10.2 受弯构件正截面加固计算

10.2.1 采用纤维复合材对梁、板等受弯构件进行加固时，除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010正截面承载力计算的基本假定外，尚应符合下列规定：
    1 纤维复合材的应力与应变关系取直线式，其拉应力σf等于拉应变εf与弹性模量Ef的乘积；
    2 当考虑二次受力影响时，应按构件加固前的初始受力情况，确定纤维复合材的滞后应变；
    3 在达到受弯承载能力极限状态前，加固材料与混凝土之间不致出现粘结剥离破坏。
10.2.2 受弯构件加固后的相对界限受压区高度ξb,f，应按下式计算，即按构件加固前控制值的0.85倍采用： 式中：ξb——构件加固前的相对界限受压区高度，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定计算。
10.2.3 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10.2.3)，其正截面承载力应按下列公式确定： 式中：M——构件加固后弯矩设计值(kN·m)；
      χ——混凝土受压区高度(mm)；
      b、h——矩形截面宽度和高度(mm)；
      ƒy0、ƒ′y0——原截面受拉钢筋和受压钢筋的抗拉、抗压强度设计值(N/mm²)；
      As0、A′s0——原截面受拉钢筋和受压钢筋的截面面积(mm²)；
      a′——纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离(mm)；
      h0——构件加固前的截面有效高度(mm)；
      ƒf——纤维复合材的抗拉强度设计值(N/mm²)，应根据纤维复合材的品种，分别按本规范表4.3.4-1、表4.3.4-2及表4.3.4-3采用；
      Afe——纤维复合材的有效截面面积(mm²)；
      ψf——考虑纤维复合材实际抗拉应变达不到设计值而引入的强度利用系数，当ψf＞1.0时，取ψf＝1.0；
      εcu——混凝土极限压应变，取εcu＝0.0033；
      εf——纤维复合材拉应变设计值，应根据纤维复合材的品种，按本规范表4.3.5采用；
      εf0——考虑二次受力影响时纤维复合材的滞后应变，应按本规范第10.2.8条的规定计算，若不考虑二次受力影响，取εf0＝0。 10.2.4 实际应粘贴的纤维复合材截面面积Af，应按下式计算：
    纤维复合材厚度折减系数km，应按下列规定确定：
    1 当采用预成型板时，km＝1.0；
    2 当采用多层粘贴的纤维织物时，km值按下式计算： 式中：Ef——纤维复合材弹性模量设计值(MPa)，应根据纤维复合材的品种，按本规范表4.3.5采用；
      nf——纤维复合材(单向织物)层数；
      tf——纤维复合材(单向织物)的单层厚度(mm)；
10.2.5 对受弯构件正弯矩区的正截面加固，其粘贴纤维复合材的截断位置应从其强度充分利用的截面算起，取不小于按下式确定的粘贴延伸长度(图10.2.5)： 式中：lc——纤维复合材粘贴延伸长度(mm)；
      bf——对梁为受拉面粘贴的纤维复合材的总宽度(mm)，对板为1000mm板宽范围内粘贴的纤维复合材总宽度；
      ƒf——纤维复合材抗拉强度设计值(N/mm²)，按本规范表4.3.4-1、表4.3.4-2或表4.3.4-3采用；       ƒf,v——纤维与混凝土之间的粘结抗剪强度设计值(MPa)，取ƒf,v＝0.40ƒt；ƒt为混凝土抗拉强度设计值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010规定值采用；当ƒf,v计算值低于0.40MPa时，取ƒf,v＝0.40MPa；当ƒf,v计算值高于0.70MPa时，取ƒf,v＝0.70MPa。
10.2.6 对受弯构件负弯矩区的正截面加固，纤维复合材的截断位置距支座边缘的距离，除应根据负弯矩包络图按上式确定外，尚应符合本规范第10.9.3条的构造规定。
10.2.7 对翼缘位于受压区的T形截面受弯构件的受拉面粘贴纤维复合材进行受弯加固时，应按本规范第10.2.1条至第10.2.4条的计算原则和现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中关于T形截面受弯承载力的计算方法进行计算。
10.2.8 当考虑二次受力影响时，纤维复合材的滞后应变εf0应按下式计算： 式中：M0k——加固前受弯构件验算截面上原作用的弯矩标准值；
      αf——综合考虑受弯构件裂缝截面内力臂变化、钢筋拉应变不均匀以及钢筋排列影响等的计算系数，应按表10.2.8采用。     注：1 ρte为混凝土有效受拉截面的纵向受拉钢筋配筋率，即ρte＝As/Ate，Ate为有效受拉混凝土截面面积，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定计算。
        2 当原构件钢筋应力σs0≤150MPa，且ρte≤0.05时，表中αf值可乘以调整系数0.9。
10.2.9 当纤维复合材全部粘贴在梁底面(受拉面)有困难时，允许将部分纤维复合材对称地粘贴在梁的两侧面。此时，侧面粘贴区域应控制在距受拉区边缘1/4梁高范围内，且应按下式计算确定梁的两侧面实际需要粘贴的纤维复合材截面面积Af,1： 式中：Af,b——按梁底面计算确定的，但需改贴到梁的两侧面的纤维复合材截面积；
      ηf——考虑改贴梁侧面引起的纤维复合材受拉合力及其力臂改变的修正系数，应按表10.2.9采用。 注：hf为从梁受拉边缘算起的侧面粘贴高度；h为梁截面高度。
10.2.10 钢筋混凝土结构构件加固后，其正截面受弯承载力的提高幅度，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。
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。