工圖。
5.2.2 應根據(jù)施工現(xiàn)場和被加固構件混凝土的實際情況，擬訂施工方案和施工計劃。
5.2.3 應對所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機具等做好施工前的準備工作。
5.3 表面處理
5.3.1 應清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層，并用修復材料將表面修復平整。
5.3.2 應按設計要求對裂縫進行灌縫或封閉處理。
5.3.3 被粘貼的混凝土表面應打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處應進行導角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm。
5.3.4 混凝土表面應清理干凈并保持干燥。
5.3 涂刷底層樹脂
5.4.1 應按產品生產廠提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂。
5.4.2 應采用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。宜在底層樹脂表面指觸干燥后，盡快進行下一工序的施工。
5.5 找平處理
5.5.1 應按產品生產廠提供的工藝規(guī)定配制找平材料。
5.5.2 應對混凝土表面凹陷部位用找平材料填補平整，不應有棱角。
5.5.3 轉角處應采用找平材料修理成為光滑的圓弧，半徑不應小于20mm。
5.5.4 宜在找平材料表面指觸干燥后，盡快進行下一工序的施工。
5.6 粘貼碳纖維片材
5.6.1 應按下列步驟和要求粘貼碳纖維布：
1. 應按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布；
2. 應按產品生產廠提供的工藝規(guī)定配制浸漬樹脂，并均勻涂抹于粘貼部位；
3. 將碳纖維布用手輕壓帖于需粘貼的位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣
泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布；
4. 多層粘貼時應重復上述步驟，并宜在纖維表面的浸漬樹脂指觸干燥后盡快進行下一層粘
貼；
5. 應在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。
5.6.2 應按下列步驟和要求粘貼碳纖維板：
1. 應按設計要求的尺寸裁剪碳纖維板，并按產品生產廠提供的工藝規(guī)定配制粘結樹脂；
2. 應將碳纖維板表面擦拭干凈至無粉塵。當需粘貼兩層時，底層碳纖維板的兩面均應擦拭
干凈；
3. 擦拭干凈的碳纖維板應立即涂刷粘結樹脂，樹脂層應呈突起狀，平均厚度不應小于2mm；
4. 應將涂有粘結樹脂的碳纖維板用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡皮滾筒順纖維方向均勻
平穩(wěn)壓實，使樹脂從兩邊擠出，保證密實無空洞。當平行粘貼多條碳纖維板時，兩條板帶之間的空隙不應小于5mm；
5. 需粘貼兩層碳纖維板時，應連續(xù)粘貼。當不能立即粘貼時，再開始粘貼前應對底層碳纖
維板重新進行清理。
5.7 表面防護
5.7.1 當需要做表面防護時，應按有關標準的規(guī)定處理，并保證防護材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結。
5.8 施工安全和注意事項
5.8.1 碳纖維片材為導電材料，施工碳纖維片材時應遠離電氣設備和電源，或采取可靠的防護措施。
5.8.2 施工過程中應避免碳纖維片材彎折。
5.8.3 碳纖維片材配套樹脂的原料應密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射。
5.8.4 樹脂的配制和使用場所應保持通風良好。
5.8.5 現(xiàn)場施工人員應采取響應的勞動保護措施。
6 檢驗及驗收
6.0.1 在施工之前，應確認碳纖維片材和配套樹脂類粘結材料的產品合格證、產品質量出廠檢驗報告，各項性能指標應符合本規(guī)程第3.1、3.2、3.3節(jié)的要求。
6.0.2 采用碳纖維片材和配套樹脂類粘結材料對混凝土結構進行加固時，應嚴格按本規(guī)程第5章有關條款的規(guī)定進行各工序隱蔽工程的檢驗及驗收。如施工質量不滿足本規(guī)程第5章有關條款的要求，應立即采取補救措施或返工。
