顶板裂缝碳纤维加固方案实用文档.docx
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顶板裂缝碳纤维加固方案实用文档
顶板裂缝碳纤维加固方案实用文档
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焦家小区四期12#楼303室
顶板裂缝碳纤维加固补强方案
一、工程概况
本工程结构类型为砖混结构，建筑层数为六层加跃层，建筑高度为19。
275米,建筑面积为2469㎡，设计使用年限为50年,抗震设防烈度为6度，耐火等级为二级。
由于该楼303室顶板局部出现裂缝，影响混凝土的整体性和耐久性,为此对该顶板裂缝采取碳纤维加固补强措施。
二、编制依据
1、《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS146—2003）
2、《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-2021）
三、选用材料
1、碳纤维片材采用300g/㎡碳纤维布，材料应满足《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》的物理力学性能。
2、裂缝封堵设备及材料由专业厂家提供,并应满足各项物理力学性能.
四、碳纤维施工
1、工艺流程:
表面处理→打磨清洗→涂刷底胶→修补找平→胶料配制→粘贴碳纤维→表面防护→检验
2、表面处理：
清除粘贴部位混凝土表面面层,打磨平整，直至完全露出混凝土坚固新面，若表面有蜂窝、裂缝，应进行修补,用压缩空气吹净混凝土构件表面的灰尘，并用丙酮擦净。
碳纤维材料擦除表面浮灰。
3、涂刷底胶:
按比例配制底层涂抹胶，匀涂抹于混凝土表面，涂抹均匀,防止胶体结滴凝结，待底胶指触干燥后,方可进行下道工序施工。
4、混凝土表面修补找平：
4。
1、应对混凝土表面凹陷不平部位应用找平材料填补平整,不应有棱角.
4。
2、找平材料由同批碳纤维粘贴胶按比例与滑石粉配置,找平材料表面指触干燥后，进行下一工序的施工。
5、胶料配制：
胶料应严格按比例充分搅拌后配制，配制搅拌后的胶料应无沉淀、色差、气泡，并应防止灰尘杂质混入胶料.
6、粘贴碳纤维布：
6.1、在板构件的受拉区粘贴碳纤维片材料进行受弯加固，纤维方向与加固处的受拉方向一致.
6。
2、采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时，宜卸载作业在结构上的活荷载。
6.3、碳纤维布纤维的受力方向的搭接长度不应小于200mm，当采用多条或多层碳纤维布加固时,各条或各层碳纤维布的搭接位置相互错开.
6.4、按要求的尺寸裁剪碳纤维布，不得损坏横向织物面,按比例配制粘结胶，并均匀涂抹于粘贴部位，将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的部位,采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压,挤出气泡，使粘结胶充分浸透碳纤维布。
多层粘贴时可重复上述步骤，但应在表面指触干燥后立即进行下一层粘贴。
7、表面防护：
在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹一道粘结胶。
8、检验：
粘贴碳纤维完工固化后，检验粘贴部位密实度，对局部不密实处进行修补。
五：
施工说明
1、碳纤维加固施工应严格按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》。
2、碳纤维为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电器设备机电源，或采取可靠的防护措施。
3、施工过程中应避免阳光直射.
4、碳纤维片材配套用胶，应密封保存，远离火源，避免阳光直接照射.
