《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB50608-2010.pdf

U D C 中华人民共和国国家标准 P G B50 6 0 8 一 2 0 1 0 纤维增强复合材料建设工程 应用技术规范 T echnicalcodefor infrastructure application ofF R P composites 2 0 1 0 一 0 8 一 1 8 发布 2 0 1 1 一 0 6 一 0 1实施 中 华人 民 共 和 国 住房和 城 乡 建 设部 中华人 民共和 国国家质量监督检验检疫 总局 联合发布 三巴幼 月目 中华人 民共和 国国家标准 纤维增强复合材料建设工程 应用技术规范 T echnicalcodeforinfrastructure application of F R Pcomposites G B5 0 6 0 8 一 2 0 1 0 主编部门中国冶金建设协会 批准部 门中华人 民共和 国住房和城 乡建设部 施行日期2 01 1 年 6 月 1日 中国计划 出版社 2 0 1 1北京 中华人 民共和国国家标准 纤维增 强复合材料建设工程 应用技 术规范 G B506 0 8 一2 0 1 0 中国计划 出版社 出版 （地址北京市西城 区木棵地北里 甲n号 国宏大厦C座4层） （邮政编码1 0 0 0 3 8电话6 3 9 0 6 4 3 36 3 9 0 6 3 81 新华书店北京发行所发行 世界知识印刷厂印刷 85 0 x1 1 6 8毫米1/3 26.1 2 5印张1 5 4千字 2 0 1 1年5月第l版2 0 1 1年5月第1次印刷 印数1 一 6 0 0 0册 统 一 书号1 5 80 1 7 7 5 7 7 定价3 7.0 0元 中华人民共和 国住房和城乡建设部公告 第7 3 5号 关于发布国家标准 纤维增强复合材料建设工程应用技术规范的公告 现批准纤维增强复合材料建设工程应用技术规范为国家标 准，编号为G B 5060 8 一 201 0，自2 0 1 1年6月1日起实施。其中， 第3.2.2、3.3.2、 4.1.3、4.1.6、4.6.9条为强制性条文，必须严 格执行。 本规范 由我部标 准定额 研究所 组 织 中 国计划 出版 社 出版发 行。 中华人 民共和 国住房和城 乡建设部 二O 一 O年八月十八 日 ．吕J.．日卜． 月 lJ吕 本规范是根据原建设部关 于 印发＜二0 0 0 至二0 0 一 年度 工程建设 国家标准制订、修订计划＞的通知 （建标〔2。 。1〕87号文） 的要求，由中冶建筑研究总 院有限公 司和 国家工业建筑诊断与改 造工程技术研究 中心会 同有关单位共 同编制 而成。 本规范在编制过程 中，规范编制组开展 了多项专题研究，进行 了广泛 的调查分析和大量 的试 验研究，总结了近年来我国在纤 维 增强复合材料建设工程 应 用领域的实践 经验，与相关标准进行了 协调，与国际先进 的标准 进行了 比较和借鉴。在此基 础上 以多种 方式广泛征求了有关单位和专家的意见 ，并进行 了大量 的试设 计 和工程试点，对重点章节进行 了反复修改，最后经审查定稿。 本规范分为7章和 6个 附 录。 主要 内容 有总则、术 语与符 号、材料、混凝土结构加固及修复、砌体结构加固及修复、F R P筋 及预应力F R P筋混凝土结构构件、F R P管组合构件、F R P 一 混凝土 组合梁等。 本规范中以黑体字标志 的条文为强制性条文，必须严格执行。 本规范 由住 房 和城 乡建设 部 负 责 管 理 和 对 强 制 性 条文 的解 释，由中冶建筑研究 总院有 限公 司负责具体技术 内容 的解 释。为 充实、提高规 范 的质量，请各使用 单位 在施 行 本 规 范过程 中，结合 工程实践，认真总结经验，并将 意见和建议寄交 中冶建筑研究总院 有 限公 司国家标准纤维增强复合材料建设工程应用技术规范管 理组（地址北京市海淀区西 土城路3 3号 ，邮编1 0 0 0 88，以供今 后修订 时参考。 