混凝土结构加固资料集

目录

1、碳纤维布加固混凝土结构的原理与施工技术探讨222222222222222222222222222222 1

2、碳纤维在某通信机房加固中的应用222222222222222222222222222222222222222222 5

3、南方某宾馆混凝土框架梁抗剪加固设计22222222222222222222222222222222222222 9

4、碳纤维复合材料(CFRP)加固技术在南京新街口百货商店改造工程中的应用2222222213

5、钢筋混凝土框架梁粘碳纤维加固现场加载试验2222222222222222222222222222222216

6、碳纤维材料在某公共建筑抗震加固中的应用222222222222222222222222222222222220

7、玻璃纤维聚合物在腐蚀环境下补强加固工程中的应用2222222222222222222222222223

8、混凝土结构碳纤维加固技术及其适用性2222222222222222222222222222222222222227

9、碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯承载力设计方法的研究22222222222222222222222231

10、碳纤维布加固预应力混凝土空心板新技术2222222222222222222222222222222222235

11、高强复合纤维材料加固混凝土结构技术的应用222222222222222222222222222222238

12、碳纤维布加固混凝土梁截面刚度计算22222222222222222222222222222222222222240

13、锈蚀钢筋混凝土结构防护与加固222222222222222222222222222222222222222222243

14、碳纤维加固的“反拱预应力技术”及其提高钢结构承载能力的分析222222222222249

15、CFRP加固某大厦框架柱抗震性能的设计与施工2222222222222222222222222222253

16、碳纤维材料在桥梁加固工程中的应用22222222222222222222222222222222222222257

17、碳纤维布用于钢筋混凝土工字梁桥抗弯加固的试验研究与分析2222222222222222261

18、纤维薄板加固混凝土刚架拱桥的工程实践2222222222222222222222222222222222265

19、碳纤维材料加固混凝土梁板技术在实际工程中的应用222222222222222222222222269

20、碳纤维增强复合材料（CFRP）在公路T型截面桥梁加固设计与应用22222222222272

21、特种荷载作用下，碳纤维（CFRP）技术在桥梁加固工程中的研究与应用2222222278

22、楼板开洞改造有限元分析及粘贴碳纤维加固方法2222222222222222222222222222285

23、玻璃纤维聚合物混凝土在腐蚀环境下天车道轨二次灌浆中的应用研究2222222222287

24、碳纤维加固技术在桥梁补强工程中的应用2222222222222222222222222222222222290

碳纤维布加固混凝土结构的原理与施工技术探讨

徐洪平

1、碳纤维布结构加固技术简介

粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面，使两者共同工作，提高结构构件的（抗弯、抗剪）承载能力，由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。

碳纤维增强聚合物（Carbon Fibre Reinforced Poly-mer简称CFRP，也称为碳纤维增强塑料）是由环氧树脂粘高抗拉强度的碳纤维束而成的。使用碳纤维布加固具有以下几个优点：a、强度高（强度约为普通钢材的10倍），效果好；b、加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性；c、自重轻（约200g/m2），基本不增加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，适用范围广；d、施工简便（不需大型施工机构及周转材料），易于操作，经济性好；e、施工工期短（本工程实例仅用一周）；因此，碳纤维结构加固技术在混凝土结构方面已产生较大的效应。

碳纤维加固技术适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构，要求基层混凝土的强度等级不低于C15即可；另外，砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。

2、碳纤维布加固的原理

用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍；但是，碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到加固的目的。

3、工程概况

某制药厂保太松车间建于1984年，因长期受腐蚀性气体的侵蚀，三根薄腹梁下弦混凝土与钢筋均遭受严重腐蚀，导致保护层混凝土开裂、酥松、剥落，下弦钢筋锈蚀、剥落，钢筋受力截面削弱，危及结构安全，影响工人的生产情绪；经与设计人员一起进行分析比较，选择粘贴碳纤维布进行加固，能防止腐蚀性气体的侵蚀，延长梁的使用寿命（薄腹梁见图1）。

4、碳纤维布加固的依据及前提

4.1碳纤维布加固的依据

⑴某制药厂提供的保太松车间图纸。

⑵屋架的腐蚀情况。

⑶薄腹梁的实际检测强度。

⑷《混凝土结构加固技术规程》。

4.2碳纤维布加固的前提

首先，利用回弹法对薄腹梁混凝土进行检测，以供加固参考。经检测，混凝土的实际强度为C30。

根据设计图纸，及现场混凝土、钢筋的腐蚀情况，考虑提高下弦的抗拉强度等级，为此，将610mm宽的T700S型碳纤维布裁成两半，分两层粘贴在下弦的底面及两侧（薄腹梁下弦宽度为200mm），加固后，相当于增加原受拉钢筋面积的46%，弥补了由于原钢筋锈蚀而造成的截面削减，构件的承载力得到加强，而且，总体配筋率ρmin≤ρ≤ρmax，可以满足使用要求。

4.3碳纤维布的设计

因梁底宽度为200mm，而碳纤维布的宽度为610mm，兼顾加固时碳纤维布的幅宽效应及下弦的受拉范

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围，考虑将碳纤维布裁为两半，一层为300mm 宽，一层为310mm 宽，分两层粘贴在梁的下侧及两面侧边（两侧边高度为50-55mm ），应注意：转角处须处理成圆角（R ≥10mm ），详见图1。

图1 薄腹梁加固

1－粘贴碳纤维布二层（第一层宽度300mm ，第一层宽度310mm ） 2－粘贴碳纤维布二层（第一层宽度300mm ，第一层宽度310mm ）

5、碳纤维布加固的施工 5.1施工准备 5.1.1施工材料的准备

辽宁省建设科学研究院生产的JGN-C 胶（底胶）及JGN-P 胶（粘着胶），T700S 型碳纤维布。 5.1.2辅助材料的准备

专用滚筒，刮板，角向磨光机，剪刀，凿子，榔头，台秤，丙酮。 5.1.3搭设脚手架

按安全规程要求搭设好脚手架，高度以方便施工为前提。 5.2施工工艺

⑴把屋架下弦被腐蚀部位的疏松混凝土凿掉，把锈蚀的钢筋用钢丝刷刷掉被锈蚀层。

⑵补粉凿除的混凝土梁 用SJ-601防腐砂浆补粉凿除的混凝土梁（对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复），并养护三天。

⑶用压缩空气将表面浮尘清除干净[未凿部位（需加固处）用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平]，用丙酮将需粘贴处清洗干净。

⑷涂底胶 将JGN-P 胶甲乙组分按需按3：1的重量称好，放在洁净的容器中调和均匀，用刮板将它均匀地涂在屋架底面（两侧刮150mm ），待胶固化后（固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准）再进行下一工序施工。注意：调好的底胶须在规定的时间内用完，一般情况下40min 内用完。

⑸找平 混凝土表面凹陷部位用修补胶（JGN-C 胶掺入两倍粉料）填平，模板接头等出现高度差的部位应用修补胶填补，尽量减少高度差。

⑹粘贴碳纤维布 将JGN-C 胶甲乙组分按3：1的重量称好，放在洁净的容器中调和均匀，用刮板将胶均匀地涂刮在底胶上需粘贴碳纤维布处，随即把按设计要求已裁剪好的碳纤维布粘贴在设计部位，然后用专用滚子沿碳纤维布的受力方向来回滚压，挤出汽泡。待指触干燥后，即可以进行第二道碳纤维布的粘贴，方法同第一道。注意：碳纤维布的搭接长度一般为100mm ，端部用横向碳纤维布固定。

⑺两道碳纤维布粘贴完，待指压干燥后，再刮涂一层JGN-C 面胶，来回滚压，使胶充分渗入到碳纤维布中去。

⑻待面胶指触干燥后，表面做一层保护层（防火涂料或水泥砂浆）。

6、有关材料的技术指标

目前，国内碳纤维材料及配套结构胶的生产厂家有多家，选购前应认真了解材料的相关技术指标及操作说明，我所所用的各材料指标如表1～表3。

表1 结构加固修补用碳纤维材料（CFRP-T700S）主要性能指标

表2 碳纤维织物数据

表3 建筑结构胶主要技术性能指标

7、结论

根据加固原理可知，在施工前必须选择合适的粘结剂，认真查看材料的质保书及使用说明，掌握材料的各有关参数，以确保它有足够的强度，能保证碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作；在施工过程中，参照使用说明，每道胶都必须处理好，特别是粘贴碳纤维布的JGN-C胶，应尽可能让胶充分地渗入到碳纤维丝之间（细部空鼓处，可用针筒注射胶），确保相互共同工作。

通过对某制药厂工程实例的施工操作，深深体会到碳纤维布结构加固技术简介中介绍的各项优点，该工程施工时，在确保安全的前提下，仅使用了简单的脚手架，而且，碳纤维布裁剪非常方便，可以根据形状及尺寸随意裁剪，在各种支架的遮挡处可以随意穿过，施工非常方便；另外，从2001年5月7日加固后到现在，在腐蚀性气体的侵蚀下，至今未见有被腐蚀处；该工程从开工到结束仅7天（包括搭、拆脚手），

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工程总费用仅约为11000.00元。

由此可见，碳纤维布加固结构技术的优点很明显，应用前景很光明。

8、探讨

粘贴碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术，已经得到较为广泛的应用，并已产生较大的经济效益；在混凝土结构的加固中，碳纤维布主要是分担钢筋的受力，即碳纤维布的主要作用是提高结构构件的抗拉强度，那么在其它的结构中，碳纤维布能否起到加强抗拉强度的作用呢？因为碳纤维布在结构胶的作用下强度很高，其它结构在用碳纤维布加固后，会否象类似钢筋混凝土结构构件的超筋截面破坏一样产生负面影响呢？