6.0.3 碳纖維片材的實際粘貼面積不應少于設計面積，位置偏差不應大于10mm。
6.0.4 碳纖維片材與混凝土之間的粘結質量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法檢查，總有效粘結面積不應低于95%。當碳纖維布的空鼓面積不大于10000mm2時，可采用針管注膠的方法進行修補。當空鼓面積大于10000mm2時，宜將空鼓部位的碳纖維片材切除，重新搭接貼上等量的碳纖維片材，搭接長度不應小于100mm。
6.0.5 必要時，可按附錄B方法對施工質量進行現(xiàn)場抽樣檢驗。
6.0.6 必要時，可對碳纖維片材和配套樹脂類粘結材料進行現(xiàn)場取樣檢驗。
附錄A 碳纖維片材配套樹脂類粘結材料與
混凝土的正拉粘結強度測定方法
A.1 使用范圍
A.1.1 本方法適用于與碳纖維片材配套的樹脂類粘結材料單層或復合涂層與混凝土間的正拉粘結強度的測定。
A.2 實驗設備和試樣
A.2.1 拉力試驗機。
拉力試驗機的量程選擇應與試樣的破壞荷載相適應。試驗時所用的夾具應能使試樣對中、固定，試驗機應能使拉力平穩(wěn)地增加。
A.2.2 試驗機具。
試驗所用機具應采用鋼筋加工而成（圖A.2.2）
A.2.3 混凝土試塊
試驗所用混凝土試塊的尺寸為70mm×70mm×40 mm。預切縫深度取2~3mm。寬度1~2mm（圖A.2.3）。
A.2.4 試樣制備。
試樣為鋼標準塊與混凝土試塊的組合件。在混凝土試塊的中央位置按照正常的施工工序粘貼尺寸為40mm×40 mm的碳纖維片材，然后將鋼標準塊與混凝土試塊粘結（圖A.2.4）。 樹脂的制備和固化，應按響應的樹脂產品技術條件或樹脂施工工藝說明書中規(guī)定的條件進行。
（a）鋼標準塊 （b）鋼夾具
圖A.2.2 試驗機尺寸示意
圖A.2.3 混凝土試塊尺寸
1—預切縫
圖A.2.4 試樣組成示意
1—配套樹脂粘結材料及碳纖維片材 2—鋼標準塊 3—預切縫 4—混凝土試塊 5—鋼夾具
A.3 試驗條件
A.3.1 試驗環(huán)境應保持在：溫度23±1℃，相對濕度60%~70%。
A.4 試驗步驟
A.4.1 將制備好的試樣放入拉力試驗機的夾具中并對中。
A.4.2 以1500~2000N/min的速度進行加載，直至破壞。記錄試樣破壞時的荷載值P，并觀察破壞形式。
A.5 試驗結果
A.5.1 強度計算。
正拉粘結強度按下式計算：
f=P/A
式中：f—正拉粘結強度，Mpa；
P—試樣破壞時的荷載值，N；
2A—鋼標準塊的粘結面面積，mm。
A.5.2 破壞形式。
1．混凝土破壞：混凝土試塊破壞，以Af表示。
2．層間破壞：樹脂與混凝土間復合涂層界面破壞，以Bf表示。
3．碳纖維片材破壞：碳纖維片材內部破壞，以Cf表示。
4．粘結失效：碳纖維片材與鋼標準塊之間破壞，以Df表示。
破壞形式為Af、Bf時，量測結果符合粘結強度試驗要求。如出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，則應注明。破壞形式為Cf、Df時，量測結果應予剔除。
A.5.3 試驗結果的表示。
每組被測試樣應不少于5個。單個試樣的f值與該組試樣的算術平均值的誤差不超過±15%時為有效值。至少取3個有效值的算術平均值作為該組正拉粘結強度的試驗結果。
試驗結果用正拉粘結強度的試驗結果和破壞形式共同表示，如3.5 Mpa，Af
A.5.4 試驗報告應包括下列內容：
（1） 樹脂的名稱、牌號、批號和來源；
（2） 制備試樣的工藝條件；
（3） 試樣的編號和數(shù)量；
（4） 試驗時環(huán)境的溫度、濕度；
（5） 拉力試驗機的型號、量程、加載速度；
（6） 試樣的破壞荷載、破壞形式、粘結強度及其平均誤差；
（7） 試驗中出現(xiàn)的偏差和異�，F(xiàn)象；
（8） 試驗日期、試驗人員。
附錄B 碳纖維片材加固混凝土結構施工
質量現(xiàn)場檢驗方法
B.1 使用范圍
B.1.1 本方法適用于碳纖維片材加固混凝土結構施工質量的現(xiàn)場檢驗。
B.2 試驗設備和試樣
B.2.1 粘結強度檢測儀。
對粘結強度檢測儀的要求，可參照現(xiàn)行行業(yè)標準《數(shù)顯式粘結強度檢測儀》JG3056的規(guī)定。粘結強度檢測儀應每年檢定一次，發(fā)現(xiàn)異常時應隨時維修、檢定。
B2.2 取樣規(guī)則。
