1.粘贴碳纤维加固法适用范围
粘贴碳纤维加固法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固;采用该方法时要求被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝士强度等级不得低于 C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。该方法不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件加固。
2.参考规范和图集
规范《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)
3.材料要求
采用粘贴碳纤维加固法时，对碳纤维材料本身的性能要求详见《混凝土结构加固规范》(GB50367)4.3节的内容;对粘贴用结构胶的要求详见国家标准《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》(GB50728)4.2.2条的要求。
3.1.碳纤维材料要求
1.《混加规》4.3.1条:纤维复合材的纤维必须为连续纤维，其品种和质应符合下列规定:
①承重结构加固用的碳纤维，应选用聚丙烯腈基不大于15K的小丝束维。
②承重结构加固用的芳纶纤维，应选用饱和吸水率不大于4.5%的对位产香族聚酰胺长丝纤维。且经人工气候老化5000h后，1000MPa应力作用下的蠕变值不应大于 0.15mm。
③承重结构加固用的玻璃纤维，应选用高强度玻璃纤维、耐碱玻璃纤维或碱金属氧化物含量低于0.8%的无碱玻璃纤维，严禁使用高碱的玻璃纤维和中碱的玻璃纤维。
④承重结构加固工程，严禁采用预浸法生产的纤维织物。
注意：承重结构加固用的碳纤维，应选用聚丙烯腈基不大于 15K 的小丝束纤维承重结构加固工程，严禁采用预浸法生产的纤维织物。(着重学习1、4两条为生产要求)
3.2纤维复合材弹性模量
1.《混加规》4.3.5条:纤维复合材的弹性模量及拉应变设计值应按表 4.3.S采用。
2.根据现行《混凝土结构设计规范》：6.2.1条4款 纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01。4.2.5条??普通钢筋和预应力筋的弹性模量
注意：推荐碳纤维材料的原因:
1弹性模量相似。其中碳纤维高强度1级的弹性模量与钢筋的弹性模量数值相同，碳纤维高强度I、Ⅲ 级的弹性模量与钢筋的弹性模量值相近。
2 拉应变的设计值:小变形的状态下，钢筋和碳纤维可以发生的允许拉应变。碳纤维极限拉应变，重要构件(柱、主梁、剪力墙等)为0.007，一般构件(板、次梁)为 0.01，其与纵向受拉钢筋的极限拉应变接近。
可以看出，碳纤维的弹性模量与极限拉应变与钢筋是相近的，这样在使用碳纤维材料时可以近似将其看作抗拉强度较高的钢板即可,便可以直接使用混凝土规范中的相关公式，计算简便，安全性能高。其他纤维材料都没有像碳纤维材料这样优良的性能。
3.3纤维复合材强度
1.《混加规》4.3.4条:不同品种纤维复合材的抗拉强度设计值，应分别按表 4.3.4-1、表 4.3.4-2 及表 4.3.4-3 采用。
材料性质概述:
1.高强度、高弹模量:是三级钢设计强度的6倍;
2.裁剪方便:100mm、150mm、200mm 及其他工程所需的宽度:
3.不防火、不耐高温:长期适用环境温度不高于60℃(结构胶的长期适用环境温度也不高于60℃);
4.厚度薄、重量轻:0.167mm(300g/m2)、0.111mm(200g/m2):
5.仅抗拉、不能抗压。
重点:碳纤维复合材的抗拉强度设计值按表 4.3.4-1采用:
4、纤维复合材与所选用结构胶匹配问题
1.《混加范》的4.3.6条:对符合安全性要求的纤维织物复合材或纤维合板材，当与其他结构胶粘剂配套使用时，应对其抗拉强度标准值、纤维复会材与混凝土正拉粘结强度和层间剪切强度重新做适配性检验。
2.《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》的8.1.4条:纤维复合材的安全性鉴定必须与所选用的配套结构胶同时进行。若该品牌纤维拟与其他品牌结构胶配套使用，应分别按下列项目重作适配性检验:
①纤维复合材抗拉强度;
②纤维复合材与混凝土正拉粘结强度:
③纤维复合材层间剪切强度。
注意：
(1)对符合安全性要求的纤维织物复合材或纤维复合板材，当与其结构胶粘剂配套使用时不会出现上述问题，当与其他结构胶粘剂配套使用时，按照《混加范》的 4.3.6 条:对符合安全性要求的纤维织物复合材或纤维复合板材当与其他结构胶粘剂配套使用时，应对其抗拉强度标准值、纤维复合材与混凝土正拉粘结强度和层间剪切强度重新做适配性检验。
(2)若该品牌纤维拟与其他品牌结构胶配套使用，根据《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》的 8.1.4条，应分别按下列项目重作适配性检验:1、纤维复合材抗拉强度;2、纤维复合材与混凝土正拉粘结强度;3、纤维复合材层间剪切强度。
5、结构胶的要求
1.《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》 4.2.2条1款;结构胶的基本性能应分别符合表4.2.2-2的要求。
注意：碳纤维布粘贴后正拉粘结强度指标:
①与混凝土粘贴 >2.5MPa;
②与钢板黏贴 ≥3.5MPa
6、设计规定
1.本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。本方法不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件加固。
2.被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于 C15,且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于 1.5MPa.