目前我所正在探索应用碳纤维布加固砖砌体的技术（如砖砌体在外界环境影响下产生的裂缝修补，采用碳纤维布来提高砌体的某些力学性能），该技术是粘贴碳纤维结构加固技术领域中的新生事物，如能成功，必将也能产生较大的经济效应。

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碳纤维在某通信机房加固中的应用

姜安庆 陆洲导 王李果

碳纤维增强聚合物（Carbon Fibre Reinforced Poly-mer 简称CFRP ）是一种新兴的高强材料，最早应用于航空航天等高科技领域。近年来在土木工程领域中的研究与应用得到了迅速发展。较之传统的结构加固方法，碳纤维加固技术是一种新型高效的加固修复技术，它具有高强、高效、施工便捷、使用面广等优点。碳纤维加固技术是利用改性环氧树脂类胶结材料将碳纤维片材粘贴于混凝土表面，从而达到结构补强及改善受力性能的目的。此项技术在美国、日本等发达国家已成熟运用，在20世纪90年代后期国内才开始碳纤维加固技术的研究与应用，虽取得了一定的成果，但至今尚未形成系统的理论。

1、工程概况

随着通信事业的迅速发展，各地通信公司相继增设了一批通信机房。因通信设备荷载较大，一般民用建筑达不到使用要求。为确保使用安全，需对原建筑进行结构验算、结构加固等工作。某通信公司传输机房位于一办公楼三层楼面上，机房使用活载（6.0KN/m 2

）超过原办公楼使用活载2.5 KN/m 2

。原楼面结构为主次梁现浇板体系（混凝土强度等级C40，板受力筋为Ⅰ级钢筋，梁受力筋为Ⅱ级钢筋）。结构验算表明，楼板无需加固，而主次梁正截面需进行加固。经过方案论证和经济技术可行性比较，并征得业主的同意，决定采用碳纤维复合材料进行加固。加固平面如图1所示。

图1机房加固平面

2、材料特性

⑴本工程使用了日本进口的碳纤维布（ST200），其主要性能指标见表1。

⑵粘贴用树脂采用国产JGN 型建筑结构胶，其主要性能指标见表2

表2 JGN 型建筑结构胶主要性能指标

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3、加固设计 3.1基本假定

用碳纤维材料加固后混凝土梁的极限承载力计算与普通混凝土梁有所不同，其基本假定为：（1）受拉区混凝土的作用忽略不计；（2）梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变符合平截面假定；（3）碳纤维材料采用线弹性应力-应变关系：ζcf =E cf 3εcf

。因本工程建成后未经装修使用，加固设计时忽略碳纤维二次受

力的影响。

3.2设计方法 3.2.1实用公式 根据极限状态应力应变关系（图2），由平衡条件可得：

当χ≥2a ’时，

f cm bx+f y ’A s ’=f y A s +ζcf A cf (1) M u ≤ ζcf A cf (h-χ/2)+ f y A s (h 0-χ/2)- f y ’A s ’ (χ/2-a s ’) 当χ<2a ’时，

f cm bx+f y ’A s ’=f y A s +ζcf A cf (2) M u ≤ ζcf A cf (h- a s ’)+ f y A s (h 0- a s ’)

图2 截面极限状态应力示意图

3.2.2规程公式

根据《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》的规定，当混凝土受压区高度x ≤ξcfb h

时，其极限

弯矩：

M u ≤f y A s (h 0- 0.5g ξ

cfb h )+E cf [ε

cf ]2A cf （1-0.5ξcfb ）

(3)

其中，界限相对受压区高度：

ξ

cfb =0.8εcu /（εcu +[εcf ]）

3.3次梁加固设计

次梁截面：b 3h=400mm 3500mm ，A s =A s ’=1018mm 2

截面弯矩：M u =242Kn 2m 3.3.1按实用公式计算 首先估算混凝土受压区高度χ≈12mm<2a s ’ 根据公式(2),解得:

A cf =53.1mm 2

3.3.2按规程公式计算

界限相对高度：

ξcfb=0.830.003/(0.0033+0.01)=0.1985

χ≈12mm<ξcfb h=89.3mm

根据公式（3），解得：

A cf=51.7mm2

3.3.3设计结论

两种计算结果相比较，其误差［δ=（53.1-51.7）/53.1=2.64%］在工程设计误差许可范围之内。

采取在梁底粘贴300mm宽碳纤维布两层（A cf=66.6mm2），可满足设计和使用要求。

3.4主梁加固设计

主梁截面：b3h=500mm3550mm，A s=2233mm2，A s’=1960mm2

极限弯矩: M u=450Kn2m

3.4.1按实用公计算

首先估算混凝土受压区高度: χ≈29.5mm<2a s’

根据公式(2),解得:

A cf=112.1mm2

3.4.2按规程公式计算

界限相对受压区高度:

ξcfb=0.1985

χ≈29.5mm<ξcfb h=89.3mm

根据公式(3),解得: A cf=109.3mm2

3.4.3设计结论

两种计算结果相比较,其误差［δ=（112.1-109.3）/112.1=2.5%］在工程设计误差许可范围之内。

采取在梁底粘贴400mm宽碳纤维布3层（A cf=133.2mm2），可满足设计和使用要求。

3.5构造做法

为了加强梁底碳纤维布的锚固及增加梁的抗剪能力,在梁端每侧粘贴100mm宽U型箍3道,在主次梁相交处每侧粘贴100mm宽U型箍两道,具体做法如图3所示。

图3 梁加固示意

1－柱边3个U型箍，宽100mm，间距100mm；2－次梁每侧2个U型箍，宽100mm，间距100mm；3－碳纤维3层

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4、加固施工

4.1施工准备

粘贴碳纤维加固工艺,施工质量至关重要,直接关系到加固效果的好坏。为确保工程质量，工程开工前对每个施工环节、环境因素、人员素质进行了细致周密的考虑，对施工现场进行了清理。

4.2施工步骤

⑴清除加固梁底及U型箍处吊筋等障碍物。

⑵用砂轮机将粘贴部位打磨平整，U型箍转角处打磨成R≥20mm的圆弧状，用吹风机清除浮尘并刷丙酮去脂。

⑶涂刷基底树脂（JGN-E）使其渗透至混凝土内部，以提高混凝土与碳纤维之间的粘结力。

⑷用整平材料补树脂（JGN-F）修复，填补不平整部位。

⑸涂刷粘结树脂（JGN-D），随即开始粘贴碳纤维布，多层粘贴时重复步骤（5）。

⑹粘贴完最后一层碳纤维布后再涂刷一道粘结树脂（JGN-D）。

4.3施工要点

因为通迅公司传输房属城市生命线工程中的重点部位，加之本工程加固工作量大，在施工中特别注意以下几点：

⑴混凝土与碳纤维布之间界面处理和好坏直接影响到混凝土梁的加固效果。因此梁底面及U型箍处必须反复打磨平整，去除混凝土劣化部位，凹陷、缺陷处用修补胶找平。

⑵粘贴碳纤维布时必须两人密切配合，一人拉紧碳纤维布，一人用刮板从一侧边刮边贴，保证不留气泡，粘贴紧密。实践证明，刮板粘贴碳纤维布效果很好，碳纤维布空鼓率基本为零。

⑶注意搭接区粘贴，做好标记，保证搭接长度≥150mm。

经现场锤测及邵氏硬度计测试，施工质量达到优良，取得了良好的加固效果。

5、结语

工程实践证明，CFRP加固技术对于混凝土结构及构件的补强加固效果十分理想，在基本不增大梁的截面尺寸及自重的前提下，该技术在施工工期、材料耐久性、施工质量等方面均达到了业主的要求，其综合经济效益和社会效益良好，具有较大的推广使用价值。

参考文献

1 滕智明.钢筋混凝土基本构件（第二版），北京：清华大学出版社，1998

2中国工程建设标准化协会标准《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程（征求意见稿）》2000

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南方某宾馆混凝土框架梁抗剪加固设计 杨建中 熊光晶 刘金伟 谢慧才 刘金华

1、工程概况

南方某宾馆是由某政府办公楼改变使用功能而成的商业服务楼。该建筑为6层全现浇钢筋混凝土框架结构，局部7层。建筑面积7000m 2

，于1993年建成，平面见图1。目前的使用情况为：1～2层为餐饮，3～4层为桑拿，5～6层为卡拉OK 歌舞厅。在2000年6月的质量检查中发现部分框架梁梁端存在明显斜裂缝，造成安全隐患。

图1 结构平面

D-E 轴梁尺寸为250mm 3600mm E-F 轴梁尺寸为250mm 3900mm

2、房屋的非破损检测及评定结论

在2000年6月的检测基础上，于2001年4月再次对房屋外观和框架梁进行普检。 2.1检测结果

房屋外观质量良好，框架填充墙表面均未发现斜裂缝。

采用超声-回弹综合法进行框架梁混凝土强度检测，再采用取芯法进行修正从而确定混凝土强度值。检测结果表明，混凝土强度均大于22Mpa 。

经普检，发现在第2、4、6层中有16根梁，共25个梁端出现斜裂缝，斜裂缝的倾斜角度较大（普遍大于45°），裂缝宽度为0.1～0.3mm 。斜裂缝范围内箍筋间距基本满足设计要求，对梁的抗剪承载力进行计算，也均满足设计要求。

