5.2、梁、板的抗弯加固5,2 1 对于深受弯构件目前尚未有试验研究资料可供参考，本节的计算公式不能推广到深受弯构件的加固计算.对于双向板。虽已有一些试验研究资料表明在板底双向粘贴复材片材可显著提高双向板的承载力,但由于试验研究和计算方法还不成熟,本标准中暂未列出专门的计算公式，可参考单向板的计算方法按两个方向分别计算,5,2 2 从对受弯构件加固的效率和使用可靠性来说 对裂缝和耐久性加固修复最好，其次是受弯疲劳加固 再次是抗剪承载力加固，对于抗弯承载力加固。则以钢筋混凝土板的加固较为有效,因为板的配筋率一般较小 加固复材片材的截面相对较大、可有效提高承载能力，对梁的抗弯承载力加固.宜采用碳纤维复材片材.当用于主梁抗弯承载力加固时、仅容许采用碳纤维复材片材进行抗弯加固 同时必须对正常使用极限状态下的受拉钢筋应力进行验算 确保不超过钢筋抗拉强度标准值,还应特别注意意外情况可能导致复材片材加固失效引起的主梁承载力不足,试验研究表明 粘贴碳纤维复材片材加固钢筋混凝土受弯构件。对于疲劳寿命有显著的提高。其疲劳寿命加固提高机理在于可减小裂缝宽度。控制裂缝的进一步开展.减小裂缝截面处的钢筋应力,从而减小裂缝截面处的钢筋疲劳损伤 因此,粘贴碳纤维复材片材对钢筋混凝土受弯构件的疲劳加固是一种较为有效的加固应用形式，粘贴复材片材对于裂缝和耐久性修复 可不考虑加固后的承载力提高作用 仅考虑其隔离侵蚀性介质通过裂缝对钢筋产生锈蚀影响，保证和提高原构件的耐久性和使用年限 因此宜采用满贴方式 以隔离环境介质对原构件材料的劣化作用影响,为了避免粘贴复材片材修补后裂缝进一步开展。复材片材的纤维方向宜与裂缝方向垂直，5,2、3.试验和分析均表明,当被加固梁的配筋率较大时。即未加固钢筋混凝土梁的受压区高度x较大时，受弯承载力加固提高幅度有限，且延性较小 因此不宜进行抗弯加固 5、2，4。本条规定的粘贴复材片材加固混凝土受弯构件的受弯承载力计算公式与现行国家标准、混凝土结构设计规范、GB。50010是统一的 其关键是确定达到受弯承载力极限状态时复材片材的拉应力设计值σf md.Efεf md 其中εf.md为达到受弯承载力极限状态时复材片材的拉应变设计值。εf、md取以下三情况下复材片材拉应变的较小值.1、复材片材抗拉强度设计值ffd与其弹性模量Ef的比值 2。受压边缘混凝土达到极限压应变εcu时复材片材的有效拉应变εfe。m1.3、复材片材与混凝土界面产生剥离或粘结破坏时复材片材的有效拉应变εfe.m2.对于上述第，2，种情况、受压区混凝土可按现行国家标准。混凝土结构设计规范，GB,50010的规定等效为矩形应力图计算.而当Efεf、md小于复材片材抗拉强度设计值ffd时 受压边缘混凝土压应变未达到极限压应变εcu，此时受压区混凝土应力图的等效矩形应力图形系数小于现行国家标准、混凝土结构设计规范，GB，50010的规定值、因此引入系数ω考虑这一差别对受弯承载力所产生的降低影响、在计算中。复材片材的截面面积Af是指抗拉强度检测时所采用的名义计算厚度与粘贴宽度和粘贴层数的乘积.同样，复材片材的弹性模量Ef也应按检测时所取的名义厚度或截面面积所测定的弹性模量确定 本条受弯承载力计算公式适用于混凝土强度等级不大于C50的情况，对于混凝土强度等级大于C50的受弯构件,本条的计算公式应按照现行国家标准。混凝土结构设计规范、GB、50010矩形应力图形系数进行调整 对于矩形截面,取受压翼缘高度h。f等于零，受压翼缘宽度b,f等于截面宽度b计算,对于单向板，取宽度b等于1000mm,高度等于h,按矩形截面计算 计算所得复材片材加固量应按1000mm板宽分条带均匀布置 本条给出的受弯承载力计算公式也适用于嵌入式碳纤维复材板条加固混凝土构件的受弯承载力计算，对于嵌入式碳纤维复材板条加固 εfe,m2的计算应根据本标准第5，6节确定 5 2,5,本条系根据受压边缘混凝土达到极限压应变时的截面受力平衡条件和截面应变平截面假定联立求解,得到计算达到该受弯承载力极限时的复材片材有效拉应变εfe.m1，本条计算公式仅适用于当受压边缘混凝土达到极限压应变时受压钢筋已经屈服的情况,本条计算公式适用于混凝土强度等级不大于C50的情况 对于混凝土强度等级大于C50的受弯构件。本条的计算公式应按照现行国家标准,混凝土结构设计规范.GB,50010矩形应力图形系数进行调整 混凝土极限压应变也应作相应调整。对于矩形截面，取受压翼缘高度h,f等于零.受压翼缘宽度b f等于截面宽度b计算，对于单向板，取宽度等于1000mm范围内的复材片材、高度等于h。按矩形截面计算、5、2,6.现有试验研究表明。