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建筑碳纖維結(jié)構(gòu)加固方法包括外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、加大截面加固法、 預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法、錨釘粘貼鋼板加固法
1. 外包型鋼加固法:采用外包型鋼,少許增大了構(gòu)件截面,對(duì)結(jié)構(gòu)截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但是真正的效能是型鋼增大了截面外緣承受應(yīng)力的能力。
2. 粘貼鋼板加固法:粘貼鋼板也是增大了構(gòu)件截面,對(duì)結(jié)構(gòu)截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但主要效能還是增強(qiáng)了構(gòu)件截面外緣承受應(yīng)力的能力,對(duì)于承受正負(fù)彎矩的梁構(gòu)件,該方法特別有效。
3. 加大截面加固法:該方法是結(jié)構(gòu)加固的基本方法,也是理論應(yīng)用到實(shí)踐的很直觀的方法,采用加大截面加固法能夠直觀、有效的增加截面的慣性矩,來(lái)降低截面很外緣的應(yīng)力,使截面材料能夠承受該應(yīng)力,達(dá)到加固的目的。
4. 預(yù)應(yīng)力加固法:該方法是針對(duì)增強(qiáng)構(gòu)架截面外緣承受應(yīng)力的能力問(wèn)題,采用體外預(yù)應(yīng)力使構(gòu)件截面產(chǎn)生預(yù)應(yīng)壓力,有比粘鋼粘纖維材料更直接、有效的優(yōu)勢(shì)。
5. 粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法:按照抗彎設(shè)計(jì)狀態(tài)設(shè)計(jì)建造的構(gòu)件,它的截面所能承受額彎矩,主要體現(xiàn)在構(gòu)件截面外緣的拉應(yīng)力數(shù)值上,為增強(qiáng)構(gòu)件截面外緣承受應(yīng)力的能力,用纖維材料替代鋼板實(shí)施粘貼,可以達(dá)到同等鋼板的效果。
6. 錨釘粘貼鋼板加固法:為了使粘貼鋼板的效能得到更好的的發(fā)揮,對(duì)粘貼鋼板加固法進(jìn)行了改進(jìn),就是在鋼板與混凝土之間增加了異形錨釘,它可以使鋼板與混凝土結(jié)合更加緊密,使鋼板受到拉力,加固完畢后,鋼板的彈性收縮使混凝土受到預(yù)壓受力,使構(gòu)件外緣的應(yīng)力承受能力有更大的提高。
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)的這項(xiàng)技術(shù)起步很晚,但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問(wèn)題,一些建筑由于使用功能的改變,難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求,亟需進(jìn)行維修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。
碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),是利用碳纖維布或碳纖維板材來(lái)粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固和補(bǔ)強(qiáng)的一種新型技術(shù)。由于建筑工程的使用年限較長(zhǎng),部分工程存在因設(shè)計(jì)載荷標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低而造成的遺留問(wèn)題,而且部分工程的使用環(huán)境也較為復(fù)雜,建筑結(jié)構(gòu)大多數(shù)長(zhǎng)時(shí)間暴露在外界環(huán)境中,受到溫度、雨水、大氣等環(huán)境因素的侵蝕,在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中,混凝土梁柱會(huì)出現(xiàn)承載力下降等問(wèn)題,安全性能也呈現(xiàn)不同程度的降低。
碳纖維材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、抗l疲勞性能優(yōu)異等特點(diǎn),在建筑工程的補(bǔ)強(qiáng)和加固方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。常用加固補(bǔ)強(qiáng)材料包括碳纖維布、碳纖維板材等。碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)是利用碳纖維布捆綁混凝土梁、柱,從而實(shí)現(xiàn)承重加固補(bǔ)強(qiáng)的技術(shù)。碳纖維板材主要是將碳纖維材料與樹(shù)脂浸漬后,通過(guò)在固定模具中連續(xù)拉擠成型后制得,具有高強(qiáng)度和高彈性模量的特點(diǎn),在建筑中具有施工方便快捷的特點(diǎn),碳纖維承擔(dān)了主要的應(yīng)力,具有較高的強(qiáng)度,樹(shù)脂的作用是抵抗外界的侵蝕,其整體的性能受到纖維和樹(shù)脂直接黏合效果的應(yīng)用。碳纖維板材的加固方法主要是將板材粘貼于構(gòu)件的受力部位,提高該區(qū)域的承受力,從而提高構(gòu)件的抗彎和抗剪能力。
碳纖維加固技術(shù)可以應(yīng)用在建筑工程中的各個(gè)部位,進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行維修加固,保證建筑工程的質(zhì)量和安全穩(wěn)定性。首先碳纖維加固技術(shù)可以應(yīng)用在建筑物的兩個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的相互結(jié)合處從而保證結(jié)合處的質(zhì)量和安全穩(wěn)定性,比如應(yīng)用在橋梁和橋墩的結(jié)合處。其次就是還可以應(yīng)用在建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的重要部位來(lái)保證其的質(zhì)量,例如混凝土梁、混凝土柱、混凝土板等,從而提高他們的抗剪強(qiáng)度和抗震性能。還可以應(yīng)用在一些磚砌體結(jié)構(gòu)中,從而提高其的穩(wěn)定性和質(zhì)量。