2.2裂缝成因分析和可靠性鉴定结论

由于建筑物外观良好，框架填充墙表面均未发现斜裂缝，梁端斜裂缝隔层出现，由此估计斜裂缝不是由于基础不均匀沉降造成的，又因为存在梁端斜裂缝的梁的箍筋间距和计算承载力均满足设计要求（GB50292-1999）[1]

中4.2.5条规定，把出现梁端斜裂缝的16根梁评级为du 级，应对之进行抗剪加固。

3、混凝土梁的抗剪加固 3.1基本设计参数

由加固平面图和构件尺寸可知,D-F 轴跨截面尺寸：250mm 3600mm ；E-F 跨梁截面尺寸：250mm 3900mm ，各梁的剪跨比均大于3，取λ=3。

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根据检测结果可知：混凝土强度均大于22MPa ，取C22；箍筋为φ8mm ，屈服强度为210 Mpa ，箍筋间距按检测结果平均值计算。

碳纤维布材料参数：厚度t cf =0.11mm ，宽度w cf =200mm ，E cf =2.13105

MPa ，极限应变εcuf

=1.5%。

3.2竖直粘贴加固设计

按我国在编规程

［2］

中4.4规定，采取双L 型片材U 型竖直粘贴的加固方式。计算公式为：

cf b rc b b V V V ,,+≤ （1）

cf cf v cf cf cf cf

cf cf cf

b h E w s t w n V ,,)

(2εφ+= （2）

cfu v cf ελε)12.02.0(3

2,+= （3）

式中，V b 为梁的剪力设计值；V b ，rc 为未加固钢筋混凝土梁的受剪承载力，按现行国家规范的规定［3］

计算；

V bcf 为碳纤维片材承担的剪力；ε

cf ，v

为达到受剪承载力极限状态时碳纤维片材的应变；φ为碳纤维片材受

剪加固形式系数，对封闭粘贴取φ=1.0，对U 型粘贴取φ=0.85，对侧面粘贴取φ=0.70；λ为剪跨比。

应该指出，上述公式

［2］

是国内外部分研究者和设计指南编写组通过碳纤维片材对混凝土简支梁进行

抗剪加固的试验研究建立起来的。而连续梁的抗剪破坏发展方式与简支梁有显著区别，见图2。

图2 简支梁连续梁粘贴有效长度对比

（a ）-U 型粘贴；（b ）-简支梁;(c)- 连续梁；（d ）－侧面粘贴；（e ）-简支梁

简支梁（如图2b ）在正弯矩作用下梁顶受压梁底受拉，临界斜裂缝在梁底面a 处最宽，梁上部b 处最小。而连续梁端的破坏发展形式相反（如图示2c ），由于负弯矩的存在，梁底受压而梁顶受拉，临界斜裂缝在梁顶面b 处最宽，梁下部a 处最小。就抑制斜裂缝开展而言，在简支梁中的A ～D 范围粘贴效果最佳，而在C ～F 范围粘贴加固作用最小。这是因为简支梁中加固效果最好的A ～D 范围的粘结锚固长度最大（见图2b 中的阴影部分），这样便充分发挥了U

形粘贴方式的优势。而抑制连续梁斜裂缝开展的最佳部位是图

2c中的C～F范围，但必须指出，在此范围内U形布的有效锚固长度恰好最短（见图2c阴影部分），故加固效果很小。在B～E范围粘贴，对此两种梁的加固效果则相似。可见U形粘贴的加固效果对于连续梁而言只相当于侧面粘贴（见图2c和图2e）。所以对于连续梁，U形粘贴应按侧面粘贴来考虑，取 =0.70。

表1加固前抗剪承载力V b，rc和加固后抗剪承载力的提高百分比

还应指出，规程推荐公式在两处局限，在实际工程应用中容易让人产生如下误解：（1）式中h cf表示FRP抗剪承载力随梁高增高（粘结长度增加）而增加，但实际上如果粘结长度已经足够长，FRP脱胶时的应力水平不会随着粘贴长度的增加而增加；（2）式中（s cf+w cf）表示只要纤维宽度和间距之和一定，承载力与粘贴纤维片数量多少无关（如图2c中，若以相同的间距（s cf+w cf）分别粘贴两片与三片的承载力计算

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结果一样）。可见容易造成误导。

建议将公式⑵修正为下式： V b ，cf =2φi cf n cf w cf t cf ε

cf ，v E cf

（i cf ≤h cf /（w cf +s cf ）） （4）

式中，i cf 为与剪切裂缝相交的有效粘贴的纤维片材的片数。

本工程中按竖直U 形方式粘贴一层碳纤维布，为了保证足够的抗剪承载力，取碳纤维片材条带净间距s cf =0，其承担的剪力为V b ，cf 。

E ～

F 跨梁：h cf =800mm ，λ=3.0，则V b ，cf =1.453105

N D ～E 跨梁：h cf =500mm ，λ=3.0，则V b ，cf =0.9063105N 3.3加固前抗剪承载力V b ，rc 和加固后抗剪承载力的提高百分比 加固前抗剪承载力V b ，rc 按如下规范公式[6]

计算。计算结果见表1。

o sv yv o cb rc b h s

A f h f V 25.15.12

.0,++=

λ （5）

根据裂缝情况确定各梁端竖直粘贴碳纤维片材总宽度ιo （如图2c ），为保证有足够的竖直碳纤维布与斜裂缝相交，取ι

o

≥h cf （见表1）。最后在纤维上端贴上压条，使斜裂缝末端处有纵横纤维作用，以应对

该处的复杂应力状态。

可见,粘贴碳纤维布使梁的抗剪承载力提高了43%～62%。 4、结语

连续梁抗剪工作机理与简支梁不同，建议将连续U 形粘贴抗剪加固形式按侧面粘贴形式考虑，以保证加固设计的可靠性。

参考文献 1 GB50292－1999 民用建筑可靠性鉴定标准

2 中国工程建设标准化协会标准《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程（征求意见稿）》2000 3

GBJ10－89 混凝土结构设计规范

碳纤维复合材料(CFRP)加固技术在南京新街口百货商店改造工程中的应用

陈朝晖李方政

1、前言

碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforce Plastic）加固修复混凝土结构技术是将碳纤维这种高性能纤维材料应用于土木工程，利用与其相配套的树脂类粘结剂（建筑结构胶）将碳纤维粘贴到结构或构件需要加固的部位表面，形成复合材料体（CFRP），通过其与结构或构件的协同工作，来提高结构或构件的承载力和延性的一种新型加固工法。该工法与传统的结构加固技术相比，以其轻质高强、耐腐蚀性和耐久性强、施工便捷、结结构影响较小等优点，广泛应用于国内外结构加固改造工程中。

2、加固方案设计依据

碳纤维材料加固混凝土构件，通常有以下几种方式：①沿构件主轴方向粘贴碳纤维，以提高构件正截面的抗弯能力；②沿与构件主轴垂直方向粘贴碳纤维，由碳纤维与原有箍筋共同分担剪力以提高构件的抗剪承载力；③沿与构件主轴垂直方向粘贴碳纤维以改善加固部位的延性，提高其抗震性能。目前在国内工程中应用最多的是第一种方式，即加固修复提高梁板正截面承载能力，使之满足使用功能要求。

南京新街口百货商店一期改造工程中，经过现场勘察和设计计算，发现结构第1层、第2层和第5层由于使用功能的改变，局部梁抗弯承载力无法满足使用要求，经方案比较，采用在梁底通长方向粘贴碳纤维布，梁端附加碳纤维布条制成U字箍，既对梁底碳纤维布有较好的锚固作用，也提高了梁端部的抗剪承载力。局部改造平面如图1所示。

图1 南京新百一期改造平面（一层局部）

1－L003，3003700mm（已有，要加固）；2－L004，3003700mm（已有，要加固）；3－3003800mm（已有，要加固）；

4－原有大楼已竣工部分；5－圆筒部分不变

3、工程简化计算方法

3.1简化计算假定

根据平截面假定，碳纤维的应变略大于钢筋应变，为简化计算，可以近似认为碳纤维的拉应变等于钢筋拉应变，这种简化是偏于安全的。按受力相等的原则，可以将碳纤维布的面积转化为等效钢筋面积，即：

A se f y=?2A cfs2f cfs（1）

式中，A cfs、f cfs、A se和f y分别代表碳纤维布的面积、抗拉强度等效的钢筋面积和钢筋的抗拉强度；?为碳纤维布的强度折减系数。在工程应用中，对碳纤维的应变要加以限制也即控制碳纤维的实际拉应力，

13

14

建议取?=2/3。碳纤维布的面积A cfs 取其净面积，即：

A cfs = t cfs

B cfs n β （2）

式中，t cfs 、B cfs 、n 分别为碳纤维布的计算厚度（mm ）、幅宽（mm ）和加固梁中碳纤维布的粘贴层数；β为碳纤维布的粘贴层数的折减系数，因为粘贴层数越多，层间共同协调工作程度降低，仅粘贴一层时取β=1。文献[1]给出了粘贴层数多于一层时的β取值。

3.2施工参数设计

在做碳纤维布加固受弯构件正截面承载力设计时，分别根据不同的截面类型，按照钢筋混凝土结构受弯构件的正截面承载力设计公式，由外荷载的增加计算出所需补充受拉钢筋的面积。然后按式（1）、式（2）设计碳纤维布布的布置参数。

