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CECS146-2003 碳纤维材加固混凝土结构技术规程

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@ 筑 龙 网 www.sinoaec.com 《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》 资料编号：CECS146-2003
CECS 146:2003
中国工程建设标准化协会标准
碳纤维片材加固修复混凝土结构
技术规程
Technical specification for strengthening concrete structures with carbon
fiber reinforcea polymer laninate
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中国工程建设标准化协会标准
碳纤维片材加固修复混凝土结构
技术规程
Technical specification for strengthening concrete structures with carbon
fiber reinforcea polymer laninate
CECS 146:2003
主 编 单 位：国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心
副主编单位：四 川 省 建 筑 科 学 研 究 院
批 准 单 位：中 国 工 程 建 设 标 准 化 协 会
施 行 日 期：2 0 0 3 年 5 月 1 日
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2002 北 京
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前 言
根据中国工程建设标准化协会(98)建标协字第 13 号文的要求，由国家工业建筑
诊断与改造工程技术研究中心(冶金工业部建筑研究总院)和四川省建筑科学研究院
会同有关单位共同编制了本规程。
本规程包括总则、术语及符号、材料、加固设计计算方法和构造要求、施工、
检验与验收以及附录等内容。本本是在总结近年来国内各高校和科研单位的研究成
果以及各设计、施工施工单位采用炭纤维片材进行结构加固的实践经验，参考国外
大量相关资料，并进行了大量试算和调研的基础上研制的。
根据国家计委计标[1986]649 号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织
推荐性工程建设标准试点工作的通知》要求，现批准协会标准《碳纤维片材加固溡
结构技术规程》，编号为 CECS146︰2003，推荐给工程设计、施工、使用单位采用。
本规程由中车工程建设标准化协会建筑物鉴定与加固委员会归口管理，由国家工业
建筑诊断与改造工程技术研究中心（北京市海淀区西土城路 33 号中冶集团建筑研究
总院内，邮编：100088）负责解释。在使用中如发现需要修改或补充之处，请将意
见和资料径寄解释单位。
主编单位：国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心
副主编单位：四川省建筑科学研究院
参编单位：清华大学、中国电子工程设计院、中国建筑科学研究院、同济大学、
武汉钢铁(集团)公司、西安建筑科技大学、武汉大学、东南大学、
江苏省建筑科学研究院、上海加固建筑材料有限公司
主要起草人：岳清瑞 叶列平 罗苓隆 陈小兵 李 荣 娄 宇 胡孔国
陈 瑜 颜子涵 陈义军 张 誉 张小冬 马永欣 高作平
张继文 张 轲 毛星明 沈 琨 顾瑞南 杨勇新 涂庆胜
中国工程建设标准化协会
2003 年3月31 日
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目 次
前 言 .......................................................... 3
1 总 则 .......................................................6
2 术语、符号 ..................................................... 6
2.1 术 语..................................................... 6
2.2 符 号..................................................... 7
3 材 料 .......................................................8
3.1 材料种类及一般要求 .......................................... 8
3.2 碳纤维片材 .................................................. 8
3.3 配套树脂类粘结材料 .......................................... 9
3.4 表面防护材料 ............................................... 10
4 设 计 规 定 ................................................... 10
4.1 一 般 规 定 ................................................ 10
4.2 一般构造要求 ............................................... 11
4.3 受 弯 加 固 ................................................ 12
4.4 受 剪 加 固 ................................................ 18
4.5 柱的抗震加固 ............................................... 20