現(xiàn)場檢驗應在已完成碳纖維片材粘貼加固的結構表面上進行。按實際粘貼碳纖維片材的加固結構表面面積計，500㎡以下工程取一組試樣，500㎡至1000㎡工程取兩組試樣，1000㎡以上工程每1000㎡取兩組試樣。試樣應由檢驗人員隨機抽取，試樣間距不得小于500mm。
B2.3 現(xiàn)場試樣制備。
1. 表面處理：被測部位的加固表面應清除污漬并保持干燥。
2. 切割預切縫：從加固表面向混凝土基體內部切割預切縫，切入混凝土深度2~3mm，寬
度1~2mm。預切縫形狀為直徑40mm的圓形。
3. 粘貼鋼標準塊：采用取樣粘結劑粘貼直徑為40mm的圓形鋼標準塊（圖B.2.3）。取樣粘
結劑的正拉粘結強度應大于碳纖維片材粘貼樹脂的正拉粘結強度。鋼標準塊粘貼后應及時固定。
圖B.2.3 碳纖維片材粘結質量現(xiàn)場檢驗示意
B.3 試驗步驟
B.3.1 按照粘結強度檢測儀生產廠提供的使用說明書，連接鋼標準塊。
B.3.2 以1500~2000N/min勻速加載，記錄破壞時的荷載值，并觀察破壞形態(tài)。
B.4 試驗結果
B.4.1 強度計算。
正拉粘結強度應按下式計算：
f=P/A (B.4.1) 式中 f ——正拉粘結強度，Mpa；
P ——試樣破壞時的荷載值，N；
2 A ——鋼標準塊的粘結面面積，mm。
B.4.2 破壞形式。
1. 混凝土破壞：混凝土試塊破壞，以Af表示。
2. 層間破壞：樹脂與混凝土間復合涂層界面破壞，以Bf表示。
3. 碳纖維片材破壞：碳纖維片材內部破壞，Cf表示。
4. 粘結失效：碳纖維片材與鋼標準塊之間破壞，以Df表示。
B.4.3 試驗結果的表示。
每組取3個被測試樣，以算術平均值作為該組正拉粘結強度的.試驗結果。
試驗結果應包括破壞形式、3個試樣的正拉粘結強度值和該組正拉粘結強度的試驗平均值。
B.4.4 按照下列判據(jù)對施工質量進行判定：
1. 破壞形式為Af時，施工質量判定為合格；
2. 破壞形式為Bf、Cf、Df時，如滿足每組試樣的正拉粘結強度試驗平均值不小于2.5 Mpa，
且其中單個試樣的正拉粘結強度最小值不小于2.25 Mpa的要求，施工質量判定為合格；
3. 破壞形式為Bf、Cf，如不能滿足每組試樣的正拉粘結強度試驗平均值不小于2.5 Mpa，
且其中單個試樣的正拉粘結強度最小值不小于2.25 Mpa的要求，施工質量判定為不合格，或根據(jù)實際工程情況加大樣本數(shù)量重新檢驗。；
4. 破壞形式為Df時，如不能滿足每組試樣的正拉粘結強度試驗平均值不小于2.5 Mpa，且
其中單個試樣的正拉粘結強度最小值不小于2.25 Mpa的要求，應重新制備試樣和檢驗。
B.4.5 試驗報告應包括下列內容：
（1） 建設單位、委托單位、施工單位和檢驗單位的名稱；
（2） 制備試樣的工藝術條件；
（3） 工程名稱、取樣部位、試樣的數(shù)量和編號；
（4） 試驗時環(huán)境的溫度、濕度；
（5） 粘結強度檢測儀的型號、量程、加載速度；
（6） 試樣的破壞荷載值、破壞形式、粘結強度及其平均誤差；
（7） 試驗中出現(xiàn)的偏差和異常現(xiàn)象；
（8） 試驗日期、試驗人員。
本規(guī)程用詞說明
一、 為便于在執(zhí)行本規(guī)程條文時區(qū)別對待，對要求嚴格程度不同的用詞說明
如下：
1. 表示很嚴格，非這樣做不可的：
正面詞采用“必須”；
反面詞采用“嚴禁”。
2. 表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的：
正面詞采用“應”；
反面詞采用“不應”或“不得”。
3. 表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的：
正面詞采用“宜”；
反面詞采用“不宜”。
表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。
二、條文中指明應按其它有關標準的規(guī)定執(zhí)行時，寫法為“應符合??的規(guī)定”或
“應按??執(zhí)行”。非必須按所指定的標準執(zhí)行時，寫法為“可參照??執(zhí)行”。
中國工程建設標準化協(xié)會標準
碳纖維片材加固混凝土結構
技術規(guī)程
CECS 146：2003
條 文 說 明
目
1 總則
3 材料
3.1 一般要求
3.2 碳纖維片材
3.3 配套樹脂類粘結材料
3.4 表面防護材料
4 設計規(guī)定
4.1 一般規(guī)定
4.2 一般構造要求
4.3 受彎加固
4.4受剪加固
4.5 柱的抗震加固
5 施工規(guī)定
5.1 一般規(guī)定
5.3 表面處理
5.4 涂刷底層樹脂
5.5 找平處理
5.6 粘貼碳纖維片材