抗弯加固时.大量存在复材片材与混凝土界面强度不足而发生界面剥离破坏的情况 受弯加固界面剥离破坏主要分为三个类型。在复材端部由于应力集中引起的剥离破坏，在斜裂缝位置梁剪切错动引起的剥离破坏.在受弯裂缝附近由于裂缝张开引起的剥离破坏 其中,端部剥离破坏应通过根据本标准第5，2,12条在复材片材端部设置U形箍或者机械锚固构造措施加以避免。构造U形箍的数量和布置是根据已有试验研究确定的.斜裂缝引起的剥离破坏应通过保证梁强剪弱弯。限制斜裂缝出现及其宽度加以避免.由于钢筋混凝土梁大多带裂缝工作,而根据已有研究。即使采取附加锚固措施。也难以用构造方法来避免受弯裂缝附近的剥离破坏,另外，在复材片材端部设置U形箍或者机械锚固后。即使发生受弯裂缝附近的剥离破坏。其破坏过程也具有一定的延性特征 因此在实际受弯加固中，容许第三类剥离破坏作为受弯承载力极限状态的一种形式、并应对其抗弯承载力进行计算、试验研究表明 在最大弯矩区加机械压板、本标准图5,2,12.2。a。可提高加固效果,减缓或避免第三类剥离破坏的发生 本条给出的复材片材有效拉应变εfe,m2是根据梁中部受弯裂缝开展引起剥离破坏的界面受力分析和国内外大量试验研究结果分析得到的，5,2 7、考虑二次受力影响时,极限受弯承载力状态时复材片材的有效应变应扣除初始弯矩下被加固梁计算截面处受拉边缘的初始拉应变。根据试验和理论分析 初始弯矩Mi小于未加固梁受弯承载力的20、时，受拉边缘的初始拉应变较小 复材片材受拉应变的滞后效应不大 对加固后的受弯承载力影响不大.故可忽略初始弯矩的影响、当初始弯矩Mi大于未加固梁受弯承载力的50，以上时，受拉边缘的初始拉应变较大,非预应力加固方法的复材片材受拉应变的滞后较大.复材片材的强度得不到有效发挥。宜采取预应力复材片材加固方法或经过论证可靠的其他方法 初始弯矩作用下。加固前计算截面受拉边缘的初始应变的计算方法，是根据初始弯矩作用下由平截面假定按钢筋混凝土截面受力分析方法得到的。5,2，8，因为受弯加固复材的粘贴面积相对于受拉钢筋面积而言一般较小 且碳纤维复材的弹性模量与钢材相近 其他复材的弹性模量明显小于钢材 因此在未采用预应力加固的情况下 复材片材是在受拉钢筋屈服后才开始发挥较大的作用、因此 尽管按受弯承载力极限状态进行计算可提高受弯构件的承载力.但为保证加固后正常使用阶段承载的可靠性。避免钢筋在正常使用荷载下超过屈服强度.需对正常使用阶段标准荷载组合下受拉钢筋的拉应力进行控制.此外。当需要考虑意外事件造成复材加固失效时。应保证被加固梁仍能承受频遇荷载组合而不致破坏，如不符合本条所规定的要求，将会因受拉钢筋屈服而导致正常使用阶段出现较大裂缝和变形,因此，本条规定是对抗弯承载力加固的重要补充,必须进行计算,5 2、9，粘贴复材片材对钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件进行裂缝修复 是提高耐久性的有效方法.此时应采用满贴复材片材方法封闭已有裂缝、且复材片材纤维方向宜与裂缝垂直.由于对在梁侧面粘贴复材片材.且纤维方向垂直于裂缝方向的封闭裂缝修复 不仅可控制裂缝的继续开展,也避免了侵蚀介质对钢筋的锈蚀作用.满足耐久性要求.故可不必再对裂缝宽度进行验算。5 2，10。对仅在受拉面粘贴复材片材加固的受弯构件。裂缝宽度的计算方法与现行国家标准。混凝土结构设计规范 GB 50010相同.只是在计算公式中考虑了复材片材对裂缝间距 受拉钢筋应力和受拉区有效配筋率的影响，5。2。11、粘贴复材片材对受弯构件进行加固后。其对抗弯刚度的提高作用相当于在原有钢筋基础上增加了复材的换算钢筋面积、不过在计算加固构件的变形时。应根据加固前荷载情况和加固后增加荷载情况分别采用不同的抗弯刚度计算不同阶段的挠度变形 然后叠加得到加固后的挠度变形 5 2，12。本条对采用复材片材进行受弯承载力加固做出了规定,1、2,端部纤维布U形箍主要用于防止复材端部应力集中引起的剥离破坏 由于此类剥离破坏脆性较大且受力复杂。因此端部U形箍必须有足够的强度和刚度。相比于竖向。90,纤维布U形箍,斜向，45、纤维布U形箍能够更有效地限制端部裂缝的开展,从而更容易达到限制端部剥离的目的，在梁中部弯曲裂缝或者弯剪裂缝附近，还会出现中部受弯裂缝引起的剥离 中部受弯裂缝引起的剥离破坏已通过本标准第5,2。6条的规定加以限制、3，在梁,板负弯矩区进行受弯加固时，复材片材的截断位置的确定方法同钢筋截断,根据有效翼缘宽度的概念，在梁两侧4h,f范围内粘贴复材片材、可发挥受拉作用、由于该粘贴方法不能保证加固梁端部具有足够延性，因此不应在混凝土框架的抗震加固中采用、