5、防火措施：
碳纤维施工完成后，应进行表面拍砂处理，以保证加固后的结构构件达到有关防火规范的防火等级。
六、顶板裂缝碳纤维加固补强示意图
注明：
沿裂缝走向粘贴碳纤维布一层，横向压条粘贴一层。
一。
编制说明及依据
1.1编制说明
因长沙万科魅力之城项目二期工程9~21#楼上部主体采用PC结构,所以现场施工时面临PC堆场及运输的问题。
号房与地库紧邻，除却号房与地库之外整个场地所能提供的施工作业区域非常狭小，号房主体阶段施工混凝土泵车、钢筋运输车及PC堆场等都必须借助地库顶板作为施工道路及材料堆场。
根据要求结合现场实际情况，拟对车行道路及PC堆场地库顶板进行加固。
1.2编制依据
1、《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）中国建筑工业出版社；
2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中国建筑工业出版社;
3、《建筑施工计算手册》江正荣著中国建筑工业出版社；
4、《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社；
5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB54-—2002）;
6、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）；
7、《建筑施工计算手册》（ISBN7—112—04626-2江正荣编）；
8、长沙万科魅力之城项目二期施工图纸。
二、工程概况
工程概况表
工程名称
长沙万科魅力之城项目二期
工程地址
本工程位于长沙市雨花区劳动东路北侧，万科环球村一期以东
建设单位
湖南湘诚壹佰置地
设计单位
广东华玺建筑设计
监理单位
深圳市邦迪工程顾问
施工单位
上海建工五建集团
建筑层数
各号房均为地下一层
建筑高度
地下室层高4。
45m
9#楼：
34F
10#楼：
34F
11＃楼:
34F
12＃楼:
34F
13＃楼：
34F
14＃楼：
34F
15＃楼：
6F
16＃楼:
6F
17#楼：
6F
18＃楼：
6F
19#楼:
6F
20#楼：
6F
21#楼：
6F
22#楼：
3F
高层总建筑高度99。
6米；
多层中建筑高度21。
18米。
地下室车库
地下一层
结构类型
高层建筑二层—顶层外墙为PCF外墙板加现浇钢筋混凝土剪力墙结构，高层建筑二层-顶层阳台板、空调板、内隔墙和楼梯为PC装配式混凝土结构.多层建筑一层至顶层外墙为PCF外墙板加现浇钢筋混凝土剪力墙结构，多层建筑一层至顶层阳台板、空调板、内隔墙和楼梯为PC装配式混凝土结构。
三、施工部署
本工程要点是：
预制构件的工厂制作；现场装配构件的吊装；临时固定连接;配套机械的选用；预制结构和现浇结构的连接;节点防水措施，专业多工种施工劳动力组织.具体场地布置详见附图：
3。
1PC运输
（1）PC结构应考虑垂直运输，因为这样既可以避免不必要的损坏,同时又避免了后期的施工难度,装车前先安装吊装架,将PC结构放置在吊装架子上，然后将PC结构和架子固定在一起，保证PC结构在运输的过程中不出现不必要的损坏。
（2）PC阳台、PC空调板、PC楼梯采用平放运输,放置时构件底部设置通长木条，并用紧绳与运输车固定。
阳台、空调板可叠放运输，叠放块数不得超过6块。
（3）运输预制构件时，车启动应慢，车速应匀，转弯变道时要减速，以防墙板倾覆.
（4）部分运输线路覆盖地下车库，运输车通过地下车库顶板的,在底部用φ48×3。
0的钢管对梁底部作支撑加固，后浇带处通长采用100毫米的工字钢对底部作支撑加固，立杆间距500mm.
3.2PC堆场
预制结构运至施工现场后,由塔吊（或汽车吊）吊至专用堆放场地内，预制结构堆放必须在构件上加设枕木，场地上的构件应作防倾覆措施。
墙板采用竖放,用槽钢、钢管制作满足堆放要求的支架,墙板搁支点应设在墙板底部两端处，堆放场地须平整、结实。
搁支点可采用柔性材料，堆放好以后要采取临时固定措施.
3.3施工道路
（1）、二期现场施工道路均采用200厚C20砼浇筑而成，其中施工主干道须铺设Ф18＠150单层双向钢筋。
（2）、PC堆放场地采用200厚C30砼浇筑而成，并铺设Ф18＠150单层双向钢筋.
（3）、目前地库内PC堆放重量按每一延米安放一件PC构件，单个构件最大重量按照7吨荷载考虑，每平方米按照35KN/㎡,钢筋堆场按照每30+25=55KN/㎡。
（4）、地库顶板上道路混凝土运输（混凝土罐车自重约16吨，15立方米混凝土按22吨计,总计54。
3吨）及PC车辆载重时（按载重量最大）重量为60吨汽车动荷载，启动和刹车动力系数取1.3。
考虑到现场施工及结构安全，需在施工时对PC堆场及车库顶板进行荷载计算，以确保PC进场时，能够满足最大荷载的承载力。
设计院设计要求如下：
地库顶板标高为38.3，覆土-1。
1米，恒荷载取值为21。
6KN/㎡,活荷载为4KN/㎡.