6 檢驗及驗收
次
1 總 則
1.0.1 本條指出制訂本規(guī)程的目的和要求，并提出了碳纖維片材加固混凝土結構必須遵循的原則。
碳纖維片材加固混凝土結構是一項新的應用外粘高性能復合材料加固結構的技術。目前國內對碳纖維片材加固混凝土結構的理論和試驗研究成果已較多，設計與施工水平正在逐步提高，加固工程量也迅速增加。制訂本規(guī)程，是為了在確保碳纖維片材加固工程質量的前提下，大力發(fā)展該項新技術，以獲得更好的經濟效益和社會效益，并使其在混凝土結構加固領域中的應用規(guī)范化。
1.0.2 本規(guī)程的適用范圍是碳纖維片材加固房屋建筑和一般構筑物混凝土結構的設計、施工及驗收。混凝土結構因設計失誤、施工錯誤、材料質量不符合要求、荷載增加、使用功能改變和因遭受火災、水災、風災、地震等災害使結構和構件遭到破壞，均可采用碳纖維片材進行加固處理。對于鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電工程的混凝土結構，用碳纖維片材進行加固也是可行的；同時，國內外研究和工程經驗表明，對砌體結構、木結構也可以采用碳纖維片材進行加固，但應結合結構具體情況參照本規(guī)程執(zhí)行。
1.0.3 在執(zhí)行本規(guī)程的同時，尚應配合使用國家現(xiàn)行有關標準，如《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010等。
1.0.4 本規(guī)程規(guī)定結構長期使用溫度不應高于60℃，是按常溫固化樹脂類粘結材料的要求，同時也因為一般混凝土結構的使用溫度均低于此溫度。當采用與碳纖維片材相配套的高溫固化樹脂類粘結材料且有可靠依據(jù)時，可不受此規(guī)定限制。在特殊環(huán)境（腐蝕、放射、高溫等）下采用碳纖維片材進行混凝土結構加固時，尚應遵守相應的國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定，采取必要的防護措施。這是指在碳纖維片材加固完成后，仍應按照國家現(xiàn)行有關（特殊環(huán)境的）標準的相應規(guī)定進行防護處理。
1.0.5 碳纖維片材加固混凝土結構前，應進行結構檢測鑒定或評估。我國已發(fā)布了《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》GBJ144和《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292等，通過檢測鑒定評定結構及其構件的可靠性程度，可為碳纖維片材加固混凝土結構的設計和施工提供基本依據(jù)。
1.0.6 由于采用碳纖維片材加固混凝土結構是一項新技術，具有不同于其它加固方法的特殊性，故應由對碳纖維復合材料性質及其加固設計熟悉的專業(yè)人員進行設計，也應由熟悉該技術的專業(yè)施工隊伍進行施工，以保證該技術的有效實施。由不了解碳纖維復合材料性質及其設計、施工特殊性的人員進行設計、施工，容易發(fā)生加固設計和施工的失誤，造成事故和經濟損失，影響該項新技術的正常發(fā)展。
3
3.1 一般要求
3.1.1 本條指出粘貼碳纖維片材加固方法所采用的材料種類，特別指出粘結材料應是與碳纖維片材相配套的產品。原則上應有試驗資料證明粘結材料與配套碳纖維片材的粘結效果，以避免粘結材料與碳纖維片材不配套而造成加固效果降低或加固失效。
3.1.2 本條為加固用材料的一般要求。碳纖維片材和配套粘結材料的性能必須符合本條的規(guī)定，才能作為混凝土結構加固用材料。使用不符合本條規(guī)定的產品進行結構加固，會導致加固失效甚至造成嚴重事故。
3.1.3 目前在加固工程中大量使用的是單向碳纖維片材，故本規(guī)程列出了對單向碳纖維片材的性能指標。因為對各種加固用碳纖維片材的基本性能要求是一致的，因此對于雙向或多 材 料
向碳纖維片材的性能指標未予列出，可以參照單向碳纖維片材的指標采用，本規(guī)程不再一一列舉。
3.2 碳纖維片材
3.2.1 本規(guī)程僅針對碳纖維布和碳纖維板兩種制品形式，統(tǒng)稱為碳纖維片材。
碳纖維布的計算厚度為理論計算值，而不是碳纖維布的實測厚度，因為碳纖維布質地柔軟，實測厚度離散性很大。碳纖維板的截面面積指含樹脂板材的實測截面面積。對碳纖維板產品應說明纖維的體積含量。常用碳纖維布的單位面積碳纖維質量、截面面積和計算厚度見表1。
