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碳纖維加固缺點(diǎn)的這幾點(diǎn)你必須要知道
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)見(jiàn)指采用粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此面達(dá)到對(duì)建筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。
目前,碳纖維加固在建筑加固中應(yīng)用比較廣泛。
目前大量的理論和試驗(yàn)研究來(lái)看,用碳纖維加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí),存在以下幾點(diǎn)不足:
1.碳纖維的抗拉彈性模量相對(duì)其強(qiáng)度過(guò)低,其與鋼筋共同工作時(shí),當(dāng)鋼筋完全發(fā)揮強(qiáng)度時(shí)CFRP才發(fā)揮出不到20%的強(qiáng)度,從而在結(jié)構(gòu)的適用荷載內(nèi)無(wú)法充分利用碳纖維的強(qiáng)度。
2.混凝土與碳纖維之間的環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)層容易發(fā)生粘結(jié)破壞,粘貼CFRP片材的碳纖維加固有其限度,過(guò)量粘貼會(huì)導(dǎo)致界面無(wú)法傳遞足夠的剪應(yīng)力而使得CFRP的強(qiáng)度無(wú)法得到充分利用,并且在構(gòu)件承受較大荷載時(shí)容易出現(xiàn)粘結(jié)破壞。
3.目前的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面,當(dāng)試件的表面有一-定的曲率時(shí),CFRP在受拉的同時(shí)還將受到一個(gè)由曲率引起的剝離應(yīng)力。
因?yàn)樘祭w維加固過(guò)程中對(duì)碳纖維施加預(yù)應(yīng)力后,構(gòu)件在承受荷載之前碳纖維就已經(jīng)發(fā)揮了相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度,既有效地利用了碳纖維的高強(qiáng)度性,又能抑制構(gòu)件的變形和裂縫的開(kāi)展,這樣就較好地避免了碳纖維強(qiáng)度模量比值過(guò)高的矛盾,充分發(fā)揮了碳纖維的高強(qiáng)特性,極大地改善了使用,階段的各項(xiàng)受力性能
碳纖維雙向布的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
1、優(yōu)異的機(jī)械性能
碳纖維單絲的比強(qiáng)度和比模量是鋼材的10倍以上。突出的力學(xué)性能是碳纖維雙向布替代鋼材成為體育器材制作的優(yōu)良材料。
2、質(zhì)量輕
碳纖維雙向布質(zhì)量極輕。尤其是羽毛球拍、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿等體育器材,輕質(zhì)的手感可以降低動(dòng)力要求,節(jié)約能耗,使用方便。
3、柔軟加工性強(qiáng)
碳纖維雙向布的可塑性佳,可以任意加工成各式形狀,同時(shí)可以根據(jù)使用者的不同需求來(lái)設(shè)計(jì)加工體育器材。
碳纖維加固與粘鋼加固能無(wú)限的提高構(gòu)件承載力嗎?
任何一種加固方法都不是,碳纖維加固與粘鋼加固是在原構(gòu)件基礎(chǔ)上進(jìn)行的,原結(jié)構(gòu)的截面尺寸、配筋、混凝土強(qiáng)度等級(jí)限制了發(fā)揮作用的程度。
A、以簡(jiǎn)支梁抗彎加固為例:
一bxh矩形截面梁,配有受拉鋼筋A(yù)s,受壓鋼筋A(yù)s’,請(qǐng)問(wèn)用碳纖維加固,多能增加多少抗彎能力?
答:按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》,在截面和受壓鋼筋一定的情況下,隨著增加受拉鋼筋,構(gòu)件受壓區(qū)高度不斷增加,但不允許超過(guò)ξbh0(ξb:所相對(duì)界限受壓區(qū)高度);4、加固用碳纖維板系統(tǒng)的安裝加固用碳纖維板系統(tǒng)通過(guò)高強(qiáng)螺桿及弧形轉(zhuǎn)向塊與錨具底座相連接,弧形轉(zhuǎn)向塊能使碳纖維板受力在同一直線上。所以該構(gòu)件能承受的計(jì)算彎矩是不大于Mb 的。[Mb=fcbξbh0(h0-0.5ξb) fy'As’(h0-as')]
假設(shè)構(gòu)件加固前所能承受的彎矩為M0,用碳纖維加固所能補(bǔ)充的彎矩Mj是可以事先計(jì)算出的,即Mj=Mb-M0 。也就是說(shuō)如果Mb與M0差值較小,碳纖維抗彎加固的作用是有限的,粘貼更多的碳纖維也不能提高抗彎能力,而只能導(dǎo)致規(guī)范不允許的超筋截面。
B、以簡(jiǎn)支梁抗剪加固為例:
一承受均布荷載bxh矩形截面梁,h/b<4,箍筋A(yù)sv,間距s,請(qǐng)問(wèn)碳纖維加固多能增加多少抗剪能力?
答:按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》,該梁允許承受的剪力Vmax=0.25fcbh0,該梁加固前所承受的剪力V0=0.07ftbh0 1.25fyvh0Asv/s。所以用碳纖維加固所能補(bǔ)充的剪力Vj也可以事先計(jì)算出來(lái),即Vj=Vmax-V0 。也就是說(shuō)如果Vmax與V0差值較小,碳纖維抗剪加固的作用也是有限的。這里有幾個(gè)重點(diǎn),混凝土表面有凹凸不平需要進(jìn)行修補(bǔ)、對(duì)有段差、內(nèi)轉(zhuǎn)角的部位應(yīng)抹成平滑的曲面,對(duì)構(gòu)件截面的棱角應(yīng)打磨成圓弧半徑不小于25MM的圓角,滬寧圖表面應(yīng)保持干凈。
當(dāng)然,如果與其他加固方法結(jié)合采用,如增大截面、受壓區(qū)加固,還能在更大程度上提高承載力。
碳釬維加固工作原理包鋼加固工程
鋼受彎構(gòu)件的加固和修補(bǔ)通常是將碳纖維材料粘貼到受拉構(gòu)件的底部。房屋檢測(cè)運(yùn)用一定的技術(shù)手段和方法,對(duì)其結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢查測(cè)定,實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控,房屋檢測(cè)又稱房屋質(zhì)量檢測(cè)評(píng)估,是指由具備資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)房屋質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),評(píng)估,并開(kāi)具報(bào)告的過(guò)程。廠房加固修補(bǔ)墻體一般都是粘鋼或者粘貼碳纖維布,柱子的加固方式一般也是粘鋼,或者粘貼碳纖維、包鋼,等。一般受損傷較嚴(yán)重的地基或者承重柱,都采用混凝土置換的方法,使原來(lái)的破損的混凝土打掉,重新建模灌漿。房屋加固可以從兩個(gè)層面來(lái)講,一是因房屋破損而進(jìn)行的維護(hù)性加固;2、按設(shè)計(jì)要求對(duì)破損面鋼筋處理后用環(huán)氧樹(shù)脂裂縫膠進(jìn)行灌縫或封閉處理,并保證鋼筋保護(hù)層厚度不小于15mm。二是為了使房屋達(dá)到一定抗破壞力,如抗DZ能力,而進(jìn)行的加固。當(dāng)鋼構(gòu)件受力時(shí),碳纖維與受拉構(gòu)件共同承受拉力,從而提高鋼構(gòu)件的承載力。