3.3等效配筋率的校核

碳纤维布的施工参数设计完后，还要满足截面等效配筋率的要求。 ρ＜ρ

ss ，max

（3）

式中ρ——等效配筋率；ρss ，max

——等效最大配筋率，

（4）

式中b 、h 、h o ——截面宽度、高度和有效高度； f y ——钢筋的抗拉强度；

A ss ——构件中原配受拉纵筋面积（A s ）与粘贴碳纤维布的等效钢筋面积（A se ）的总和，即 A ss = A s + A se ； [εcf

]——碳纤维布的允许拉应变，[ε

cf

]=2ε

u ，cfs

/3，

ε

u ，cfs

——为碳纤维布的极限拉应变。

4、碳纤维复合材料的选择

加固修复混凝土结构所用碳纤维材料主要有两种：碳纤维与配套树脂粘贴剂。碳纤维是高强度高弹性模量材料，强度是钢材的十几倍。建筑粘结剂种类繁多，选择与某种碳纤维布相容性好的粘结剂是关键。

与碳纤维相配套的树脂粘结剂一般由4部分组成。即底层粘结剂、找平材料、浸渍树脂和防护材料。底层粘结剂必须能渗透进混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的基础；找平材料用来修补结构表面的平整度，以便使用片材；浸渍树脂用以浸渍碳纤维片材在混凝土表面形成原位层板；防护材料用以保护碳纤维片材免受外界条件的影响，延长其使用寿命。树脂粘结剂的粘结强度应大于混凝土的拉伸剪切强度，且具有适宜的工作粘度，以便于施工操作。

经过多方面分析比较，选用德国EP0300碳纤维布，与其配套的粘结剂选用北京中煤矿山工程有限公司研制的JCT-6型碳纤维专用胶，其主要力学性能指标如表1、表2所列。

表1 碳纤维布（德国EP0300）的性能指标

]

[330033008.0;max ,cf y o c ss o ss h

f h f h b A ερρ+=?=

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表2 粘结剂(JCT-6型)的性能指标

5、本工程施工参数的设计

以本工程一层2号梁为例，梁长L=7.74m,原配受拉筋3φ25㎜（1472㎜2

），受压筋2φ22㎜（760

㎜2

）。由于营业面积的增加，使该梁线荷载增加至45KN/m ，以双筋正截面承载力计算，所缺受拉钢筋面积为271㎜2

，由式（1）取f cfs =3550MPa ，则粘贴等效碳纤维布的面积A cfs =35㎜2

。施工时采用德国EP0300碳纤维布，单层厚度为0.167㎜，幅宽为梁底宽300㎜，粘贴一层（面积57.8㎜2

）,即满足抗拉要求.等效配筋率ρ=0.54%，等效最大配筋率ρs ，max

=0.74%，即加固后属适筋梁。另外，端部设4道U 字箍为构造

锚固措施。梁加固方式如图2所示。

图2 梁加固方式示意图

(a)-立面；(b)－剖面1-梁底粘贴碳纤维布一层；2－梁端部U 字箍

6、施工工艺

6.1碳纤维复合材料加固混凝土结构施工工艺流程

混凝土结构表面处理→配制并涂刷底层粘结剂→面层找平处理→粘贴树脂的配制并侵润碳纤维布→粘贴碳纤维布→表面防护。

6.2施工要点

①混凝土表面的处理程度直接影响加固效果。表面要打磨平整直至露出新面，涂底层粘结剂前，再用丙酮清洗一遍。

②碳纤维布一定要用粘贴树脂浸润透，尽可能让粘结剂充分渗入碳纤维单丝之间的空隙中，提高各单丝之间的共同工作性能。

③浸润后的碳纤维布用手轻压贴于需要的位置，用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实，使树脂从两边溢出，保证碳纤维布与结构之间密实无空洞，或者有效粘贴面积不小于95%。

④碳纤维片材沿其纤维方向折直角会导致应力集中，影响其强度发挥。施工时将角部磨成圆角，可减缓应力集中，碳纤维布的强度基本不受影响。

7、施工效果

本工程自2001年4月竣工，投入正常使用近1年，没有出现任何质量问题，施工效果良好。

参考文献 1 赵彤，谢剑著.碳纤维布补强加固混凝土结构新技术.天津.天津大学出版社，2000 2

中国工程建设标准化协会标准《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程（征求意见稿）》

2000

钢筋混凝土框架梁粘碳纤维加固现场加载试验

徐德新刘小明余震徐芸王刚

1、工程概况

由于功能的改变，某国税局住宅楼部分钢筋混凝土框架荷载增加，原有截面及配筋不满足要求，为满足结构功能要求，需进行补强加固。经分析认为，采用碳纤维（CFRP）加固比较合理，采用碳纤维加固梁、板及柱，武汉大学及武汉长江建筑工程技术有限责任公司已进行了大量的试验研究，并已成功地应用于工程实际加固中，如广西工学院学生礼堂屋面板加固、湖北工学院体育馆的加固等。但由于该种新材料的研究及应用尚处于起步阶段，相应的技术规程尚未颁布实施，又因本次是对整栋大楼的加固，为进一步分析研究碳纤维加固后的性能，确保加固后结的可能性，我们对该楼中的两梁进行了粘贴碳纤维加固，并按设计院提供的荷载进行了现场加载试验研究。

2、试验材料

用于结构加固修补的碳纤维材料强度为普通建筑用钢的10倍左右，弹性模具与建筑用钢板在同一水平上并略有提高，是一种很好的结构加固修补材料。实际加固修补用面碳纤维材料为碳纤维织物，并有各种不同型号与尺寸。本次试验用CFRP及粘贴结构胶YZJ，其性能见表1、表2。

表1 结构加固修补用碳纤维材料L300-C主要性能指标

表2 粘贴CFRP用长江牌（YZJ）建筑结构胶力学性能

3、计算分析

采用碳纤维加固梁极限承载力的计算与普通混凝土梁有所不同。基本假定为：⑴梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变符合平截面假定；⑵混凝土、钢筋的应力-应变关系按现行国家规范取用；⑶不考虑受拉区混凝土的作用；⑷碳纤维材料的拉应力取碳纤维材料弹性模量与其拉应变的乘积，即ζf=E fεfo根据上述假定，截面分布见图1，由平衡条件可得：

f㎝bx=fA s+f f A f （1）

M=η1η2f f A f（h-x/2）+fA s（h o-x/2）（2）

其中，η1为碳纤维材料强度折减系数，根据我们对9根混凝土梁粘贴碳纤维试验，可偏于安全取η1=0.6～0.8；η2为碳纤维材料与原有钢筋的共同工作系数，加固构件属于二次受力结构，若原结构受力太大，碳纤维材料就不易达到强度设计值。为使碳纤维材料尽早地参加工作，故在实际工程加固时应尽可能地卸载，否则，在设计时应根据具体情况乘以共同工作系数η2，η2可取0.8～1.0。本次加固前，已将大部分楼面板打掉。

按上述公式计算，为满足设计要求，KL307梁需粘一层碳纤维，L302梁需粘二层碳纤维，其尺寸每层为0.167㎜3200㎜33200㎜。

4、现场加载试验

16

17

4.1检测内容

根据设计院设计的加固图纸，对该住宅楼中

的两根框架梁进行现场加载试验，加载的两根梁名

称为：①8轴C～F轴跨KL307梁；②E轴2～4轴

跨L302梁，加载示意见图2。在对框架梁粘贴碳纤

维后，主要就以下内容进行测试：

⑴在荷载作用下混凝土、碳纤维的应变；

⑵在标准荷载作用下的挠度；

⑶在标准荷载作用下混凝土梁裂缝的开展情

况；

⑷在标准荷载作用下梁受压区高度的变化情况。

试验梁分5级加载，由于荷载较大，采用千斤顶及砂袋加载。

4.2应变片的位置

在试验梁最大弯矩处顶、底、侧面及碳纤维表面分别粘贴应变片，见图2。安装千分表或百分表，实测在各级荷载作用下的挠度、应变，并观察裂缝发展情况等。

图2 KL307、L302梁加载及测点布置示意图

(KL307梁的10号测点为受拉主筋)

粘贴碳纤维时，必须将混凝土表面打磨平整、清理干净；转角粘贴处（如U形箍）应打磨成圆弧状，以保证碳纤维布与混凝土有良好的粘结。现场裁剪碳纤维布，分段粘贴时搭接长度不小于100㎜，粘贴时用辊子滚压，挤出气泡。CFRP加固修补混凝土结构施工工艺与步骤见图3。

图4 KL307梁截面应变实测值图5 L302梁截面应变实测值

1－标准荷载，2－设计荷载 1－标准荷载，2－设计荷载

5、试验结果及分析

5.1截面沿梁高的应变分析

试验过程证明，碳纤维片材与梁底混凝土未出现分离现象，由KL307梁实测应变（表3）及平均应变分布（图4）、L302梁实测应变（表4）及平均应变分布（表5）表明，碳纤维片材加固后的梁，其平均应变的分布可以认为符合平截面假定。

5.2挠度分析

KL307梁、L302梁在加载过程中跨中荷载与挠度曲线见图6，在达到标准荷载时，实际挠度远远小于容许挠度，基本处于弹性状态，试验证明，未粘碳纤维梁与粘碳纤维梁相比，粘贴碳纤维的梁钢度增加，挠度减小。

图3 CFRP加固修补混凝土结构施工工艺与步骤

表3 KL307梁截面应变实测值 10-6

注：10号测点为受拉主筋

18

表4 L302梁截面应变实测值 10-6

图6荷载－挠度曲线

1－加载曲线，2－卸载曲线

5.3裂缝分析

根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）对未加固梁KL307进行了裂缝宽度的计算，计算结果为裂缝宽度达0.096mm。但对KL307梁在加载至标准值时，对梁截面下部进行了细致地观察和寻找，并没有发现裂缝，说明粘贴碳纤维后，延缓了梁的裂缝开展，或者说减小了裂缝宽度。