本规范主编单位、参编单位、主要起 草人 和主要 审查人 主 编 单 位中冶建筑研究 总院有 限公 司 国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 参 编 单 位清华大学 东南大学 同济大学 香港理工大学 哈尔滨工业大学 重庆交通大学 中国京冶工程技术有 限公 司 中国电子工程设计院 北京市政工程设计研究总院 四川省建筑科学研究 院 东丽商事（上海）有限公 司 厦门博仕泰建筑材料有 限公司 新日石（上海）贸易有 限公司 晓士达复合材料建材（广东）有限公司 湖南固特邦土木技术发展有 限公司 亨斯迈先进 化工材料（广东）有 限公 司 深圳市海川实业股份有 限公 司 南京海拓复合材料有 限责任公 司 信宏实业有限公司 主 要起草人岳清瑞叶列平李荣杨勇新陈小兵 张继文滕锦光薛元德薛伟辰潘景龙 张锡祥吴智深冯鹏陆新 征娄宇 包琦伟罗菩隆 徐太龙曲建平黄 一 强 王汉 挺彭 勃张成英汤惠工包 兆鼎 陈大奇姜涛余涛金熙男欧 阳煌 朱虹 主要 审查 人画画林文修林 志伸霍文营牟宏远 姚正治陈强 目次 1 总则 ， ⋯ ⋯ （1 2 术语与符号 ， ⋯ （2 2.1 术语 ， ⋯ ⋯ （2 2.2 符号 ⋯ ⋯ （4 3 材料 ⋯ ⋯ （9 3.1 一 般规定 ， ⋯ ⋯ （9 3.2 纤维布及纤维增强复合材料 ， ⋯⋯ （9 3.3 加 固用F R P片材配套粘结材料及表面防护材料 一 （1 3 4 混凝土结构加固及修复 ⋯ ⋯ （1 6 4.1 一 般规定 ⋯ ⋯ （1 6 4.2 梁、板 的抗弯加 固 ， ⋯⋯ （1 8 4,3 梁、柱的抗剪加 固 ， 一 （2 9 4.4 受压构件加 固 ， ， ， ⋯ ⋯ （3 4 4.5 柱的抗震加 固 ， ， ， ⋯ ⋯ （4 3 4.6 施工和验收 ， ⋯ ⋯ （4 4 5砌体结构加 固及修 复 ⋯ ⋯ （ 4 8 5.1 一 般规定 ， ， ⋯⋯ （4 8 5.2 砌体墙面内抗剪加 固 ， ， ，， 二 （4 8 5.3 抗震加 固 ⋯⋯ （5 1 5 ._4 构造要求 ⋯⋯ （5 2 5.5 施工和验收 ， ⋯⋯ （5 3 6F R P筋及 预应力F R P筋混凝土结构构件 ⋯ ⋯ （5 6 6.1 一 般规定 ⋯⋯ （5 6 6.2F R P筋混凝土受弯构件 ⋯⋯ （5 7 6.3预应力F R P筋混凝土受弯构件 ， ⋯ ⋯八 ， ⋯ ⋯ （ 6 3 6.4 构造要求 ， ， ⋯ ⋯ （7 4 7F R P管组合构件 一 （7的 7.1 一 般规定 ， ，⋯ （7 6 7.2F R P管混凝土组合构件 ⋯ ⋯ （7 8 7.3F R P管 一 混凝土 一 钢管组合构件 ⋯ ⋯ （ 85 7.4 构造要求 ， ⋯ ⋯ （87 8F R P 一 混凝土组合梁 ， ⋯⋯ （ 88 8.1 一 般规定 ， ⋯ ⋯ （88 8.2 受弯承载力计算 ， ， ⋯ ⋯ （9 0 8.3 受剪承载力计算 ， ⋯ ⋯ （9 2 8.4 界面连接 ， ⋯⋯ （9 3 8.5 挠度计算 ， ⋯ ⋯ （9 4 8.6 构造要求 ， ⋯ （9 6 附录A F R P圆管混凝土短柱压缩试验方法 ⋯⋯ （ 9 8 附录B确定F R P单层板 材料常数的理论计算方法 ⋯ ⋯ （10 0 附录c粘结树脂正拉粘结强度 的测定方法 ⋯ ⋯ （ 1 0 2 附录D纤 维布层 间粘结剪切强度试样制备方法 ⋯ ⋯ （ 1 0 7 附录E F R P约束混凝土标准 圆柱压缩试 验方法 ⋯⋯ （ 1 0 8 附录F粘贴F R P片材加 固混凝土结构施工质量现场检验 方法 ， ， ⋯ （1 1 0 本规范用词说 明 ， ⋯⋯”““’ ’ 1 1 4 引用标 准名 录 ， ⋯’““““ 1 1 5 附条文说 明 ， ⋯⋯ （1 1 7 C ontents 1 G eneralprovisions 2 T ermsandsymbols ⋯⋯ 2.1T erms 2.2 S ymbols 3M aterials 3.1G eneral requirement 3.2F ibersheetand fiberreinforced