5 施 工 规 定 ................................................... 21
5.1 一 般 规 定 ................................................ 21
5.2 施 工 准 备 ................................................ 21
5.3 表 面 处 理 ................................................ 21
5.4 涂刷底层树脂 ............................................... 22
5.5 找 平 处 理 ................................................ 22
5.6 粘贴碳纤维片材 ............................................. 22
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5.7 表面防护 ................................................... 23
5.8 施工安全及注意事项 ......................................... 23
6 检验与验收 .................................................... 23
附录 A 碳纤维片材配套树脂类粘结材料与混凝土的正拉粘结强度测定方法 24
A.1 适 用 范 围 ................................................ 24
A.2 试验设备和试样 ............................................. 24
A.3 试 验 条 件 ................................................ 26
A.4 试 验 步 骤 ................................................ 26
A.5 试 验 结 果 ................................................ 26
附录 B 碳纤维片材加固混凝土结构施工质量现场检验方法.............. 28
B.1 适 用 范 围 ................................................ 28
B.2 试验设备和试样 ............................................. 28
B.3 试 验 步 聚 ................................................ 29
B.4 试 验 结 果 ................................................ 29
本规程用词说明 ................................................... 31
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1 总 则
1.0.1 为使采用碳纤维片材加固修复混凝土结构技术做到技术先进、安全适用、经
济合理、确保质量，制定本规程。
1.0.2 本规程适用于房屋和一般构筑物的混凝土结构加固修复设计、施工和验收；
铁路工程、公路工程、港口工程和水利水电等工程混凝土结构的加固修复及砌体结
构、木结构加固修复中的共性技术问题，可参照本规程的有关规定执行。
1.0.3 采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构的设计、施工及验收，除应符合本
规程的规定外，尚应遵守国家现行有关标准和规范的规定。
1.0.4 采用粘贴碳纤维片材加固修复的混凝土结构，长期使用环境温度不应高于
60℃。对处于特殊环境(腐蚀、放射、高温等)下的混凝土结构采用碳纤维片材进行
加固修复时，还应遵守相应的国家现行有关标准和规范的规定，并应采取相应的防
护措施。
1.0.5 采用碳纤维片材加固修复混凝土结构前，应按照国家现行有关标准和规范对
原有结构进行检测鉴定或评估。
1.0.6 采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时，应由对该加固修复方法有经验
的设计人员进行设计，并应由专业施工队伍进行施工。
2 术语、符号
2.1 术 语
2.1.1 碳纤维片材 Carbon Fiber Reinforced Polymer Laminate
碳纤维布和碳纤维板的总称。
2.1.2 碳纤维布 Carbon Fiber Sheet
碳纤维布为连续碳纤维单向或多向排列、未经树脂浸渍的布状碳纤维制品。
2.1.3 碳纤维板 Carbon Fiber Plate
碳纤维板为连续碳纤维单向或多向排列、并经树脂浸溃固化的板状碳纤维制品。
2.1.4 底层树脂 Primer
用于基底处理的树脂。
2.1.5 找平材料 Putty Fillers
用于对加固构件表面进行找干处理的材料。
2.1.6 漫溃树脂 Saturating Resin
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用于粘贴井浸透碳纤维布的树脂。
2.1.7 粘结树脂 Adhesives
用于粘贴碳纤维板的树脂。
2.2 符 号
2.2.1 作用效应和抗力
M——弯矩设计值；
i
M——加固前受弯构件计算载面上实际作用的实始弯矩；
b
V——梁的剪力设计值；
c
V——柱的剪力设计值；
cf
σ
——碳纤维片材的拉应力；
cf
ε
——碳纤维片材的拉应变；
i
ε
——考虑二次受力影响时，加固前构件在初始弯矩作用下，截面受拉边缘混凝
土的初始应变；
cfv
ε
——达到受剪承载能力极限状态时碳纤维片材的应变。
2.2.2 材料性能
cf
E——碳纤维片材的弹性模量；
cfk
f——碳纤维片材的抗拉强度标准值；
cf
f——碳纤维片材的抗拉强度设计值；
cfu
ε
——碳纤维片材的极限拉应变；
][ cf
ε
——碳纤维片材的允许拉应变；
cf
τ
——碳纤维片材与混凝土间的粘结强度设计值。