3.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应力作用。
4.粘贴在混凝土构件表面上的纤维复合材,不得直接暴露于阳光或有害介质中，其表面应进行防护处理。
5.采用本方法加固的混凝土结构，其长期使用的环境温度不应高于60℃
6.采用纤维复合材对钢筋混凝土结构进行加固时,应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。
注意：（略）
7.计算公式讲解
7.1正截面受弯加固计算
在矩形截面受弯构件的受拉边混凝土表面上粘贴纤维复合材进行加固时(图1.4.1)，其正截面承载力应按下列公式确定:
注意：（略）
7.2正截面受弯加固计算注意事项（略，如有需要可以阅读专刊）
(1)加固后界限受压区高度的取值（略）
注意：（略）
(2)计算粘贴面积与实际应粘贴面积A,的换算（略）
注意：（略）
(3)粘贴延伸长度的计算
注意：（略）
7.3斜截面抗剪加固计算
(1)《混加规》10.3.3 条:
采用加锚封闭箍或其他U形箍对钢筋混凝土梁进行抗剪加固时，其斜截面承载力应符合下列公式规定:
V≤Vb0＋ Vbf | (10.3.3-1) |
式中：
Vb0——加固前梁的斜截面承载力(kN)：
Vbf——粘贴条带加固后， 对梁斜截面承载力的提高值(kN)；
?f——受剪加固采用的纤维复合材抗拉强度设计值（N/mm2） ， 应根据纤维复合材的抗拉强度设计值乘以调整系数0.56确定；当为框架梁或悬挑构件时， 调整系数改取0.28；
Af—— 同一截面处的材料面积， Af＝ 2nfbftf， nf为条带粘贴的层数， bf和tf分别为条带宽度和条带单层厚度；sf——纤维复合材条带的间距(mm)。
hf——梁侧面粘贴的条带竖向高度(mm)；对环形箍， 取hf＝ h
（2）ψ vb取值的说明
根据现试验资料和工程实践经验， 对垂直于构件轴线方向粘贴的箍板， 按被加固构件
的不同剪跨比和箍板的不同加锚方式， 给出了抗剪强度的折减系数ψ vb值。
8、构造要求
1.《混凝土结构加固设计规范》中10.2节和10.9节中改造要求如下:
(1)条文10.2.10:钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载力扪高幅度，不应超过 40%，并应验算其受剪承载力，避免因受弯承载力提高后而导致构件受剪破坏先于受弯破坏。
注意：为了满足设计要求“强剪弱弯”，避免出现“强弯弱剪”，发生脆性破坏,因此要满足“正截面受弯承载力提高幅度，不应超过 40%”
(2)条文10.2.11:纤维复合材的加固量，对预成型板，不宜超过2层对湿法铺层的织物，不宜超过4层，超过4层时，宜改用预成型板，并采取可靠的加强锚固措施。
(3)条文10.9.1:对钢筋混凝土受弯构件正弯矩区进行正截面加固时其受拉面沿轴向粘贴的纤维复合材应延伸至支座边缘,且应在纤维复合材的端部(包括截断处)及集中荷载作用点的两侧，设置纤维复合材的形箍(对梁)或横向压条(对板)
(4)正弯矩区纤维复合材的锚固
条文 10.9.2;当纤维复合材延伸至支座边缘仍不满足本规范第 10.2.5条延伸长度的规定时，应采取下列锚固措施:
①对梁,应在延伸长度范围内均匀设置不少于三道U形箍锚固(图 1.4.3)其中一道应设置在延伸长度端部。U形箍采用纤维复合材制作;U形箍的粘贴高度应为梁的截面高度;当梁有翼缘或有现浇楼板，应伸至其底面。U形箍的宽度，对端箍不应小于加固纤维复合材宽度的2/3，且不应小于150mm;对中间箍不应小于加固纤维复合材条带宽度的1/2，且不应小于100mm。U形箍的厚度不应小于受弯加固纤维复合材厚度的1/2。
注意：U 形箍的材料应与加固材料保持一致，ú 形箍的高度是从梁底到板底的高度。
②对板，应在延伸长度范围内通长设置垂直于受力纤维方向的压条(图1.4.4)。压条采用纤维复合材制作。压条除应在延伸长度端部布置一道外，尚宜在延伸长度范围内再均匀布置1道~2道。压条的宽度不应小于受弯加固纤维复合材条带宽度的 3/5,压条的厚度不应小于受弯加固纤维复合材厚度的 1/2。
③当纤维复合材延伸至支座边缘,遇到下列情况,应将端箍(或端部压条)改为钢材制作、传力可靠的机械锚固措施:可延伸长度小于按公式(10.2.5)计算长度的一半、加固用的纤维复合材为预成型板材。
(5)负弯矩区纤维复合材的锚固
条文10.9.3当采用纤维复合材对受弯构件负弯矩区进行加固时，应采取下列构造措施:
