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碳纤维布加固法

栏目:企业新闻 发布时间:2021-06-18
采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时,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应力,并与混凝土变形协调,共同受力。

  一般规定:

  (1)采用粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时,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应力,并与混凝土变形协调,共同受力。

  (2)碳纤维片材用于混凝土结构的加固形式主要有:

   a在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固时,纤维方向应与加固的受力方向一致。

   b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时,纤维方向宜与构件轴向垂直。

   c采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固时,纤维方向应与柱轴向垂直。

   d当有可靠依据时,碳纤维片材也可用于其它混凝土结构构件和受力形式的加固。

  (3)粘贴碳纤维片材加固修复混凝土结构时,应按国家现行有关规范采用以概率理论为基础的极限状态设计法进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算和验算。钢筋和混凝土材料宜按结构检测得到的实际强度,根据国家现行有关规范确定相应的材料强度设计指标;也可根据钢筋品种和混凝土的设计强度等级,按国家现行有关规范采用相应的材料强度设计指标。碳纤维片材应根据构件达到极限状态时的应变,按线弹性应力应变关系确定其相应的应力。

  (4)碳纤维片材取厂商提供产品的不小于95%保证率的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值fcfk。碳纤维片材的极限拉应变 取极限抗拉强度标准值fcfk除以弹性模量Ecf

  (5)当采用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固修复时,应考虑加固后对结构中的其它构件或构件的其他性能可能产生的影响。

  (6)采用粘贴碳纤维片材对结构进行加固修复,必要时宜卸除结构上的活荷载作用。当不能完全卸载进行加固时,应考虑二次受力的影响。

  (7)受弯加固和受剪加固时,被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级应不低于C15。采用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时,混凝土强度等级应不低于C10

  二、间接加固

  间接加固是通过一些构件和局部措施,改变原结构的受力途径,减少荷载效应,发挥构件的潜力,达到减少结构失效概率,加固结构的目的,工程中常采用的方法是:

  1、增设构件法

  增设构件法是在原结构的构件与构件间增设一个新的构件(如两榀屋架间加设一榀新的屋架,两个大梁间增设一个新梁,柱网间加设一个新柱等)。以减少作用在原构件上的荷载,达到加固结构的作用,该方法一般适用于单层工业厂房,或增设新构件后不影响使用要求的多层房屋的楼面梁、柱的加固。该方法施工时不破损原结构,因此施工安全。

  2、增设支点法

  增设支点法是在梁、板、柱上增设支点以减少结构的计算跨度,达到减少荷载效应,发挥构件潜能,提高承载力,加固结构的目的。按支撑结构的受力性能,梁的增设支点加固法分为刚性支点和弹性支点法。刚性支点法是通过支撑构件的轴心受压把荷载直接传递给基础划其他承重构件,此时,支点的变形相对被加固梁的挠度而言非常小,可忽略不计。弹性支点加固法是以支撑构件受弯或桁架作用来间接传递荷载,此时,支点的变形不能忽略,柱的支点法加固可采用柱间横向支撑法,增设支点法适用于房屋净空不受限制的大跨度梁、板或高度较高的柱的加固。

  3、增加结构整体性加固法

  增加结构整体性加固法是通过增设支撑使多个构件形成空间整体,共同工作,因为整体破坏的概率小于单个构件破坏的概率,因此在不加固当中任何一个构件的情况下提高了结构的可靠度。

  4、改变刚度比值加固法

  在房屋结构中,改变构件的刚度比值,调整原结构的内力分布,改善结构受力状况,也可以达到结构加固的目的,该方法多用于提高结构水平抗力的能力。

  三、加固分类

  加固工程从所使用的加固材料来分类,可分为四大类。

  1、钢材

  为了保证钢骨架连接、型钢构架连接和预应力加固法采用横向张拉施工时,有利于钢筋、型钢和钢板的焊接,砼结构加固所用的钢筋宜采用一、二级钢,型钢、钢板、扁钢和钢管宜选用3号钢或16锰钢。对大跨度预应力加固法,也可根据结构的实际情况合理选用三、四级钢筋、碳素钢丝或钢绞线等强度较高的材料,宜采用千斤顶张拉。

  2、砼

  为加强构件新、老砼的结合,同时考虑到原结构砼强度一般较低,砼结构加固所用砼强度等级,设计时应比原结构、构件的强度高一级,当原构件砼强度较高时,一般也可采用与原构件相同的砼强度等级,但应采取技术措施以保证新、老砼间有足够的粘结强度,为加快施工进度,减少对使用的影响,保证加固效果,宜采用早强砼。

  3、软材料

  软材料主要以碳纤维布为代表的软性材料。

  特点是:1、 性能稳定,一般无腐蚀问题。 2、重量轻,不增加结构静载。 3、强度高。4、容易手工操作,不需专门机械设备。 5、施工无灰尘和噪声污染,并可不间断生产运营。

  采用碳纤维加固钢筋混凝土短柱,可防止斜裂缝出现或限制斜裂缝开展,显著提高柱的受剪承载力。碳纤维布加固混凝土柱的破坏具有一定的突然性,但破坏前有声音预兆,使破坏具有可预测性。先包碳纤维再加轴力,碳纤维对柱的约束更为有效,对柱的抗剪强度的提高幅度较大。碳纤维加固钢筋混凝土短柱在反复荷载作用下的荷载—位移滞回曲线是稳定的,与普通混凝土柱相比,具有良好的耗能能力及更小的强度退化。

  4、连接材料

  当采用化学浆液灌浆连接时,宜采用可灌性好、收缩小、粘结强度高、固化时间可调整、耐久性好,且无毒的浆液。浆液固化后与砼的粘结强度应高于被粘结结构砼抗拉抗剪强度。

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