2.2.3 几何参数
cf
A——受拉面上粘贴的碳纤维片材的截面面积；
cf
b——受拉面上粘贴的碳纤维片材的宽度；
cf
h——侧面粘贴碳纤维片材的高度；
0cf
h——侧面粘贴碳纤维片材的截面面积形心至受压区外边缘的距离；
d
l——碳纤维片材从强度充分利用截面向外延伸所需的粘结长度；
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cf
s——碳纤维片材条带的净间距；
cf
t——单层碳纤维片材的厚度；
cf
ω
——碳纤维片材条带的宽度。
2.2.4 计算系数及其它
m
k——碳纤维片材厚度折减系数；
cf
n——碳纤维片材的粘贴层数；
ϕ
——碳纤维片材受剪加固形式系数；
υ
——碳纤维片材的有效约束系数；
cfb
ξ
——碳纤维片材达到其允许拉应变与混凝土压坏同时发生时的界限相对受
压区高度；
b
λ
——梁受剪截面的剪跨比；
c
λ
——柱的剪跨比；
v
ρ
——总折算体积配箍率。
其它符号参观一行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010。
3 材 料
3.1 材料种类及一般要求
3.1.1 采用粘贴碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时，应使用碳纤维片材、配
套树脂类粘结材料及表面防护材料．
3.1.2 加固修复用材料应具有产品合格证和质检部门的产品性能检测报告：碳纤维
片材及配套树脂类粘结材料应具有符合本规程第 3.3 节规定的物理力学性能指标：
配套树脂类粘结材料还应提供耐久性能指标及施工和使用环境要求。
3.1.3 混凝土、钢筋及其它材料的有关设计指标应按国家现行有关标准和规范采
用。
3.1.4 本规程所列碳纤维片材的性能指标是对单向碳纤维片材的要求，双向或多向
碳纤维片材的指标要求可以参照执行。
3.2 碳纤维片材
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3.2.1 碳纤维布的抗拉强度应按纤维的净截面积计算，净截面积取碳纤维布的计算
厚度乘以宽度，碳纤维布的计算厚度为碳纤维布的单位面积质量除以碳纤维密度；
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坦纤维板的性能指标应按板的截面（含树脂）面积计算，截面（含树脂）面积取实
测厚度乘以宽度。
3.2.2 碳纤维片材的主要力学性能指标要求。
表 3.2.2 碳纤维片材的主要力学性能指标
性能项目 碳纤维布 碳纤维板
抗拉强度标准值 fcfk ≥3000MPa ≥2000MPa
弹性模量 Ecf ≥2.1×105MPa ≥1.4×105MPa
伸长率 ≥1.5% ≥1.5%
3.2.3 碳纤维片材的主要力学性能只要参照现行国家标准《定向纤维增强塑料拉伸
性能试验方法》GB/T 3354 测定。
3.2.4 单层纤维布单位面积碳纤维质量不宜低于 150g/m2。且不宜高于 450g/m2。在
施工质量有可靠保证时，单层碳纤维布单位面积碳纤维质量可提高到 600g/m2。
3.2.5 碳纤维板的厚度不宜大于 2.0mm，宽度不宜大于 200mm，纤维体积不宜小于
60%。
3.3 配套树脂类粘结材料
3.3.1 采用探险为片材对混凝土结构进行加固修复时，应采用配套底层树脂、找平
材料、浸渍树脂和粘结树脂。
3.2.2 配套树脂类粘结材料的主要性能指标应满足表 3.3.2-1、表 3.3.2-2 和表
3.3.2-3 的要求。
表 3.3.2-1 底层树脂性能指标
性 能 性能指标要求 试验方法
正拉粘结强度 ≥2.5MPa 且不小于被加固混凝土抗拉强度的标准值 ftk 附录 A
表 3.3.2-2 找平材料性能指标
性 能 性能指标要求 试验方法
正拉粘结强度 ≥2.5MPa 且不小于被加固混凝土抗拉强度的标准值 ftk 附录 A
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表 3.3.2-3 浸渍树脂和粘结树脂性能指标
性 能 性能指标要求 试验方法
拉伸剪切强度 ≥10MPa GB 7124-86
拉伸强度 ≥30MPa GB/T 2568-1995
压缩强度 ≥70MPa GB/T 2569-1995
弯曲强度 ≥40MPa GB/T 2570-1995
正拉粘结强度
≥2.5MPa 且不小于被加固混
凝土抗拉强度的标准值 ftk
附录 A
弹性模量 ≥1500MPa GB/T 2568-1995
伸长率 ≥1.5% GB/T 2568-1995
3.3.3 配套树脂类粘结材料应按附录 A 进行粘结强度测定。配套树脂类粘结材
料应参照《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速实验方法》
GB/T14522-93 规定的环境条件进行耐久性检验，经 2000h 的加速老化后，按附录 A
进行正拉粘结强度试验，要求粘结强度不明显降低。
3.4 表面防护材料
3.4.1 对已加固修复完的结构表面应进行防护处理，表面防护材料应与浸渍树脂或
粘结树脂可靠粘结。
3.4.2 选用的防火材料及其处理方法应使加固后建筑物达到要求的防火等级。
3.4.3 当被加固结构处于其它特殊环境时，应根据具体情况选择有效的防护材料。
4 设 计 规 定
4.1 一 般 规 定
4.1.1 采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应通过配套粘结材料将碳纤维片材
粘贴于构件表面，使碳纤维片材承受拉力，并与混凝土变形协调，共同受力。
4.1.2 碳纤维片材可采用下列方式对混凝土结构构件进行加固：
1 在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固，纤维方向与加固处的
受拉方向一致。
2 采用封闭式粘贴、U 形粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固，纤维方向
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标签： #技术

摘要：

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