①支座处无障碍时，纤维复合材应在负弯矩包络图范围内连续粘贴;其延伸长度的截断点应位于正弯矩区，且距正负弯矩转换点不应小于1m。
②支座处虽有障碍，但梁上有现浇板，且允许绕过柱位时，宜在梁侧4倍板厚(h)范围内，将纤维复合材粘贴于板面上(图1.4.5)。
(6)斜截面加固的构造要求
条文10.9.6当采用纤维复合材对钢筋混凝土梁或柱的斜截面承载力进行加固时，其构造应符合下列规定:
①宜选用环形箍或端部自锁式U形箍;当仅按构造需要设箍时，也可采用一般 U 形箍:
②当环形箍、端部自锁式U形箍或一般 U 形箍采用纤维复合材条带时,其净间距srn不应大于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定的最大箍筋间距的 0.70倍，且不应大于梁高的0.25 倍:
③当梁的高度 h大于等于 600mm 时，应在梁的腰部增设一道纵向腰压带必要时，也可在腰压带端部增设自锁装置。
(7)条文10.9.9:当采用U形箍、L形纤维板或环向围束进行加固而需在构件阳角处绕过时，其截面棱角应在粘贴前通过打磨加以圆化处理。梁的圆化半径r，对碳纤维和玻璃纤维不应小于20mm;对芳纶纤维不应小于15mm:柱的圆化半径，对碳纤维和玻璃纤维不应小于25mm;对芳纶纤维不应小于20mm。
9、某工程楼板粘贴碳纤维加固案例解析
1工程概述
在某工程案例中，由于建筑功能发生变化，楼板活荷载增大，通过计算复核，既有楼板配筋中，部分楼板上铁钢筋配筋不足，需要进行加固，加固方式采用粘贴碳纤维法进行加固;加固计算采用设计软件计算和EXCEL表格分别进行。
2.工程加固要求
(一)经承载力复核，1轴~6轴X方向支座上铁需要加固，支座最大负弯矩为 19.2KN*m/m。
(二)经承载力复核，B轴Y方向支座上铁需要加固，支座最大负弯矩为13.0KN*m/m。
略
3软件计算步骤(YK)-
3.1模板参数设置
参数设置不变与上节相同，注意双向板计算方法选择塑性算法
3.2操作步骤（略）
3.3.鉴定计算
这一步鉴定计算的结果,和工具栏中的计算结果是一样的(红色框选处)算出来的结果是楼板荷载增加之后的新荷载所需要的总配筋,包括原有的配筋和新增的配筋。
另外可以计算楼板的支座、跨中弯距，这个值是为手算或者为用Excel表格计算做的一个前提准备。
3.4.鉴定计算完成后，查看鉴定结果。
在鉴定结果中，软件会在配筋不足的位置处标出。其中，491mm2是原有楼板的配筋，0.41%是原有的楼板的配筋率。括号里边是指如果要达到现在楼板的承载力要求，需要配到575mm2。另外，这些数值都是一延米配筋面积的要求。
4.设定加固方法（略）
5.加固计算。
直接显示出来的就是计算结果。可以将结果导出为CAD图纸，方便加固时对照参考。
6、EXCEL表格计算（见附件电子版）
以上位置为例，这个支座位置原有的配筋是491mm平方，支座处弯距是19.2kN*m/m，数值211的含义是这个位置需要配三级高强碳纤维布21.1mm2/m。注意单位是 mm2/m。
6.1、表格概述（略）
6.2、表格详解
1.第一行是楼板信息，按照实际数据填写即可。需要参与计算的数据要准确填写，表格里黄色填充的单元格是可以自动生成的。
2.第二行和第三行分别为为混凝土和钢筋信息，其中参数按照规范查表可得。
3.第四行是碳纤维材料参数的输入。在Y爪软件部分，选用了三级高强碳纤维布，所以，这里也选择三级，和软件保持一致;其中厚度和层数是不参与计算的，它只和我们实配多少的面积相关，输的多少，并不影响计算值。材料抗拉强度设计值与材料等级相对应;楼板是一般构件，抗拉应变设计值取0.01，如果是重要构件，取0.007。楼板加固通常需要卸载作业，可不考虑次受力影响。
4.在上述参数输入完成后，会直接计算出结果。结果显示需要补强碳纤维复合材有效截面积 20.42mm?，同 YK 软件计算结果 21.1mm?相比，误差不足5%，比较精确。
如何保证计算结果可以用，其实还需要关注三个点:首先，是保证混凝土相对受压区高度满足要求,即梁的最大受压区高度不超限,梁或者板受弯构件不超筋;其次，是看混凝土受压区实际高度取值，要保证大于两倍的受压钢筋保护层厚度 a，对于楼板来说a一般是 20mm;但同上节讲过的，如果不考虑受压钢筋的抗弯贡献，就不用管这一条，a'值取0。最后，看碳纤维确定利用系数q:的计算值，如果这个值大于1，:实际取值为1。如果满足以上三点,那么就认为结果是可靠的。
再来验算B轴Y方向处的支座，将此处的最大负弯矩和配筋值带入exce表格，YIK软件里算出来是31.4，Excel表格算出的结果为31.52，误差很小不足1%，说明这个表格是可靠的。