polymercomposites ““ 3.3R esinsandprotective 一 coatings “““““““““““““““““ 4 E xternallybondedF R P systemsforstrengthening C oflC reteS trU C tllreS 4.1G eneral requirement 4.2F lexural strengthening of beamsand slabs 4.3S hear strengthening of beamsand columns 4.4 S trengthening of columnsunder compression 4.5S eismicretrofitof columns ⋯”“““““““ “““““. ““ 4.6C onstructionandacceptance 5 E xternallybondedF R P systemsforstrengthening masonry structures 5.1G eneral requirement 5.2S hear strengthening 5.3S eismicretrofit 5.4 D etailing 5.5C onstructionandacceptance 6C oncretestructuresreinforcedwithF R P barsand 3 prestressed F R P bars ⋯⋯ （5 6 6,1 G eneralrequirement ⋯⋯ （5 6 6.2F lexuralconcretemembersreinforcedwithF R P bars ⋯⋯ （5 7 6.3F lexuralconcretemembersreinforcedwith prestressed F R P bars ， ， ⋯⋯ （ 6 3 6.4 D etaihng ， ⋯ ⋯ （7 4 7 H ybridcolumnswithF R P tube ⋯⋯ （7 6 7.1G eneral requirement ⋯ ⋯ （7 6 7.2C oncrete 一filled F R P tubes ， ⋯⋯ （7 8 7.3 H ybrid F R P 一 concrete 一steel double 一skin tubular c0 1 umns ⋯⋯ （85 7.4 D etailing ， ⋯ ⋯ （ 87 8 H ybridF R P 一 concretebeam ⋯ ⋯ （ 88 8.1G eneral requirement ， ⋯⋯ （88 8.2F lexural capacity calculation ⋯⋯ （9 0 8.3S hear capacity calculation ⋯⋯ （9 2 8.4I nterfaceconnections ， ， ⋯ （9 3 8.5D eflectioncalculation ⋯⋯ （9 4 8.6 D etailing ， ， ， ⋯ ⋯ （9 6 A ppendix A C ompression testforconcrete 一 filled F R P tube ， ⋯ ⋯ （9 8 A ppendix BT heoreticalfor calculating mechanical properties of F R P laminate ，⋯ ⋯ （ 一L oo A ppendix CT estfor pull 一 off strength of adhesive reS in ， ， ⋯ （1 0 2 A ppendix D P reparation forfibersheet samples forinter 一 laminarshear strength ， ⋯ ⋯ （ 1 0 7 A ppendix E C ompression testforF R P 一 confined concrete cyhnders ⋯ ⋯ （1 0 8 4 A ppendix FI n 一 situ qualityinspection