碳纖維布加固法

欄目：企業(yè)新聞發(fā)布時(shí)間：2021-06-18

采用粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)通過配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于構(gòu)件表面，使碳纖維片材承受拉應(yīng)力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力。

　　一般規(guī)定：

　　（1）采用粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)通過配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于構(gòu)件表面，使碳纖維片材承受拉應(yīng)力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力。

　　（2）碳纖維片材用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固形式主要有：

　　 a在梁、板構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，纖維方向應(yīng)與加固的受力方向一致。

　　 b采用封閉式粘貼、U形粘貼或側(cè)面粘貼對(duì)梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固時(shí)，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直。

　　 c采用封閉式粘貼對(duì)柱進(jìn)行抗震加固時(shí)，纖維方向應(yīng)與柱軸向垂直。

　　 d當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，碳纖維片材也可用于其它混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和受力形式的加固。

　　（3）粘貼碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算和驗(yàn)算。鋼筋和混凝土材料宜按結(jié)構(gòu)檢測(cè)得到的實(shí)際強(qiáng)度，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范確定相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)；也可根據(jù)鋼筋品種和混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范采用相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。碳纖維片材應(yīng)根據(jù)構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)變，按線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定其相應(yīng)的應(yīng)力。

　　（4）碳纖維片材取廠商提供產(chǎn)品的不小于95％保證率的極限抗拉強(qiáng)度作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk。碳纖維片材的極限拉應(yīng)變取極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcfk除以彈性模量Ecf。

　　（5）當(dāng)采用粘貼碳纖維片材對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，應(yīng)考慮加固后對(duì)結(jié)構(gòu)中的其它構(gòu)件或構(gòu)件的其他性能可能產(chǎn)生的影響。

　　（6）采用粘貼碳纖維片材對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)，必要時(shí)宜卸除結(jié)構(gòu)上的活荷載作用。當(dāng)不能完全卸載進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)考慮二次受力的影響。

　　（7）受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的實(shí)際混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C15。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C10。

二、間接加固

　　間接加固是通過一些構(gòu)件和局部措施，改變?cè)Y(jié)構(gòu)的受力途徑，減少荷載效應(yīng)，發(fā)揮構(gòu)件的潛力，達(dá)到減少結(jié)構(gòu)失效概率，加固結(jié)構(gòu)的目的，工程中常采用的方法是：

　　1、增設(shè)構(gòu)件法

　　增設(shè)構(gòu)件法是在原結(jié)構(gòu)的構(gòu)件與構(gòu)件間增設(shè)一個(gè)新的構(gòu)件（如兩榀屋架間加設(shè)一榀新的屋架，兩個(gè)大梁間增設(shè)一個(gè)新梁，柱網(wǎng)間加設(shè)一個(gè)新柱等）。以減少作用在原構(gòu)件上的荷載，達(dá)到加固結(jié)構(gòu)的作用，該方法一般適用于單層工業(yè)廠房，或增設(shè)新構(gòu)件后不影響使用要求的多層房屋的樓面梁、柱的加固。該方法施工時(shí)不破損原結(jié)構(gòu)，因此施工安全。

　　2、增設(shè)支點(diǎn)法

　　增設(shè)支點(diǎn)法是在梁、板、柱上增設(shè)支點(diǎn)以減少結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度，達(dá)到減少荷載效應(yīng)，發(fā)揮構(gòu)件潛能，提高承載力，加固結(jié)構(gòu)的目的。按支撐結(jié)構(gòu)的受力性能，梁的增設(shè)支點(diǎn)加固法分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)法。剛性支點(diǎn)法是通過支撐構(gòu)件的軸心受壓把荷載直接傳遞給基礎(chǔ)劃其他承重構(gòu)件，此時(shí)，支點(diǎn)的變形相對(duì)被加固梁的撓度而言非常小，可忽略不計(jì)。彈性支點(diǎn)加固法是以支撐構(gòu)件受彎或桁架作用來間接傳遞荷載，此時(shí)，支點(diǎn)的變形不能忽略，柱的支點(diǎn)法加固可采用柱間橫向支撐法，增設(shè)支點(diǎn)法適用于房屋凈空不受限制的大跨度梁、板或高度較高的柱的加固。