四、受力计算
1、对顶板所能承受的荷载进行计算如下:
顶板设计荷载21。
6+4=25.6KN/m2
（一）荷载取值
按运输车辆自重和总荷载总共60t计算:
（二）结构验算
运输车作用下楼面等效均布活荷载的确定
运输车辆车轮距图
以下运输车作用下验算楼面等效均布活荷载.按《建筑结构荷载规范》GB50009—2021附录C。
0。
2:
连续梁板的等效均布活荷载，可按单跨简支计算。
但计算内力时，仍应按连续考虑.按《建筑结构荷载规范》GB50009—2021附录C。
0。
4:
单向板上局部荷载（包括集中荷载）的等效均布活荷载qe=8Mmax/bL2式中
L——板的跨度；
b——板上荷载的有效分布宽度；
Mmax--简支单向板的绝对最大弯矩,按设备的最不利布置确定。
按运输车后车轮作用在跨中考虑，后轮均作用在一个共同的平面上，轮胎着地尺寸为0.6m×0.2m，后车轮作用荷载取60T，前车轮作用荷载不计，（偏安全考虑） ：
（1）按荷载作用长边平行于板跨时
L取6.2M
Mmax=600×1.3KN×6.2m/4=1209KN.m
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附录BB。
0.5：
1
bcx、bcy取值为：
bcx=2。
4＋0。
4+0.2=3m,bcy=1.4＋0.6=2m
bcx≥bcy,bcy≤0。
6L，bcx≤L时
b=bcy+0。
7L
b=2+0。
7×6.2=6.34
qe=8Mmax/bL2=（8×1209）/（6.34×6。
2×6。
2）=40KN/m2
（2）按荷载作用面的长边垂直于板跨时
L取5M
Mmax=1.3×600KN×5m/4=975KN。
m
按《建筑结构荷载规范》GB50009—2021附录C。
0.5—3
bcx、bcy取值为：
bcx=1。
4＋0.6=2m,bcy=2。
4＋0。
4+0。
2=3m
bcx2L ，bcx≤L时
b=bcy×2/3+0.73L
b=3×2/3+0.73×5=5.65
qe=8Mmax/bL2=（8×975）/（5。
65×5×5）=55.3KN/m2
考虑计算梁板的承载能力,则支撑钢管的承载能力按55.3KN/m2—25.6KN/m2=30KN/m2计算。
a。
依据规范:
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162—2021
《建筑结构荷载规范》GB50009—2021
《钢结构设计规范》GB50017—2003
《混凝土结构设计规范》GB50010-2021
《建筑地基基础设计规范》GB50007—2021
《建筑施工木脚手架安全技术规范》JGJ164-2021
b。
计算参数:
钢管强度为205.0N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。
模板支架搭设高度为4。
2m,
立杆的纵距b=0.50m，立杆的横距l=0.50m，立杆的步距h=1.50m.
面板厚度13mm，剪切强度1.2N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量4900。
0N/mm2。
木方37×87mm,间距100mm，
木方剪切强度1.3N/mm2，抗弯强度15。
0N/mm2，弹性模量9000。
0N/mm2。
模板自重0.20kN/m2。
施工均布荷载标准值30+2.5=32。
50kN/m2。
扣件计算折减系数取1.00。
图楼板支撑架立面简图
图楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元
按照模板规范条规定确定荷载组合分项系数如下:
由可变荷载效应控制的组合S=1。
2×（25.50×0。
00+0.20）+1.30×32.50=42。
490kN/m2
由永久荷载效应控制的组合S=1。
35×25.50×0。
00+0.7×1。
30×32.50=29。
575kN/m2
由于可变荷载效应控制的组合S最大,永久荷载分项系数取1.2，可变荷载分项系数取1。
30
采用的钢管类型为φ48×3。
0。
钢管惯性矩计算采用I=π（D4—d4）/64，抵抗距计算采用W=π（D4-d4）/32D。
（一）、模板面板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度.模板面板的按照三跨连续梁计算.