for externally bondedF R P laminatefor strengthening concretestrU etures ⋯ ⋯ （1 1 0 E xplanation ofwordingin thiscode ， ⋯ ⋯ （1 1 4 L istofquotedstandards ⋯ ⋯ （11 5 A ddition explanation ofprovisions ⋯ ⋯ （ 1 1 7 1 总则 1.0.1 为使纤维增强复合材料在建设工程应用中做到技术先进、 安全适用、经济合理、确保质量，制定本规范。 1.0.2 本规 范适用 于混凝土结构和砌体结构采用粘贴纤维增强 复合材料片材加固修复的设计、施工与验 收 ，以及纤维增强复合材 料筋及预应力纤维增强复合材 料筋混凝 土结构构件、纤维增 强复 合材料管混凝土构件和纤 维增强复合材 料 一 混 凝土组合梁 的设计 与施工。 1.0.3 纤维增强复合材料在建设工程中的应用，除应符合本规范 外，尚应符合国家现行有关标 准的规定。 2 术语与符号 2.1 术语 2.1.1 纤维 fiber 指 土木工程中所采用的各类高性 能纤 维，其种类主要为碳 纤 维、玻璃纤维、芳纶 和玄武岩纤维等。 2.1.2 纤维增强复合材料 fiberreinforced p0 1 ymercompos - ltes 指采用连续纤维或纤维织物为增强相，聚合物树脂为基体相， 两相材料通过复合工艺组合而成 的 一 种聚合物基复合材料，简称 F R P。 2.1.3 碳纤维增强复合材料C arbonfiberreinforced polymer 碳 纤维或碳纤维织物为增 强相，聚合物树脂 为基体相，通过复 合工艺组合而成，简称C F R P。 2.1.4 玻璃纤 维增强复合材料 glass fiber reinforcedp ly - nler 玻璃纤维或玻璃纤维织物为增强相，聚合物树脂为基体相，通 过复合工艺组合而成，简称G F R P。 2.1.， 芳纶增强复合材料 aramidfiberreinforced polym , r 芳纶或芳纶织物为增 强相，聚合物树脂为基体相，通过复合工 艺组合而成，简称A F R P。 2.1.6 玄武岩纤维增强复合材料 basaltfiber reinforcedl 0 1 - ymer 玄武岩纤维或玄武岩 纤 维织物 为增 强 相，聚合物树脂 为基体 相，通过 复合工艺组合而成，简称B F R P。 2.1.7 纤 维布 fibersheet 2 高性能纤维的 一 种制品形式，包括单向、双向或多向等纤维织 物。按所用纤维的种类分为碳纤维布、玻璃纤维布、芳纶布和玄武 岩纤维布等。本规范中无特殊说明时指单向纤维布。 2.1.8F R P板F R Pplate 连续纤 维单向 ．或多向排列 ，并 在工厂经树 脂 浸渍 固化 的板状 制品。 2.1.9F R P片材F R P laminate 纤维布与F R P板 的统称。 2.1.1 0 底层树脂primer 粘贴加固时用于基底处理的树脂。 2.1.1 1 找平材料putty filler 粘贴加固时用于表面找平处理 的材料。 2.1.1 2 浸渍树脂saturating resin 粘贴加固时用 于粘贴并浸透纤维布的树脂材料。 2,1.1 3F R P板粘结剂adhesive 粘贴加固时用 于粘贴F R P板的树脂材料。 2.1.1 4F R P筋F R P bar 由单向连续纤维拉挤成 型并经树脂浸渍固化 的纤维增强复合 材料棒状制品。 2.1.1 5F R P管F R P tube 多 向纤维铺设形成 的圆形或方形层合管。 2.1.1 6F R P管混凝 土组合构件concrete 一filled F R P tube 采用F R P管与内填充混凝土组合形成 的构件。 2.1.1 7F R P 一 混凝土组合梁hybrid F R P 一 concretebeam 由F R P构件 与混凝 土翼板通过抗剪连接构造组合而成 ，能整 体受力 的受弯构件。 