　　3、增加結(jié)構(gòu)整體性加固法

　　增加結(jié)構(gòu)整體性加固法是通過增設(shè)支撐使多個(gè)構(gòu)件形成空間整體，共同工作，因?yàn)檎w破壞的概率小于單個(gè)構(gòu)件破壞的概率，因此在不加固當(dāng)中任何一個(gè)構(gòu)件的情況下提高了結(jié)構(gòu)的可靠度。

　　4、改變剛度比值加固法

　　在房屋結(jié)構(gòu)中，改變構(gòu)件的剛度比值，調(diào)整原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，改善結(jié)構(gòu)受力狀況，也可以達(dá)到結(jié)構(gòu)加固的目的，該方法多用于提高結(jié)構(gòu)水平抗力的能力。

三、加固分類

　　加固工程從所使用的加固材料來分類，可分為四大類。

　　1、鋼材

　　為了保證鋼骨架連接、型鋼構(gòu)架連接和預(yù)應(yīng)力加固法采用橫向張拉施工時(shí)，有利于鋼筋、型鋼和鋼板的焊接，砼結(jié)構(gòu)加固所用的鋼筋宜采用一、二級(jí)鋼，型鋼、鋼板、扁鋼和鋼管宜選用3號(hào)鋼或16錳鋼。對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力加固法，也可根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況合理選用三、四級(jí)鋼筋、碳素鋼絲或鋼絞線等強(qiáng)度較高的材料，宜采用千斤頂張拉。

　　2、砼

　　為加強(qiáng)構(gòu)件新、老砼的結(jié)合，同時(shí)考慮到原結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度一般較低，砼結(jié)構(gòu)加固所用砼強(qiáng)度等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)比原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的強(qiáng)度高一級(jí)，當(dāng)原構(gòu)件砼強(qiáng)度較高時(shí)，一般也可采用與原構(gòu)件相同的砼強(qiáng)度等級(jí)，但應(yīng)采取技術(shù)措施以保證新、老砼間有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，為加快施工進(jìn)度，減少對(duì)使用的影響，保證加固效果，宜采用早強(qiáng)砼。

　　3、軟材料

　　軟材料主要以碳纖維布為代表的軟性材料。

　　特點(diǎn)是：1、性能穩(wěn)定，一般無(wú)腐蝕問題。 2、重量輕，不增加結(jié)構(gòu)靜載。 3、強(qiáng)度高。4、容易手工操作，不需專門機(jī)械設(shè)備。 5、施工無(wú)灰塵和噪聲污染，并可不間斷生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

　　采用碳纖維加固鋼筋混凝土短柱，可防止斜裂縫出現(xiàn)或限制斜裂縫開展，顯著提高柱的受剪承載力。碳纖維布加固混凝土柱的破壞具有一定的突然性，但破壞前有聲音預(yù)兆，使破壞具有可預(yù)測(cè)性。先包碳纖維再加軸力，碳纖維對(duì)柱的約束更為有效，對(duì)柱的抗剪強(qiáng)度的提高幅度較大。碳纖維加固鋼筋混凝土短柱在反復(fù)荷載作用下的荷載—位移滯回曲線是穩(wěn)定的，與普通混凝土柱相比，具有良好的耗能能力及更小的強(qiáng)度退化。

　　4、連接材料

　　當(dāng)采用化學(xué)漿液灌漿連接時(shí)，宜采用可灌性好、收縮小、粘結(jié)強(qiáng)度高、固化時(shí)間可調(diào)整、耐久性好，且無(wú)毒的漿液。漿液固化后與砼的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)高于被粘結(jié)結(jié)構(gòu)砼抗拉抗剪強(qiáng)度。