5.4受压区变化分析

由KL307梁的实测荷载和应变值（表3）可见，加荷前及加第一级荷载后，截面高度1/2（5号测点）处应变值为零，但从加第二级荷载后，载面高度1/2处应变值由零变为负值。受压区高度增加，这说明随着荷载的增加，碳纤维受力截面中和轴下移。随着荷载的增加，截面高度1/2处应变值基本稳定在-30310-6左右，说明碳纤维与混凝土梁完全共同工作，结构胶粘结可靠。

试验证明，在短期荷载作用下，碳纤维片材的粘贴仅满足弯矩图的要求，并没有出现碳纤维片材与混凝土分离的现象，但考虑荷载的长期效应，建议在大面积粘贴碳纤维用于梁、板的受弯加固时，碳纤维片材宜延伸至支座边缘。

6、结论

⑴使用碳纤维片材提高钢筋混凝土受弯构件承载力的补强加固方法是有效的。粘贴碳纤维片材后，试验梁的受弯承载力明显提高。碳纤维片材加固混凝土梁计算方法是可靠的、安全的，能满足工程设计的要求。

⑵碳纤维片材补强加固钢筋混凝土梁时，截面的平均应变仍然符合平截面假定。

⑶在混凝土梁底粘贴碳纤维片材后，构件的刚度增大，挠度减小，试验加载表明，混凝土梁加载达到标准值时，实测挠度远远小于容许挠度。

⑷采用碳纤维片材加固的梁，混凝土梁裂缝出现较晚，在标准荷载作用下，裂缝宽度减小，甚至不出现裂缝。

参考文献

1 丘清瑞，陈小兵，牟宏远.碳纤维材料（CFRP）加固修补混凝土结构新技术.工业建筑，1998，28（11）：1～5

2 王传志等主编.钢筋混凝土结构理论.北京：中国：中国建设出版社，1985.272～280

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浅谈混凝土结构耐久性问题

④ XXXXXXX（XX）现代远程教育 毕业设计（论文）题目：浅谈混凝土结构耐久性问题 学习中心：XXXXXX 年级专业：函授XXX 专升本 学生姓名：XXX 学号：XXXXXXXXX 指导教师：X X X职称：副教授 导师单位：威海职业学院 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院 论文完成时间：2012 年 6 月30 日

XXXXXXX（XX）现代远程教育 毕业设计（论文）任务书 发给学员xxx 1．设计(论文)题目：浅谈混凝土结构耐久性问题 2．学生完成设计(论文)期限：2012 年 1 月30 日至2012 年6 月30 日3．设计(论文)课题要求： 1）、重点论述提高我国中小型出口企业国际竞争力的对策 2）、论文字数不少于6000字。 3）、论文要求结构完整，思路清晰，论据缺凿，论点明确，有说服力。 4）、要从安全角度分析，从各个方面去论述。 5)、针对论文所重点阐述的内容，广泛查阅相关资料，为论文的写作奠定坚实的基础，提供有力的证据。 4．实验（上机、调研）部分要求内容： 如果条件具备，可深入企业进行实际调研，写出调研报告，为论文写作提供充分的素材 5．文献查阅要求： 广泛查阅与本文相关的文献材料，为论文写作奠定坚实的基础，通知注意文献材料的真实性。 6．发出日期：2012 年 1 月30 日 7．学员完成日期：2012 年 6 月30 日 指导教师签名： 学生签名：

摘要 混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。影响混凝土结构耐久性的因素有很多，本文通过从混凝土的渗透破坏、冻融破坏、侵蚀性介质的腐蚀、碱骨料反应、碳化和钢筋锈蚀六个方面论述了混凝土发生耐久性失效的原因及影响因素，对混凝土耐久性问题进行了研究。最终提出从混凝土材料的选择、结构设计和质量的生产控制三方面进行提高混土耐久性的处理措施。混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用，随着混凝土结构应用领域越来越广泛，大量的混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限，混凝土耐久性发生失效现象日趋严重。 关键词：混凝土；耐久性；影响因素；措施

提高混凝土结构耐久性的技术措施

提高混凝土结构耐久性的技术措施 混凝土结构的设计寿命要求一般为40~50年，有的要求上百年。而现实中，处于腐蚀环境中的混凝土远远达不到设计寿命要求，有的在15~20年就出现了钢筋锈蚀破坏，甚至不足五年就开始修复。此方面的花费是惊人的，已经是一个重大经济问题。因此，提高混凝土结构耐久性的意义是不言而喻的。 提高混凝土结构耐久性措施主要包括两大类：基本措施和补充措施。基本措施的基本内容是：通过仔细设计与施工，最大限度地提高混凝土本身的耐久性，在使用中保持低渗透性，以限制环境侵蚀介质渗透混凝土，从而预防钢筋锈蚀。 ①最大限度地改善混凝土本身性能，是提高混凝土结构耐久性的许多措施中最经济合理的。 （1）结构采用耐久性设计。 （2）提高混凝土保护层厚度和质量。 （3）采用高性能混凝土。 ②补充措施是指：环境侵蚀作用特别严重时，或设计、施工不当，单靠上述基本措施还不能保护混凝土结构必要的耐久性时，需要另外增加的其他防护措施。有以下几方面： （1）采用耐腐蚀钢筋。 （2）对混凝土进行表面处理。 （3）混凝土中掺加阻锈剂。 （4）电化学保护

结构设计 1、结构选型和细部设计 频繁地干温交替会加剧钢筋锈蚀，所以在结构选型和细部设计时，应昼限制混凝土表面、接缝和密封处积水，加强排水，尽量减少受潮和溅湿的表面积。 由于环境侵蚀介质在构件棱角或突出部分可以同时从多方面侵入混凝土，而凹入部分易积存侵蚀介质、应力异常，因此从提高混凝土结构耐久性角度出发，混凝土构件选型应力戒单薄、复杂和多棱角。预计腐蚀破坏严重的构件应便于检测、维护和更换。 2、控制裂缝 不可控制的裂缝包括混凝土塑性收缩、沉降或过载造成的裂缝，常为较宽的裂缝，应针对成因采取措施预防开裂，即使难以预料也应加以引导，使其发生于次要部位或便于处理的位置。 可控制裂缝是靠传统的结构设计知识，按结构几何尺寸与荷载可以合理预防和控制的裂缝。 七、提高海工混凝土耐久性的技术措施 国内外相关科研成果和长期工程实践调研显示，当前较为成熟的提高海洋钢筋混凝土工程耐久性的主要技术措施有： （1）高性能海工混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和新型高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，低缺陷，高密实、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土较高的抗

混凝土结构加固设计

混凝土结构加固设计 摘要：结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，我们结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要能科学的评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全的使用，那么，结构的加固将成为一项重要的工作。可以预见的是21世纪，人类建筑物还会以混凝土结构、钢结构、砌体结构等为主，现阶段我认为我们在结构的加固这方面的研究应该还以此为主要突破方向。 关键词：混凝土结构的加固砌体结构的加固钢结构加固混凝土结构加固篇混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。一、直接加固的一般方法有：1、加大截面加固法在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原

构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。2、置换混凝土加固法该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。3、有粘结外包型钢加固法外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。4、粘钢加固法钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构

混凝土结构耐久性浅谈

网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：混凝土结构耐久性浅谈 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：土木工程 年级： 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：2013 年11 月14 日

混凝土结构耐久性浅谈 内容摘要 混凝土由于其具有经济、耐久、节能等众多优点, 而成为重要的建筑材料, 其应用范围十分广泛。作为目前世界最大宗的人造建筑材料, 其在给人类带来巨大文 明进步的同时 , 也面临由此造成的严峻的资源、能源和环境问题。传统意义上的混 凝土由于自身结构材料和使用环境的特点, 还存在着严重的耐久性问题, 已不能满足混凝土行业的绿色可持续发展的要求。因此, 提高混凝土的耐久性是实现混凝土 环保化、节约化的积极有效措施。本文综述了耐久性对混凝土的重要意义, 并着重分析了影响混凝土耐久性的主要因素。最后介绍了目前世界上提高混凝土的耐久 性的研究结果以及目前国际上对混凝土的耐久性设计要求。 关键词：耐久性；混凝土；影响因素

混凝土结构耐久性浅谈 目录 内容摘 要 .................................................. ..................................................... ....................I 引言......................................... ......................................... ......................................... . 1 1 绪论......................................... ......................................... ......................................... . 2 1.1 混凝土耐久性问题的提出................................................... (2) 1.2 混凝土耐久性的概 念 .................................... ........................................ (2) 2 混凝土结构耐久性问题的分 析 ........................................... (3) 2.1 混凝土冻融破 坏 .................................... ........................................ (3) 2.1.1 破坏机 理 .......................... ............................. ............................. (3) 2.1.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2 混凝土渗透破 坏 .................................... ........................................ (4) 2.2.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3 碱骨料反 应 ..................................... ........................................ (5) 2.3.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4 混凝土的碳 化 .................................... ........................................ (6) 2.4.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (7) 2.5 钢筋锈 蚀 ..................................... ........................................ (7) 2.5.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (7) 影响因 素 ..........................