3.2.2 碳纖維材料具有強度高、彈性模量高、重量輕及耐腐蝕性好等特點。目前，在混凝土結構加固中一般使用高強度型碳纖維片材，其抗拉強度是普通鋼筋的10倍左右，彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。另外，碳纖維沒有類似鋼筋的屈服點，在達到極限抗拉強度前應力——應變關系為線彈性。本規(guī)程的規(guī)定均以高強度型碳纖維片材為對象，當用于重要的建筑物的結構加固時，建議對碳纖維片材伸長率的要求予以適當提高。
3.2.4 試驗研究和工程經驗證明，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量越大，施工時浸漬樹脂越不容易完全浸透，施工質量越難以保證。本規(guī)程所說的碳纖維質量是指碳纖維的凈質量，不包括固定碳纖維所用的緯線和預浸所用的樹脂質量在內。
3.2.5 碳纖維板過厚或過寬，施工質量均較難保證，所以在設計和施工時，都應盡量使用寬度較小的碳纖維板。材料研究表明，碳纖維板中碳纖維體積含量在60%~70%時性能最好，故本規(guī)程建議碳纖維板中的纖維體積含量不宜低于60%。
3.3 配套樹脂類粘結材料
3.3.1 底層樹脂的作用是增強混凝土表層，提高混凝土與找平材料或粘結樹脂界面的粘結強度。找平材料的作用是填充混凝土表面的空洞、裂隙等，使加固表面平整度符合要求，并與底層樹脂及浸漬樹脂具有可靠的粘結強度，形成粘結體系。當混凝土表面平整度滿足要求時，可盡量減少找平材料的用量。浸漬樹脂是粘貼碳纖維布的主要粘結材料，其作用是使碳纖維絲之間以及與混凝土之間充分粘結，以共同承受結構的作用。粘結樹脂是粘貼碳纖維板的主要粘結材料。本條強調必須使用與碳纖維片材相配套的粘結材料。
3.3.2 粘結材料的性能必須滿足本規(guī)程的有關要求，因為粘結材料的性能與粘結質量和加固效果密切相關。如粘結材料的性能達不到要求，必然導致加固效果降低，甚至加固失效。
3.3.3 粘結材料與混凝土的粘結強度是兩者之間粘結性能的基本反映，可以用正拉粘結強度來表達。研究結果表明，采用正拉粘結強度為檢測指標，是因為正拉粘結強度與其它受力狀態(tài)下的粘結強度具有很好的相關關系，實測數(shù)據(jù)離散性小，且測試方便。按規(guī)定的環(huán)境條件進行老化試驗，2000h后的正拉粘結強度降低不超過10%，可認為降低不明顯。
3.4 表面防護材料
3.4.1 表面防護的作用是保護加固結構的碳纖維片材和樹脂免受外界不利環(huán)境的侵害，如紫外線照射、火災等。表面防護材料的選擇，可按國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定執(zhí)行。需要指出，碳纖維片材不能當做防護材料使用。當被加固混凝土結構本身有防護要求時，采用碳纖維
片材加固后還應采取相應的防護措施。必須保證防護材料與浸漬樹脂或粘結樹脂粘結可靠，變形協(xié)調。
3.4.2 本條強調對于有防火要求的建筑物，必須按照要求選擇防火材料并進行防護處理，以保證加固后建筑物能夠達到防火規(guī)范規(guī)定的防火等級。
3.4.3 當被加固結構本身需要按使用環(huán)境條件采取規(guī)定的防護措施時，結構加固后同樣應按照相應國家標準的規(guī)定執(zhí)行。
4 設計規(guī)定
4.1 一般規(guī)定
4.1.1 碳纖維片材不能設計為承受壓力，但在反復荷載下碳纖維片材在經受一定的壓力作用后，仍可承受拉力。
碳纖維片材應采用配套樹脂類粘結材料粘貼于構件表面，在構件受力過程中應與構件保持變形協(xié)調。應采取措施保證不發(fā)生因粘貼面過早剝離而導致加固效果顯著降低。本規(guī)程的設計計算方法均基于這一前提建立。
4.1.2 到目前為止，碳纖維片材對混凝土受彎構件的受彎加固、受剪加固和柱的抗震加固研究和應用最多，相應的計算理論也較成熟，故本規(guī)程列出了這三種加固方法的設計計算方法和構造規(guī)定。受彎加固是指為提高受彎構件正截面承載力而進行的加固；受剪加固是指為提高受彎構件斜截面承載力而進行的加固；抗震加固是指為提高構件的抗震性能而進行的加固。在受彎加固時，應使碳纖維片材的纖維方向與受拉區(qū)的拉應力方向一致；在受剪加固時，應使碳纖維片材的纖維方向與混凝土中主拉應力方向一致，但為了施工方便，建議采用碳纖維方向與構件縱軸垂直；抗震加固時，應使碳纖維布封閉纏繞在柱上，以較好地提高抗震性能。除此以外，碳纖維片材也可沿構件軸向粘貼對受拉構件加固，或沿構件環(huán)向粘貼對軸心受壓構件加固。在受彎加固時，也可采用對碳纖維片材施加預應力的方法提高加固效果。碳纖維片材也可用于剪力墻、殼體、筒倉、煙囪等特種結構的加固。這些加固方法雖有研究表明是有效的，但相應計算理論和方法的研究尚不充分，應用也較少，故暫未列入本規(guī)程。實際應用中，當有可靠依據(jù)時，可采用這種加固方法。