考虑0。
9的结构重要系数，静荷载标准值q1=0。
9×（25。
500×0.000×0.500+0.200×0.500）=0.090kN/m
考虑0.9的结构重要系数，活荷载标准值q2=0。
9×（0。
000+32。
500）×0.500=14。
625kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=bh2/6=50.00×1。
30×1.30/6=14.08cm3;
截面惯性矩I=bh3/12=50。
00×1。
30×1.30×1.30/12=9。
15cm4;
式中：
b为板截面宽度,h为板截面高度。
（1）抗弯强度计算
f=M/W<［f］
其中f——面板的抗弯强度计算值（N/mm2）;
M——面板的最大弯距（N.mm）；
W-—面板的净截面抵抗矩；
［f]-—面板的抗弯强度设计值，取15。
00N/mm2;
M=0。
100ql2
其中q——荷载设计值（kN/m）；
经计算得到M=0。
100×（1。
20×0。
090+1。
30×14。
625）×0。
100×0。
100=0。
019kN。
m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0。
019×1000×1000/14083=1。
358N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求！
（2）抗剪计算
T=3Q/2bh<［T]
其中最大剪力Q=0.600×（1.20×0。
090+1。
3×14。
625）×0。
100=1。
147kN
截面抗剪强度计算值T=3×1147.0/（2×500。
000×13。
000）=0.265N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1。
20N/mm2
面板抗剪强度验算T<［T]，满足要求!
（3）挠度计算
v=0.677ql4/100EI〈[v］=l/250
面板最大挠度计算值v=0。
677×0.090×1004/（100×4900×91542）=0.000mm
面板的最大挠度小于100。
0/250，满足要求！
（4）2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到面板跨中最大弯矩计算公式为M=0。
2Pl+0.08ql2
面板的计算宽度为5000。
000mm
集中荷载P=2。
5kN
考虑0.9的结构重要系数，静荷载标准值q=0。
9×（25。
500×0.000×5。
000+0.200×5.000）=0。
900kN/m
面板的计算跨度l=100.000mm
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0。
059×1000×1000/14083=4。
215N/mm2
面板的抗弯强度验算f〈[f］，满足要求!
（二）、支撑木方的计算
木方按照均布荷载计算.
1。
荷载的计算
（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：
q11=25。
500×0.000×0。
100=0.000kN/m
（2）模板的自重线荷载（kN/m）：
q12=0.200×0。
100=0。
kN/m
（3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载（kN/m）：
经计算得到,活荷载标准值q2=（32.500+0.000）×0。
100=3。
250kN/m
考虑0.9的结构重要系数，静荷载q1=0.9×（1.20×0。
000+1.20×0。
）=0.022kN/m
考虑0。
9的结构重要系数，活荷载q2=0。
9×1。
30×3。
250=3。
802kN/m
计算单元内的木方集中力为（3。
802+0。
022）×0。
500=1.912kN
2。
木方的计算
按照三跨连续梁计算，计算公式如下：
均布荷载q=P/l=1。
912/0。
500=3.824kN/m
最大弯矩M=0。
1ql2=0。
1×3.82×0。
50×0。
50=0。
096kN.m
最大剪力Q=0.6ql=0。
6×0.500×3。
824=1.147kN
最大支座力N=1。
1ql=1。
1×0。
500×3.824=2.103kN
木方的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
截面抵抗矩W=bh2/6=3。
70×8.70×8.70/6=46。
68cm3;
截面惯性矩I=bh3/12=3.70×8。
70×8.70×8。
70/12=203。
04cm4;
式中:
b为板截面宽度,h为板截面高度。
（1）木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=M/W=0.096×106/46675。
5=2。
05N/mm2
木方的抗弯计算强度小于15.0N/mm2,满足要求!
（2）木方抗剪计算
最大剪力的计算公式如下:
Q=0。
6ql
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<［T］
截面抗剪强度计算值T=3×1147/（2×37×87）=0.535N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
（3）木方挠度计算
挠度计算按照规范要求采用静荷载标准值,
均布荷载通过变形受力计算的最大支座力除以木方计算跨度（即木方下小横杆间距）
得到q=0。
018kN/m
最大变形v=0。
677ql4/100EI=0.677×0.018×500。
04/（100×9000.00×2030384。
0）=0.000mm
木方的最大挠度小于500。
0/250,满足要求!