建筑结构加固工程施工质量及安全管理的研究

建筑结构加固工程施工质量及安全管理的研究 发表时间：2018-11-29T18:25:04.193Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：郭跃钢 [导读] 由工程实践可以得知，加固工程本身就是在结构已经破坏或满足不了承载力要求的情况下进行的 天津天一建设集团有限公司天津市 300384 摘要：由工程实践可以得知，加固工程本身就是在结构已经破坏或满足不了承载力要求的情况下进行的，其过程中还必不可少地要对原有结构进行凿打、开洞等操作，因此施工存在一定的风险。建筑结构加固工程的施工局限于原有建筑或在建工程之下，其施工质量和安全管理工作的开展也受建筑现场内外环境的重重约束。因此，若要提高建筑结构加固工程的施工质量和安全性，需要在结合建筑工程自身结构和施工特点的基础上，合理优化资源配置，制定切实可行的措施和方案，确保施工各环节的顺利开展。 关键词：建筑结构；加固工程；施工质量；安全管理 1建筑改造工程结构加固技术现状 1.1 建筑改造工程结构加固前期工作不到位 随着人们对建筑稳定性认识的增强，大力开展对建立多年的建筑进行改造工程结构加固活动，使得建筑结构加固成为热潮。但是目前，我国的建筑改造工程结构加固行为存在盲目性，缺乏前期的勘测工作，使得建筑加固缺乏依据。没有提前对建筑进行数据收集，没有就环境、自然因素、人为因素等方面展开调研，无法获得准确的信息数据，即对建筑的现有条件不清楚，没有通过科学的分析与探讨，却总结出建筑各个位置需要哪种加固方式，便盲目的对建筑进行结构加固，使得建筑的结构加固位置不合理，加固方法不适合，可能会破坏建筑的美观性、功能性，或者加固的效果不明显，既浪费了人力、物力、财力，也对建筑造成破坏，得不偿失。并且，相关技术人员对前期的监测工作不重视，不去准确的监测，致使数据的收集不符合建筑的本身情况，而由此制定的建筑改造工程结构加固与建筑不相适应，造成了加固行为错误，带来了不利的影响。同时，前期勘测的设备相对落后，没有先进的勘测设备做支持，没有投入大量资金来引进国内、外的设备，缺乏自主创新能力,不会根据勘测需求，进行设备自主改革与创新，现有的设备已经无法满足需求量，因此降低了勘测水平。这样不到位的前期清查、勘测工作，让后期的信息处理与改造施工受到了不同程度的影响，这样的一系列问题，急需相关部门处理与整顿。 1.2 增大截面加固法实际操作难度大 增大截面加固法是对钢筋混凝土建筑进行改造工程结构加固的主要方法之一，但目前存在着增大截面加固法技术实际操作困难、耗时长、精准度小等问题，直接限制了增大截面加固法的应用范围与功能。对建筑改造加固时，通过相关器械将钢筋混凝土与建筑本身相连，增加建筑主梁、侧壁等横截面积，使得受力面积增大，建筑主梁、侧壁承受的力被均分到总体面积上，而各个单位面积承受的力变小，从而达到建筑改造加固的作用。但是，钢筋混凝土与原建筑结合时，需要控制钢筋的规格、原建筑的焊接距离以及钢筋焊接的误差大小。实际操作时，对焊接的技术要求严格，但我国缺乏焊接技术精湛的技术人员，技术人员综合素质普遍较低，有限的专业水平与欠缺的实践能力，无法保持低误差操作，容易出现很多失误，造成焊接技术的失效，增大截面加固的效果不佳，既浪费了原材料，增加了结构加固的成本，也降低了建筑改造结构加固的效益。并且，缺乏先进的焊接等连接器械，导致连接加固耗时长，增大截面加固法的精确度难以提升，改造工程进度缓慢，不利于建筑改造工程结构加固的快速推广与发展。 1.3 植筋加固法技术欠缺 植筋加固法应用广泛，是对建筑进行植入普通钢筋，增加了抗震抗撞击功能，从而达到了建筑改造工程结构加固的目的。但仍存在着诸多不足之处，如对原建筑的打孔问题，需要确定加固位置，实施集中钻孔，而在钻孔过程中，对孔的大小、方向的准确度难以拿捏，一般只凭借技术人员的实践经验，缺乏科学的钻孔手段、合理的理论支持，致使钻孔误差大，后期的植筋操作不理想，结构加固效果不明显。而墙面打孔之后，没有及时的清理孔洞的灰尘，或者由于孔洞不光滑，灰尘在粗糙面里积留，不易于清理，使得后期的钢筋植入位置不准确，为植筋加固带来了不利影响。与此同时，在植筋时，通过锚钉胶控制钢筋的方向与植入长度，但可控的时间短。若对钢筋的方向不断调控时间过长，锚钉胶会在控制完成前将钢筋固定住，使得钢筋无法移动，除强行拆毁之外，不能继续进行结构加固改造。这样技术不成熟、实践问题较多的植筋加固法，限制了建筑工程结构改造的现代化进程，为建筑的安全增添了几多隐患与不利。 2建筑结构加固工程的施工质量管理 2.1 制定科学合理的施工方案 科学合理的施工方案是实现设计目的的基本保障，在制定施工方案时，首先应掌握设计意图和内容，认真研读结构检测报告；其次要对现场进行勘察，充分了解原设计结构受力情况，再结合建筑结构加固工程自身的特点，制定出一套科学合理且可行的施工方案。施工方案的制定必须围绕国家规范、加固方案和加固对象展开。 2.2 原材料检验和工具配备 加固所用原材料包括钢材、螺栓、焊条、水泥、砂、石、灌缝材料、粘合材料、碳纤维等材料，施工前必须进行检验并合格才能进场。加固设备、工具要进行检测检修，确保设备完好。 2.3 加强技术交底根据检测报告，加固方案，加固设计，施工方案向参加加固的所有操作人员进行详细的技术交底，说明加固的内容，方法，注意事项，质量安全标准等等，让作业人员心中有数，确保操作规范有序。 2.4过程检查 过程监督检查必不可少，每一道工序必须有书面验收，确保每一工序合格才能最终保证加固过程的质量。检查时做好隐蔽验收工作并保留相应影像资料，便于评估验收。 2.5 设置质量控制点 对加固工程各工序进行划分，并明确控制的内容，使质量目标明晰，便于质量控制。下面就常用的增大截面加固施工方法中设置质量控制点进行说明: 增大截面法是建筑结构加固工程中常见的加固方法。增大截面法适用于柱、梁、墙、基础等构件，简单易行。增大截面法

浅谈混凝土结构、砌体结构、钢结构加固设计

浅谈混凝土结构、砌体结构、钢结构加固设计 2009-10-22 10:50:08 作者：来源：建设工程教育网浏览次数：0 文字大小：【大】【中】【小】 摘要：结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，我们结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要能科学的评估结构 损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全 ... 摘要：结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，我们结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要能科学的评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全的使用，那么，结构的加固将成为一项重要的工作。可以预见的是21世纪，人类建筑物还会以混凝土结构、钢结构、砌体结构等为主，现阶段我认为我们在结构的加固这方面的研究应该还以此为主要突破方向。 关键词：混凝土结构的加固；砌体结构的加固；钢结构加固 混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。 混凝土结构加固篇 一、直接加固的一般方法有： 1、加大截面加固法 在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。 在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。 加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。 2、置换混凝土加固法

加固方式及适用范围

（一）混凝土结构加固技术 一、增大截面加固 增大截面加固法，也称为外包混凝土加固法，它是增大构件截面面积并增配钢筋，用以提高构件的承载力和刚度的一种直接加固方法。根据不同的加固要求，此法又可分为增大断面为主的加固和加配钢筋为主的加固,或者两者兼备的加固。 特点：采用增大截面法加固，结构可靠性好，结构承载力、刚度提高幅度大，增加了结构稳定性。但该法施工周期长；湿作业，往往需要停产；结构尺寸的增大可能影响使用功能；加固后易引起地震力的增加和薄弱层的转移，要注意结构自振频率的改变；施工时要注意接合面的处理。 适用范围：增大截面加固法的加固效果显著，适用范围较广，可用于加固梁、板、柱、墙、屋架等。 二、粘贴钢板加固 粘贴钢板法是在混凝土构件表面用建筑结构胶粘贴钢板，使其如同原构件受拉（受压）钢筋一样，参与混凝土构件共同工作，以提高构件承载力的一种加固方法。 特点：粘钢加固法施工简便、快速，增加原结构的重量较小，基

本不改变结构外形，不影响建筑使用净空。但打磨混凝土表面时，粉尘和噪声较大，为提高其耐久性，延缓胶层老化，防止钢板锈蚀，粘贴完工后，需在钢板及邻接混凝土表面进行防水防腐处理。 适用范围：粘贴钢板加固适用于承受静载作用的钢筋混凝土受弯、斜截面受剪、受拉及大偏心受压构件的加固。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规定的最小配筋率的构件加固。粘贴钢板加固一般用于长期使用的环境温度不超过60摄氏度、相对湿度不大于70%、无化学腐蚀且无放射性环境的地区。处于特殊环境（如高温、高湿、介质侵蚀、发射环境等）的混凝土结构，采用粘钢加固时，应采取特殊防护措施。 三、粘贴纤维增强复合材料加固 粘贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过树脂胶结材料将纤维增强复合材料粘贴于混凝土表面，通过两者的共同作用达到加固补强、改善受力性能的一种结构外部加固技术。用于建筑工程的纤维增强复合材料（简称FRP）主要是聚合物基复合材料，即由连续纤维和树脂基体复合而成。常用纤维种类有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维，常用树脂有环氧树脂、聚酯树脂和乙烯酯树脂。根据纤维种类的不同可将FRP材料分为三类：碳纤维增强复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）和芳纶纤维增强复合材料（AFRP）。 特点：首先，FRP最突出的有点是具有高比强度，即轻质高强，FRP加固基本不增加原结构重量、不影响结构外形。其次，FRP具有