4.1.3 本規(guī)程主要針對房屋建筑和一般構筑物中鋼筋混凝土結構構件的加固，主要根據(jù)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法確定有關的加固計算方法，使其與結構設計規(guī)范相協(xié)調。為保證加固后結構的可靠性，應使結構或構件在碳纖維片材加固失效的情況下不產生結構倒塌等嚴重破壞。
試驗研究表明，碳纖維片材加固的混凝土結構構件有多種破壞形態(tài)，除了與普通混凝土構件相同的以外，還有一些特殊的破壞形態(tài)，如碳纖維片材的剝離破壞等。采用這種加固方法，構件達到承載能力極限狀態(tài)時，碳纖維片材的抗拉強度往往不能完全發(fā)揮，此時應以達到極限狀態(tài)時碳纖維片材所達到的應變值來確定其承載力。同時，由于碳纖維片材在最終拉斷時表現(xiàn)出明顯的脆性，因此即使構件破壞時碳纖維片材可以達到其極限抗拉強度，也應選擇小于其極限拉應變的允許拉應變作為設計極限狀態(tài)的標志，以保證足夠的可靠度。
4.1.4 本規(guī)程規(guī)定的產品性能是最低要求，具體的規(guī)定可參見有關的產品標準。生產廠提供的產品性能必須滿足本規(guī)程的規(guī)定，方可在工程中應用。
4.1.5 一般情況下，對結構或構件的加固是局部的。加固后結構體系可能有所改變，因此加固設計中應進行驗算，以保證不發(fā)生危險的脆性破壞。例如，在受彎加固后應避免剪切破壞先于受彎破壞發(fā)生等。
4.1.6 研究表明，當加固前構件計算所受的初始彎距小于其受彎承載力的20%時，初始彎距的作用不大，可以忽略二次受力的影響。
4.1.7 在實際工程中，某些結構的混凝土強度可能低于現(xiàn)行國家標準要求的最低強度等級。如果結構混凝土強度過低，則與碳纖維片材的粘結強度也較低，易發(fā)生脆性顯著的剝離破
壞，碳纖維片材就不能充分發(fā)揮作用，因此本條規(guī)定了被加固結構混凝土強度的最低等級。而對于封閉粘貼碳纖維片材的約束混凝土，當封閉碳纖維片材的搭接構造滿足本規(guī)程的規(guī)定時，約束混凝土的抗壓強度可以得到提高，故被加固結構的混凝土最低強度等級可放寬至C10。
4.2 一般構造要求
4.2.1 碳纖維片材沿其纖維方向彎折時會導致應力集中和纖維絲折斷，影響強度發(fā)揮。根據(jù)試驗研究結果，當轉角處的曲率半徑不小于20mm時，可減緩應力集中，碳纖維片材強度基本上不受影響。對于彈性模量較高的碳纖維片材，如要求碳纖維片材強度不受影響，則轉角處的曲率半徑應該更大。曲率半徑的大小與碳纖維片材的彈性模量高低有關，因缺少試驗資料，本規(guī)程未作明確規(guī)定。
4.2.2 試驗研究表明，當單位面積碳纖維質量不超過450g/㎡，碳纖維布沿受力方向的搭接長度不小于100mm時，破壞不會發(fā)生在搭接位置。當單位面積碳纖維質量超過450g/㎡時，尚應通過試驗研究確定碳纖維布搭接長度。碳纖維布的搭接位置相互錯開是為了施工方便。有資料表明，在施工質量有保證時，碳纖維布的斷裂或破壞一般不會發(fā)生在搭接處。
4.2.3 附加錨固措施是指，將鋼板或角鋼等先粘貼在碳纖維片材外表，再用錨栓錨固于混凝土中，錨栓的數(shù)量及布置方式應根據(jù)錨固區(qū)受力大小確定。鋼板壓條厚度不宜小于3mm，錨栓規(guī)格不宜小于M6。設計時尚應考慮因采取附加錨固措施而造成的碳纖維片材損傷對加固效果的影響。
4.3 受彎加固
4.3.1 國內外的試驗研究表明，在受彎構件的受拉面粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，截面應變分布仍符合平截面假定。為防止碳纖維片材最終發(fā)生脆性拉斷破壞，所采用的允許拉應變[εcf]一般為設計極限拉應變εcfu的2/3；同時根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010對構件塑性變形的控制條件，[εcf]且不應大于0.01。
碳纖維片材從受載至拉斷，均表現(xiàn)為線彈性。
4.3.2 采用粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，構件的破壞形態(tài)主要有以下幾種：