2.1.1 8F R P构件F R P member 由F R P层合板 或 夹心板构成 的 具 有特定 截 面 形 状 的 型 材。 3 2.2 符号 2.2.1 材料性能 E f - F R P材料的弹性模量； 介d - F R P材料的抗拉强度设计值； 人k - F R P材料 的抗拉强度标 准值； fcc - F R P约束混凝 土轴心抗压强度设计值； fv组合梁 中F R P构 件 与 混凝土翼板 间剪力连接件粘接 面 的抗 剪强度设计值； 氛。，。 F R P约束混凝土 的极 限压应变设计值； 。ru - F R P约束混凝土标准 圆柱 试件中纤维布的环向极 限 应变设计值； 。ru ,k - F R P约束混 凝 土标 准 圆柱 试件中纤 维布的环 向极 限 应变标准值；F R P管环 向极 限应变标准值； 。fd - F R P片材 的拉应变设计值； 气h - F R P圆管环 向极 限应 变设计值； 。。F R P圆管轴向极 限应变设计值； 几 v。 纤维布搭接平均剪切强度； 2.2.2 作用、作用效应及 承载力 N 轴向压力设计值； N。 采用粘贴预应力C F R P片材 加 固时，加 固结束并扣除 所有 预应力损失后C F R P片材 的预拉力； M 一 包 含初始弯矩 的总弯矩设计值； 从加固前受弯构件计算截面承受的初始弯矩； M k正 常使用 阶段 的标 准荷 载组合下 的弯矩值； 从 C F R P片材施加预应力前，计算截面所受弯矩值； V 剪力设计值； V i加固前梁受剪计算截 面承担 的初始剪力； V b梁 的剪力设计值； 4 V b ,rc未加固钢筋混凝土梁 的受剪承载力； V b ,f加固梁 达 到受剪承载力极限状态时F R P片材承担的 剪力设计值； V 。柱的剪力设计值； V 。，r 。未加固钢筋混凝土柱 的受剪承载力； V C,f加 固柱达 到受 剪 承 载力 极 限状 态 时F R P片材承担 的 剪力设计值； V cs混凝土和箍筋承担的剪力设计值； vf - F R P管承担的剪力设计值； 山，md达到受弯承载力极 限状态 时，受拉F R P材料 的拉应力 设计值； 价，,采用粘贴预应力C F R P片材加固时，加固结束并 扣 除 所有 预应力损失后C F R P片材 的应力； 次，vd采用封 闭包裹粘贴或有可靠锚固措施 的U 形粘贴受 剪加固时F R P片材的有效拉应力设计值； ac 。 、 。。。F R P约束混凝土 的应力和应变； 。fe ,m, 受 压 边缘混凝土达 到极 限压 应 变 时F R P片材 的有效 拉应变； 价e,mZ - F R P片材与混凝土界 面产生 剥 离破 坏 时F R P 片材 的 有效拉应变； 。＊ 考虑二次受力影 响时，加 固前受弯构件在初始弯矩 从 作用下，截面受拉边缘混凝土 的初始应变； 。＊ ,p。 采用预应力C F R P片材加固时，扣除预 应力损失 后在 受拉边缘混凝土应力等于零 时 的应 变值； 气e，、 采用封 闭包裹粘 贴 或 有 可靠锚 固措 施 的U形 粘 贴受 剪加 固时F R P片材 的有效应变； f ,e 封 闭连续粘贴F R P片材对 钢筋混凝 土柱抗震 加 固时 F R P片材有效应变值； yfd ,sw 组合梁中F R P构件腹板极 限剪切应 变设计值； 2.2.3几何参数 bf - cF R P片材 的宽度； d - F R P圆管直径； be组合梁中混凝土翼板的有效宽度； bf，、hf、组合梁F R P构件顶板 的宽度 和高度； bfZ 、hfZ组合梁F R P构件底板 的宽度 和高度； bfw组合梁F R P构件的腹板 总宽度； bs组合梁 中混 凝土翼板剪 力 连接 件 与 F R P构件粘接 连 接的底 面宽度； hfe受拉F R P片材或预应力C F R P片 材 的面 积形 心 至受 压边缘的有效高度；受剪加固时F R P片材 的粘贴高 度； hc组合梁 中混凝土翼板 的厚度； hf组合梁 中F R P构件的高度； r - F R P圆管半径； rc纤 维布转角处粘贴 时 的曲率半径； s, - F R P片材条带净间距； tf,单层 纤维布的厚度； tf - F R P片材 的总有效厚度； tfr 。 