GB50550-2010建筑结构加固工程施工质量验收规范

<建筑结构加固工程施工质量验收规范>(报批稿) 前言 本规范是根据原建设部建标[2003]102号文下达的任务和要求，由四川省建筑科学研究院会同有关的高等院校、科研、质监、施工等单位共同制订而成。 在制订过程中，规范编制组开展了各类结构加固施工方法的专题研究；进行了广泛的调查分析和重点项目的验证性试验；总结了近十五年来我国建筑结构加固工程的施工经验，并与国外先进的标准、规范进行了比较分析和借鉴。在此基础上以多种方式广泛征求了有关单位和社会公众的意见并进行了新加固材料和新施工工艺的试点应用和加固效果的评估。据此，还对主要问题进行了反复修改；最后经审查定稿。 本规范主要规定的内容有：建筑结构加固工程施工的基本规定、材料、混凝土构件增大截面工程、局部置换构件混凝土工程、混凝土构件绕丝工程、混凝土构件外加预应力工程、外粘或外包型钢工程、外粘纤维复合材工程、外粘钢板工程、钢丝绳网片外加聚合物砂浆面层工程、砌体或混凝土构件外加钢筋网-砂浆面层工程、砌体柱外加预应力撑杆工程、钢构件增大截面工程、钢构件焊缝补强工程、钢结构裂纹修复工程、混凝土及砌体裂缝修补工程、植筋工程、锚栓工程、灌浆工程、建筑结构加固工程竣工验收及有关附录。 本规范将来可能需要进行局部修订，有关局部修订的信息和条文内容将刊登在《工程建设标准化》期刊上。 本规范的黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。 本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释；由四川省建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。 为充实提高规范的质量，请各使用单位在执行本规范过程中，结合工程实践，注意总结经验，积累数据、资料，随时将意见和建议寄交成都市一环路北三段55号（四川省建筑科学研究院内）住宅和城乡建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会（邮编：610081；http:// https://www.wendangku.net/doc/9e5403461.html,/）。 本规范主编单位：四川省建筑科学研究院 本规范参编单位：同济大学 湖南大学 武汉大学 福州大学

混凝土结构耐久性设计与施工指南

中国土木工程学会标准CCES 01－2004 混凝土结构 耐久性设计与施工指南 Guide to Durability Design and Construction of Reinforced Structures 2004年1月

前言 鉴于工程安全性与耐久性对我国当前大规模土建工程建设的重要意义，中国工程院土木水利与建筑学部于2000年提出了一个名为“工程结构安全性与耐久性研究”的咨询项目，旨在联络国内专家，就我国土木和建筑工程结构安全性与耐久性的现状与亟待解决的问题进行探讨，并为政府部门提供技术政策方面的建议。考虑到混凝土结构的耐久性问题最为突出，而现行的设计与施工规范在许多方面又不能保证工程的耐久性需要，所以项目组决定联系各方专家，组织成立编审组，着手编写混凝土结构耐久性设计与施工的指导性技术文件，供工程设计、施工与管理人员使用。与此同时，国家建设部建筑业司和科技司也委托中国土木工程学会与清华大学土木系就建筑物耐久性与使用年限的课题进行研究。这份《混凝土结构耐久性设计与施工指南》，就是依托上述项目和课题，在国内众多专家的共同参与下编审完成的。环境作用下的混凝土结构劣化机理非常复杂，许多方面还认识不清，而且耐久性问题又具有相当大的不确定性与不确知性。在这种情况下，提出指南这样的指导性技术文件，可能更便于设计、施工人员能够结合工程的具体特点使用。《指南》的初稿、讨论稿和送审稿曾分别在2001年、2002年两次学术会议上和在会后广泛征求过意见并经多次修改。由于时间和认识上的限制，不足之处，有待今后定期补充。 2003年6月，中国土木工程学会报请国家建设部组织领导小组和专家组对指南送审稿进行审查和鉴定，并获得通过；经中国土木工程学会研究认定，本指南作为中国土木工程学会技术标准。 本指南将每年做局部修订补充，并发布于中国土木工程学会网站(https://www.wendangku.net/doc/9e5403461.html,)。 对指南在使用过程中发现的问题，请将意见和建议寄：清华大学土木系结构工程实验室（邮编100084，电子信箱Jiegou@https://www.wendangku.net/doc/9e5403461.html,）转有关编写人。 指南编审组 2003年

建筑结构加固方法汇总

建筑物加固技术概述 混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。 直接加固的一般方法有： 1、加大截面加固法该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。 2、置换混凝土加固法该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。 3、有粘结外包型钢加固法该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。 4、粘贴钢板加固法该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。 5、粘贴纤维增强塑料加固法除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。 6、绕丝法该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。 7、锚栓锚固法该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。 间接加固的一般方法有： 1、预应力加固法该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。 2、增加支承加固法该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。 与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有： 1、托换技术系托梁（或桁架，以下同）拆柱（或墙，以下同）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；适用于已有建筑物的加固改造；与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。 2、植筋技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

建筑结构加固工程竣工验收

建筑结构加固工程竣工验收 一建筑结构加固工程竣工验收程序和组织应符合下列规定:1.检验批和分项工程应由监理工程师组织施工单位专业技术负责人及专业质量负责人进行验收;2.子分部工程应由总监理工程师组织施工单位项目负责人和技术,安全,质量负责人进行验收;该加固项目设计单位工程项目负责人及施工单位部门负责人也应参加;3.各子分部工程竣工验收完成后,施工单位应向建设单位提交分部工程验收报告,建设单位收到报告后,应指派其加固工程负责人组织施工(含分包单位)设计,监理等单位负责人进行分部工程竣工验收;4.分部工程竣工验收合格后,建设单位应负责办理有关建档和备案等事宜;5.若参加竣工验收各方对加固工程的安全和质量有异议,应请当地工程质量监督机构协调处理. 二建筑结构加固工程的施工质量应按下列要求进行竣工验收:1.加固工程施工质量应符合本规范和相关专业验收标准的规定,以及加固设计文件的要求;2.参与加固工程施工质量验收的各方人员应具备规定的资格;3.加固工程质量的验收应在施工单位自行检查评定合格的基础上进行;4.隐蔽工程应在隐蔽前已由施工单位通知有关单位进行了验收,并已形成验收文件;5.涉及结构安全的检验项目,已按规定进行了见证取样检测,其检测报告的有效性已得到监理人员检查认可;6.加固工程的观感质量应由验收人员进行现场检查.其检查结果的综合结论已得到验收组成员共同确认. 三建筑结构加固子分部工程竣工验收时,应提供下列文件和记录:

1.设计变更文件; 2.原材料,产品出厂检验合格证和涉及安全的原材料,产品进场见证抽样复验报告; 3.结构加固各工序应检验项目的现场检查记录和检验报告; 4.施工过程质量控制记录; 5.隐蔽工程验收记录; 6.加固工程质量问题处理方案和验收记录; 7.其他必要的文件和记录. 四子分部工程合格质量标准应符合下列规定:1.子分部工程所含的各分项工程,其质量验收合格;2.质量控制资料完整;3.涉及安全的见证检验项目,其抽检结果符合本规范合格质量标准的要求;4.观感质量经验收组成成员共同确认合格. 五建筑结构加固工程施工质量不合格时,应由施工单位返工重做,并重新检查,验收.若通过返工后仍不能满足安全使用要求的加固工程,严禁验收.

混凝土结构耐久性设计与施工指南

中国土木工程学会标准CCES 01-2004 混凝土结构耐久性设计与施工指南 一、 《混凝土结构耐久性设计与施工指南》 CCES 01－2004的2005年修订版，已于2005年10月由中国建筑工业出版社正式出版 2005年修订版说明 根据《指南》第一版(CCES 01－2004)使用过程中征集到的意见、建议以及近期获得的新的信息，这一修订版对原有条文作了局部的修改、补充和必要的订正，并以单印本的形式正式发行，取代原先刊载于文集《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（中国建筑工业出版社2004年5月第一版）中的条文。与第一版相比，修订版增添了一些新的条文和附录，篇幅增加近40％。读者如欲继续使用指南第一版中的条文内容，请注意新的修订版中已作出的更改，后者可从以下网站查得： 中国土木工程学会 https://www.wendangku.net/doc/9e5403461.html, 2005年9月 二、 《指南》2005年修订版的主要修改内容 持有《指南》第一版的读者如欲继续使用或参考第一版的条文，请注意修订版中已作出的局部修改，其中与第一版有较大区别的，可下载修订版中的如下条文。至于修订版中的增加内容，可参阅新出版的指南，主要有：对于不同环境类别和作用等级下的混凝土原材料品种与用量的范围作了限定；对混凝土养护和钢筋保护层厚度的合格验收要求作了补充；新增了附录C（氯离子侵入混凝土过程的Fick模型）和附录D（后张预应力混凝土体系的耐久性要求）。 1 环境类别与环境作用等级 修订版对环境类别和环境作用等级有个别调整，相关条文如下，与之对应的第一版中条文为3.0.4条。