1. 受拉鋼筋先達到屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓壞，此時碳纖維片材未達到其允許拉應變
[εcf]；
2. 受拉鋼筋先達到屈服，然后碳纖維片材超過其允許拉應變[εcf]并達到極限拉應變而拉
斷，此時受壓區(qū)混凝土尚未壓壞；
3. 因加固量過大，在受拉鋼筋達到屈服前受壓區(qū)混凝土先壓壞
4. 在達到正截面極限承載能力前，碳纖維片材與混凝土發(fā)生剝離破壞。
對受彎加固，按前兩種破壞形態(tài)進行設計計算。對第3種破壞形態(tài)，可通過控制加固量上限來避免發(fā)生。本規(guī)程第4.3.5條第1款規(guī)定的受壓區(qū)高度x不大于0.8ξbh0，即可控制不發(fā)生第3種破壞形態(tài)。第4種破壞形態(tài)屬于脆性破壞，此時碳纖維片材中的應力很小，必須避免，一般通過構造或錨固措施予以保證。本規(guī)程第4.3.1條第4款為應用本條計算公式的前提條件，其構造應符合本規(guī)程第4.3.8條和第4.3.9條的規(guī)定。
本條第1款為第1種破壞形態(tài)的受彎承載能力計算公式。公式（4.3.2-1）從對受拉鋼筋截面形心取矩的力矩平衡方程得到，公式（4.3.2-2）為力平衡方程，公式（4.3.2-3）是按平截面假定得到。
本條第2款、第3款為第2種破壞形態(tài)的受彎承載力近似計算公式，此時受壓區(qū)高度很小。第2款中，偏于安全地對受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應變且碳纖維片材同時達到允許拉應變的界限狀態(tài)時的受壓區(qū)合力作用點取矩，并取碳纖維片材的應變?yōu)樵试S拉應變，即得公式（4.3.2-4）。第3款中，對受壓鋼碳纖維片材加固混凝土結構技術規(guī)程筋合力作用點取矩，并認為受壓鋼筋合力作用點與受壓區(qū)混凝土合力作用點重合，即得公式（4.3.2-5）。
由于被加固結構的混凝土強度等級一般較低，故本規(guī)程對受彎承載立計算公式中的等效矩形應力圖形系數(shù)，未考慮高強混凝土的影響。
4.3.4 根據(jù)鋼筋混凝土受彎構件在正常使用階段受壓區(qū)邊緣混凝土和受拉鋼筋的應變計算公式，按平截面假定可確定加固前在初始彎矩作用下的混凝土拉應變εi。
根據(jù)計算分析和試驗結果，當初始彎矩Mi小于未加固截面受彎承載力的20%時，二次受力對受彎極限承載力的影響很小，可以不考慮。
4.3.5 限制受壓區(qū)高度x不大于0.8ξbh0，是為了避免因加固量過大而導致超筋性質的脆性破壞。
因為沒有成熟的研究成果，本規(guī)程未給出加固后正常使用階段的裂縫和變形的驗算方法。為了控制加固后構件的裂縫寬度和變形，以及考慮到碳纖維片材的加固應用經驗尚有不足之處，本規(guī)程對加固后受彎承載力的提高程度作了限制，并對正常使用階段的鋼筋應力作了控制。
4.3.6 在梁側面受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進行受彎加固時，仍可按照平截面假定來確定碳纖維片材的應變分布，碳纖維片材距受拉區(qū)邊緣越遠，應變越小，越不能充分發(fā)揮作用，因此限制了碳纖維片材在梁側面受拉區(qū)的粘貼高度，同時乘以折減系數(shù)來考慮應變不均勻分布的影響，以簡化計算。
4.3.7 本條是考慮受彎加固可能引起構件受力狀態(tài)改變從而發(fā)生破壞形態(tài)轉化，所以，進行受彎加固時尚應驗算構件的受剪承載力。
4.3.8 碳纖維片材與混凝土之間粘結強度的取值，是根據(jù)國內試驗研究結果和經驗并參照國外有關設計指南給出的，其中已經考慮了施工現(xiàn)場與實驗室的施工質量差別、粘結界面上拉應力和剪應力共同作用等因素的影響。由于試驗數(shù)據(jù)還不足，且碳纖維板與混凝土的粘結強度低于碳纖維布與混凝土的粘結強度，因此規(guī)程中給出的粘結強度值是偏于保守的，且暫時沒有考慮粘結強度與混凝土強度等級的關系，并建議設計中將碳纖維片材延伸至支座邊緣。
4.3.9 構造規(guī)定系根據(jù)試驗研究結果和工程經驗給出的。
4.3.10 在對負彎距區(qū)進行加固時，由于靠近梁肋處粘貼的碳纖維片材可以較充分地發(fā)揮作用，而遠離梁肋的碳纖維片材作用較小，故限制了碳纖維片材的粘貼范圍。
4.3.12 由于碳纖維片材在柱端錨固困難，故通常不采用碳纖維片材對柱端進行正截面承載力加固。本條所述是指對柱中部正截面承載力的加固。當被加固位置的碳纖維片材有可靠錨固時，加固后的承載力計算可按截面應變符合平截面假定，參照本規(guī)程第4.3.2條的方法進行。