F R P圆管厚度； tfi第i层板 的厚度； wf - F R P片材条带宽度； a - F R P纤 维方向与梁轴线的夹角； ai第艺层纤维方向与梁轴线的夹角； A f - F R P片材的截面面积； A 。、I。分别为将钢筋、C F R P片材 按 与混 凝 土弹性模量 比换 算成 混凝土后 的换算截 面面积 和换算截面惯性矩。 A S e计算F R P片材 加 固混 凝 土 受弯构 件 挠 度 变形 时 的换 算受拉钢筋截面面积； 6 毛， 纤维布的搭接长度； L d - F R P片材从其充分利用截面到截 断位置 的 延伸长 度； L f - F R P片材抗弯承载力充分 利 用 截 面 到不需 要F R P 片 材截面 的距 离； 2.2.4 计算系数及其他 风 C F R P片材宽度影 响系数； 户 一 一 受拉面粘贴的F R P片材对裂缝间距的影响系数； 召i 约束刚度参数； 月f - F R P圆管抗压区极 限承载力折减系数； y。 F R P材料的分项 系数； 7 e - F R P材料 的环境影 响系数； 了 ‘ f受压翼缘加强 系数； 彗 一 受压边缘混凝土压应变综合系数； 。 当。fe ,m，大于 。fe ,mZ或 。、 ，m，大于 F R P片材的抗拉强度设 计值时考虑的受压 区混凝土等效应力图形的折减系 数； 沪 v 二次受力影 响系数； ui受拉区纵 向F R P筋的相对粘结特性 系数； P v 。考虑柱 原有箍筋和加固F R P片材 的总折算体积配箍 率； 八v,v 按 柱 原 有箍筋范围 以内的核 心截面计算的体积配箍 率； 几E f采用封 闭包裹粘贴 或 有 可靠锚 固措施 的U 形粘贴 的 受剪加固特征值； 久v最小配箍特征值； 笋 受剪加固形式系数； ks。应力截面形状 系数； ks。应变截面形状 系数； 7 kv剪力连接件粘接连接影响系数； ns纤 维布层数； K f - U型及侧面粘贴受剪加固时受剪剥离系数。 3 材料 3.1 一 般 规 定 3.1.1 材料应包括纤维、纤 维布、基体树脂、F R P、加固用粘贴树 脂材料和表面防护材料。 3.1.2 用 于粘贴纤维布和F R P板等片材加固的粘贴树脂材料应 采用环氧树脂，并应与相应的片材 配套 ．使 用。 F R P管和F R P构 件的基体树脂可 选 用 环氧树脂、乙．烯基 醋树脂和 不 饱 和 聚 醋树 月 旨。 3.2 纤维布及 纤维增 强复合材料 3.2.1 碳纤 维、玻璃纤 维、芳纶 和玄武岩纤 维应符合国家现行 有 关产品标准的规定。 3.2.2 用于结构加 固的玻璃 纤维布、G F R P筋 和G F R P管 中的玻 璃纤维，应使用高强型、含碱量小于0.8％的无碱玻璃纤维或 耐碱 玻璃 纤维，不得使用 中碱玻璃 纤维及高碱玻璃 纤维。 3.2.3 用 于F R P 一 混凝土组合梁 的G F R P型材，可使用中碱玻璃 纤维。 3.2.4 用于粘贴加 固的单向纤维布应符合下列规定 1 纤维布的抗拉强度应 按纤维布的净截面积计算。净截面 积应取纤维布 的计算厚度乘以宽度。纤维布的计算厚度应为纤维 布的单位面积质量除以纤维密度。 2 单层碳纤维布单位 面积质量不宜小 于 1 5 0 9/m “ ，不宜大 于 4 5 0 9/mZ。 3 单层玻璃纤维布的单位面积质量不宜小于 3 0 0 9/mZ，不宜 大于 9 0 0 9/mZ。 9 4 单层芳纶布单位面 积 质 量 不 宜 小 于 2 5 0 9/m “ ，不 宜大于 6 5 0 9/mZ。 5 单层玄武岩纤维布的单位面积质量不宜小 于 3 0 0 9/mZ，不 宜大于 9 0 0 9/mZ。 3.2.5 纤维布的主要力学性能指标 应满足表3.2.5的规定。纤 维布抗 拉强度标 准值应具有9 5％的保证率，弹性模量 和伸长率应 取平均值。 表3.2.5纤维布的主要力学性能指标 纤维布类 型和等级抗拉强度标准值（ M P a 弹性模量（ G P a延伸率（ 高强度型碳纤维布 工级2 5 0 0 2 1 0妻1.3 n级妻3 0 0 021 0妻1.4 班级 3 5 0 02