3.1.1 结构所处的环境按其对钢筋和混凝土材料的不同腐蚀作用机理分为5类（表3.1.1）。 表3.1.1 环境分类 类别 名称 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅴ1Ⅴ2Ⅴ3碳化引起钢筋锈蚀的一般环境 反复冻融引起混凝土冻蚀的环境 海水氯化物引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境 除冰盐等其他氯化物引起钢筋锈蚀的环境 其他化学物质引起混凝土腐蚀的环境: 土中和水中的化学腐蚀环境 大气污染环境 盐结晶环境 注：氯化物环境（Ⅲ和Ⅳ）对混凝土材料也有一定腐蚀作用，但主要是引 起钢筋的严重锈蚀。反复冻融（Ⅱ）和其他化学介质（Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅴ3） 对混凝土的冻蚀和腐蚀，也会间接促进钢筋锈蚀，有的并能直接引起 钢筋锈蚀，但主要是对混凝土的损伤和破坏。 3.1.2 环境作用按其对配筋（钢筋和预应力筋）混凝土结构侵蚀的严重程度分为6级（表3.1.2）。 表3.1.2 环境作用等级 作用等级 作用程度的定性描述 A B 可忽略 轻度

混凝土结构耐久性影响因素

浅谈影响混凝土结构的耐久性主要因素及防护措施随着混凝土的广泛应用，混凝土的耐久性也越来越受到人们的关注了，在实际工程中，混凝土工程质量的优劣对整个工程质量有着举足轻重的影响。混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪，发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些发达国家的混凝土桥使用了三四十年后，纷纷进入老化期。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下，出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象，如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们不容忽视的一个问题。 混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。结构耐久性问题主要表现为：混凝土损伤；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀；以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。从短期效果而言，这些问题影响结构的外观和使用功能；从长远看，则为降低结构安全度，成为发生事故的隐患，影响结构的使用寿命。下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。 影响混凝土耐久性的主要因素有这么几点： （1）抗冻失效。 原因：混凝土的抗冻性等级过低。寒冷地区，有较长的冰冻期，渗入到混凝土中的水结冰又融化，如此反复，使混凝土的裂缝不断扩大，导致结构慢性破坏作用。冻融的结果，加剧了碱-骨料反应、盐腐蚀的破坏作用。碱-骨料反应、盐腐蚀、冻融作用是混凝土结构的三大主要破坏因素，都因水进入混凝土内部引起。混凝土结构是多孔的，在塑性期或硬化初期会因水分蒸发造成早期开裂。在以后的使用过程中，早期产生的裂缝会随着反复荷载的冲击逐渐扩展。如果没有完善的防水系统，带有腐蚀性物质的水就会从孔隙渗入到混凝土中和从裂缝中流入到混凝土中。在混凝土内部产生的损害，它导致混凝土性质改变。 处理方法：1，调整配合比方法。主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：①选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3d抗压

关于建筑结构加固工程施工质量及安全管理

关于建筑结构加固工程施工质量及安全管理 随着我国建筑业的快速发展，结构加固技术应用范围不断扩大。由于结构加固补强可以避免部分建筑物不必要的拆除，具有减少能源消耗，使一些受损建筑在较短的时间恢复使用功能，所以广泛应用于建筑工程质量事故处理、危房加固、房屋改造及桥梁修复等方面。为充分发挥加固技术在工程领域的作用，更好地为社会服务，应切实做好加固工程质量及安全生产管理，确保加固工程安全可靠经久耐用。 标签：建筑结构;加固工程;施工质量;安全管理;分析 导言 建筑行业历来是我国的重要经济支柱。建筑物建设具有投资大、建设周期长、环境污染严重等特点。因此当建筑物出现结构问题时，首先应进行结构鉴定以确定结构问题的严重性。对于无法修复的重大结构问题从安全方面考虑应将建筑物予以弃用、拆除。而对于可以修复的结构问题则应在综合考虑安全性、耐久性、适用性的基础上采用经济、环保的方式进行加固修复。 1 建筑结构加固的作用和意义 建筑结构加固从本质上说就是采用各种施工方法，加强建筑物结构的稳定性。一个完整的建筑物，除了满足基本的使用要求外，还必须保障其自身的安全性。而在抗震设防标准实施以前建造的建筑物虽然可以继续使用，但其安全性已达不到标准要求。建筑结构加固不仅可以进行结构修复，还可提高建筑物结构的安全等级。有很多历史遗迹具有很高的研究和保存价值，可以利用加固技术使其流传后世。普通建筑物都有具体的设计使用年限，而由于结构老化等因素使得建筑物尚未达到设计使用年限就已经不能正常使用，造成了巨大的经济损失。建筑加固得重要作用就是增加建筑物使用寿命，合理节约社会资源[1]。 2 建筑结构加固技术的优点 建筑加固技术得以广泛应用是因为它兼顾了成本和收益。加固设计过程中要充分考虑周围构件是否受到影响。一般来说，如建筑物需要加固时可只对需要加固的部位单独加固。只有当局部加固达不到正常使用要求时，才进行整体加固。因此建筑加固技术具有施工成本低、环境污染小、加固周期短等优点。建筑结构加固技术的另一个优点是普适性。建筑结构加固技术不仅用于混凝土结构，还可应用于钢结构，砌体结构等。它基本上可以对各种结构形式建筑物进行加固改造，而且可以处理不同原因产生的结构缺陷。正常使用建筑物使用用途发生变化时或某一部位所受荷载发生变化时均可采用加固方法，在各种外在条件的影响下建筑物实际建造效果不理想也可采用加固方法。而老舊建筑物受各种自然因素的侵蚀，材料性能逐渐减弱所引起的结构老化和破坏也可进行加固修复[2]。

混凝土结构耐久性研究

混凝土结构耐久性 1.1 混凝土结构耐久性问题的重要性 钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，且一直被认为是一种非常耐久性的结构形式，其应用范围非常广泛。 然而，从混凝土应用于建筑工程至今的150年间，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足导致的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，尤其是钢筋的锈蚀而造成结构的早期损坏，丧失了结构的耐久性能，已成为实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失。耐久性失效是导致混凝土结构在正常使用状态下失效的最主要原因。 国内外统计资料表明，由于混凝土结构耐久性病害而导致的损失是巨大的，并且耐久性问题越来越严重。结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性，即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元，那么就意味着：发现钢筋锈蚀时采取措施将追加维修费5美元；混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元；严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。 因此，钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要也是迫切需要加以解决的问题，通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究，一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测，以选择对其正确的处理方法；另一方面可对新建项目进行耐久性设计，揭示影响结构寿命的内部与外部因素，从而提高工程的设计水平和施工质量。因此，它既有服务于服役结构的现实意义，又有指导待建结构进行耐久性设计的理论意义，同时，对于丰富和发展钢筋混凝土结构可靠度理论也具有一定的理论价值。 正因为混凝土结构耐久性的问题如此重要，近年来世界各国均越来越重视混凝土结构的耐久性问题，众多的研究者对混凝土结构耐久性展开了研究，取得了系列研究成果，而材料层面的成果尤为显著。迄今为止，已经形成了混凝土结构耐久性研究框架，如图1-1所示。本章将着重介绍混凝土结构耐久性研究中成熟的相关研究成果。 图1-1 混凝土结构耐久性研究框架 ?????????????????????????????????????????????????耐久性评估耐久性设计结构层次构件承载力的变化粘结性能衰退模型混凝土锈胀开裂模型构件层次钢筋锈蚀碱－集料反应冻融破坏氯盐腐蚀混凝土碳化材料层次工业环境土壤环境海洋环境大气环境环境层次混凝土结构耐久性

钢筋混凝土结构加固技术

钢筋混凝土结构加固技术 一、钢筋混凝土结构加固的背景 在过去的50多年间，我国的土木工程建设一直没有停过，并且发展很快，尤其是近几年，发展极为迅猛，整个中国几乎成了一个大的建设工地，新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路及桥梁、港口、航道及大型水利工程。 可是，在我们大搞土木基础建设的同时也应该关心已有建筑的维护问题，己有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏，甚至自然灾害，造成混凝土结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等，影响建筑物及构筑物的安全和使用功能，从而不得不考虑结构的修复加固问题。 当今社会在基础设施的管理和新建等各个方面都存在着一个可持续发展的问题。随着基础建设的不断发展，愈来愈多的建筑物和构筑物已进入或即将进入老龄化阶段，修复加固在建筑业中的比重逐年增加，人们预测，如果没有根本性的技术革新，不能充分重视这些问题，几十年以后社会将负担不了庞大基础设施的维修和管理费用。据权威机构调查，预计在今后的十年中我国的建筑业重点将逐步转向已有建筑的修复加固。 二、钢筋混凝土结构加固方法 当前，各种类型的钢筋混凝土结构，其构造是复杂多样的，在建筑工程中，钢筋混凝土结构的变更、追加、加固也成为很平常的问题，通过工程实践及设计经验，本文将一些加固方法进行总结比较。 1.碳纤维加固法 近年来，碳纤维材料以其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的日益关注，成为研究与应用的热点。工程实践和试验研究表明：采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固；可以有效约束混凝土的变形，增强耗能能力，从而使其承载能力及延性能力有很大的提高，可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高，弹性模量大，用于横向包裹钢筋混凝土柱时，可以有效提高柱的承载能力和延性性能，其作用机理体现在两个方面：一方面，碳纤维片材横向包裹，其作用类似受剪钢筋，协同钢筋承受剪力。由于碳纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度，相当于配筋率大大提高，使其抗剪承载力得以显著提高，斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善；另一方面，横向包裹碳纤维，还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用，当受压区混凝土达到峰值应力后，具横向膨胀变形急剧增大，碳纤维环向应变显著增大，环向约束力增大，这就使得混凝土应力—应变曲线的下降变得平缓，极限压应变得以提高，因而推迟了受压区混凝土的破坏过程，充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能，显著改善构件的延性。