4.4 受剪加固
4.4.1、4.4.2 碳纖維片材的受剪承載力是根據(jù)加固后構件達到最大受剪承載力時碳纖維片材的應變發(fā)揮程度確定的。公式（4.4.1-3）和公式（4.4.2-3）是根據(jù)國內外的試驗結果分析，并參照美國ACI的有關設計指南給出的。對于鋼筋混凝土柱，受剪加固應采取封閉式粘貼，此時，φ取1，如不能封閉粘貼，不宜采用碳纖維片材加固。
4.4.3 本章的受剪計算公式均是按碳纖維片材纖維方向與構件軸向垂直的情況給出的。也可采用其它粘貼方向，但受剪計算公式應作相應改變。
U形粘貼和側面站體餓易發(fā)生剝離破壞，影響碳纖維片材加固作用的發(fā)揮，故應優(yōu)先采用封閉粘貼形式。當采用U形粘貼和側面粘貼時，宜按本條第4款的要求設置水平壓條，以增加粘貼面積，提高抗剝離能力。試驗表明，U形粘貼如采取了可靠的機械錨固措施，與封閉粘貼具有同樣的效果。
4.5 柱的抗震加固
4.5.1 公式（4.5.1）中的總折算體積配箍率，是根據(jù)我國試驗結果分析給出的。采用碳纖維片材纏繞加固混凝土柱可以約束混凝土的變形，從而提高混凝土的抗壓強度，降低軸壓比，但這方面的研究目前還不充分，當有可靠依據(jù)時，方可考慮其作用。
4.5.2 柱的抗震加固必須采用封閉式粘貼并有可靠連接。此時，搭接長度比受彎加固、受剪加固的搭接長度應大一些，以保證加固效果。
5 施工規(guī)定
5.1 一般規(guī)定
5.1.3 施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度必須符合粘結材料的使用溫度以保證粘貼質量，如果不能滿足，必須采取措施使其滿足要求后再進行粘貼。
5.1.4 當環(huán)境濕度不超過70%時，可以不考慮環(huán)境濕度對樹脂固化的不利影響。如采用適當于潮濕環(huán)境的粘結材料，可不受此限制。
5.1.6 本條規(guī)定了配制底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂和粘結樹脂時均應滿足的一般要求。施工時應根據(jù)施工進度和環(huán)境溫度控制每次的攪和量，以保證在粘結材料規(guī)定的使用時間內有效地使用拌和好的粘結材料。
5.3 表面處理
5.3.1 對于較大的孔洞、凹陷等應采用修復材料修復平整。修復材料一般采用聚合物砂漿，且與原混凝土粘結良好。
5.4 涂刷底層樹脂
5.4.2 研究結果表明，在底層樹脂表面指觸干燥到完全固化期間進行下一工序施工，粘結效果最好；當有試驗依據(jù)時，也可以在底層樹脂完全固化后進行下一步工序。樹脂的指觸干燥是指樹脂剛達到凝膠的狀態(tài)，即在施工現(xiàn)場通過手指觸摸樹脂表面有凝膠的感覺，但不會粘附樹脂的狀態(tài)。
5.5 找平處理
5.5.4 研究結果表明，在找平材料表面指觸干燥到完全固化期間進行下一工序施工，粘結效果最好；當有試驗依據(jù)時，也可以在找平材料完全固化后進行下一步工序。
5.6 粘貼碳纖維片材
5.6.1 試驗研究和工程經驗表明，只有浸漬樹脂充分浸透在碳纖維布中才能保證其粘貼質量，否則有很不利的影響。用專用滾筒滾壓碳纖維布時，可以向一個方向，也可以從中間向兩個方向滾動，但不允許來回滾動，以免損傷碳纖維，影響粘結質量。研究結果表明，從浸漬樹脂表面指觸干燥到完全固化期間進行下一工序的施工，粘結效果最好。當有試驗依據(jù)時，也可以在浸漬樹脂完全固化后進行下一層碳纖維布的粘貼。
6 檢驗及驗收
6.0.1 施工前應對材料性能進行檢驗，以保證工程質量。
6.0.2 本條中隱蔽工程指表面處理、涂刷底層樹脂和找平處理三道工序。前一工序檢查合格后方可進行下一道工序的施工，以保證工程的質量。
6.0.4 本條規(guī)定的檢查方法，是經實踐檢驗過的有效、簡便的方法，適用于任何條件下碳纖維片材與混凝土粘結質量的檢查。
6.0.5 對于重要的或大型的加固工程，除了按本規(guī)程第6.0.4條的方法進行常規(guī)檢查外，還應按附錄B的規(guī)定采用碳纖維片材粘結強度專用檢測儀對施工質量做進一步檢驗，以確保工程質量。
6.0.6 對于重要的或大型的加固工程，或使用材料品種、數(shù)量較多的工程，還應對碳纖維片材和粘結材料進行現(xiàn)場抽樣并送檢。一般對碳纖維片材需檢測其抗拉強度，對粘結材料需檢測其粘結強度。
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