（4）2.5kN集中荷载作用下抗弯强度计算
经过计算得到跨中最大弯矩计算公式为M=0.2Pl+0.08ql2
考虑荷载重要性系数0.9,集中荷载P=0.9×2。
5kN
抗弯计算强度f=M/W=0.293×106/46675。
5=6.28N/mm2
木方的抗弯计算强度小于15。
0N/mm2，满足要求！
（三）、横向支撑钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管计算简图
支撑钢管弯矩图（kN。
m）
支撑钢管剪力图（kN）
变形的计算按照规范要求采用静荷载标准值，受力图与计算结果如下：
支撑钢管变形计算受力图
支撑钢管变形图（mm）
经过连续梁的计算得到
最大弯矩Mmax=0.505kN。
m
最大变形vmax=0。
002mm
最大支座力Qmax=11.526kN
抗弯计算强度f=M/W=0.505×106/4491.0=112。
40N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于500。
0/150与10mm，满足要求!
（四）、扣件抗滑移的计算
纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算:
R≤Rc
其中Rc-—扣件抗滑承载力设计值,单扣件取8。
00kN,双扣件取12。
00kN；
R-—纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
计算中R取最大支座反力，R=11。
53kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,故采用双扣件，满足抗滑承载力要求!
（五）、立杆的稳定性计算荷载标准值
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载.
1.静荷载标准值包括以下内容:
（1）脚手架钢管的自重（kN）：
NG1=0。
103×4。
200=0.434kN
钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A满堂架自重标准值，设计人员可根据情况修改。
（2）模板的自重（kN）：
NG2=0.200×0.500×0。
500=0。
050kN
（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：
NG3=25。
500×0。
000×0。
500×0。
500=0.000kN
考虑0.9的结构重要系数，经计算得到静荷载标准值NG=0。
9×（NG1+NG2+NG3）=0。
436kN.
2。
活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。
考虑0。
9的结构重要系数，经计算得到活荷载标准值NQ=0.9×（32.500+0。
000）×0。
500×0.500=7。
313kN
3.不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1。
20NG+1。
30NQ
（六）、立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为:
其中N—-立杆的轴心压力设计值，N=10。
03kN
i—-计算立杆的截面回转半径，i=1.60cm；
A——立杆净截面面积,A=4。
239cm2;
W-—立杆净截面模量（抵抗矩），W=4.491cm3;
［f]——钢管立杆抗压强度设计值，［f]=205。
00N/mm2;
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0。
10m;
h——最大步距,h=1.50m；
l0-—计算长度，取1。
500+2×0.100=1。
700m;
λ——长细比，为1700/16。
0=107<150长细比验算满足要求！
φ——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比l0/i查表得到0。
545；
经计算得到σ=10029/（0.545×424）=43。
439N/mm2；
不考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ〈[f]，满足要求!
模板支撑架计算满足要求！
因此钢筋加工场、PC材料堆场以及施工运输道路均按30+25=55KN/m2考虑。
所有加固区顶撑架体的立杆纵、横向间距均按500设置,水平杆步距为1500，道路按7m宽度搭设支撑排架，堆场及道路搭设平面位置及相关尺寸详见附图。
五、钢管加固搭设、拆除及注意事项：
1、构造要求
纵向水平杆的对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两各相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm;各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。
搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm;纵向、横向水平杆、立杆之间的连接应采用直角扣件固定。
2、立杆
脚手架立杆必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。
横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上.钢管立杆顶部也可采用可调节U型托,且其螺杆伸出钢管顶部的使用长度不得大于200mm，安装时应保证上下同心。
立杆接长必须采用对接扣件连接，不得采用搭接或在水平上错接。
对接应符合下列规定:
立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内,同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3.
3、剪刀撑与横向斜撑
沿架体四周设置垂直剪刀撑、中部设置一道水平剪刀撑，连续设置，横向每隔6～10m设置一道剪力撑，搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设,剪刀撑的构造应符合下列规定：
a、每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m，不大于9m。
剪刀撑斜杆与地面倾角宜在45︒～60︒之间。
倾角为45︒时，剪刀撑跨越立杆的根数不应超过7根；倾角为60︒时，则不应超过5根；
b、剪刀撑斜杆的接长应采用搭接;
c、剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm；
d、设置水平剪刀撑
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