碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的技术应用
碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的应用
构件 表面 凹陷部 位应 用 环氧腻 子 填平 ,并 修 复 至表 面 平 整 、 滑 ; 顺 内角 ( 差 、 拱 等 ) 用 环 段 起 要
氧腻子填补 , 使之平顺 , 腻子涂刮后 , 表面仍存在
的凹 凸糙纹 , 应再 用 砂纸 打磨 平整
() 1 裂缝 处理 。 度小 于 02mm 的裂缝 , 宽 . 用环
维普资讯
20 第 l 06年 期
26 粘 贴碳 纤维 布 .
董华江
碳纤 维 布在 钢筋混 凝 土结 构加 固中 的应用
8 9
补救措 施 或返 工 ;碳纤 维布 实 际粘贴 面 积应 不少
按 设 计 要 求 的 尺 寸 用 锋 利 刀 具 裁 剪 碳 纤 维 布 . 整齐 划一 , 免毛 刺 、 角 ; 应 避 缺 树脂 的主 剂和 固 化剂应 按规 定 的 比例 称 量准确 ,装 入容 器用搅 拌 器均 匀搅拌 。 次调 和量 应在 可使 用时 间 内用完 ; 一 纤 维顺 长 方 向 片材 的 接 头必 须 搭 接 1 m 以上 , 0e 片材 宽度 方 向不需 要搭 接 ;贴 布 前用专 用滚 筒 刷
22 施 工工 艺流 程 .
有 流淌 、 气泡 , 触干 燥后 , 能进 行 下一道 工序 。 指 才 ( )底 层 涂 料 指 触 干燥 或 固化 后 , 面 上 的 3 表
凸起 部 分要 用砂 布或 角磨 机磨 平 。 25 用环 氲腻 子 进行 残缺 修补 .
混凝 土基 底 处理 涂底 层涂 料一 用 环氧腻 子 进 行残缺 修补 贴碳纤 维 布一 养护 涂 装一 完工
认 真 阅读 设 计施 工 图 ,根据 施工 现场 和 被加
固构 件混凝 土 的实际 状况 .拟定 施 工方 案和施 工
碳纤维材料在加固工程中的应用
Cห้องสมุดไป่ตู้— 一0R F HS 3 0
3加 固设计 .
31 . 基本假定 ( 受拉 区混凝 土的作用 忽略不计 。 1 )
设计 和使用 要求。经验算 截面满 足抗剪验算 。 3 .斜 截面加 固计算 .2 4 验算截 面尺寸 :. 1 f b 0 8 3 N V l , 面满足要求 。 0 5 c 0h = 2 k > n x截 2 3c a 原 次梁斜截 面承载 力 : H 0  ̄ f b 0 1 5 v A vs0 4 3 N V = . h0h+ . f 0 s h =4k > 7 t 2 y 0
◇ 建工论坛◇
科技 园向导
21 年第2 期 01 3
碳纤维材料在加固工程中的应用
王 宇 栗 凤 娟 ( 河南省对外建设有限公司 河南 郑州
400 ) 5 0 0
【 要 】 纤维 , 摘 碳 简称 C RP 是近十年来在发达 国家新 兴的一种加 固混凝 土结构的新材料 , F., 以其优 异的力学性能在工程领域 日渐受宠 ,
c f b =y A 0 WfAe— y - O t c x f0 s+ f f O A s 1o () 2 M= e ( ) Af &m 3 式 中 41 工 工 艺 流 程 .施
混凝土表面处理一涂底胶—修补找平一粘贴碳纤 维布。
42表 面 处 理 .
6 、v —一原截面受拉钢筋和受压钢筋 的抗拉、 由 fO , 抗压强度设计值 。 ( 被粘 贴混凝 土表面应打磨平 整, 1 ) 除去表层浮渣 、 油污等杂 质 , 直 A 0As——原截面受拉钢筋和受压钢筋的截面面积。 s、 O 至完全露 出混凝土结构新面 Me ——碳纤维 的有效截 面面积 f 用压缩 空气机 吹去混凝土表 面粉尘并清理干净 . 2 ) 保持混凝土表 f —_ _ 考虑碳纤 维实际抗拉 应变达不 到设 计值而 引用 的强度利 面干燥 。 用 系数 43粘贴碳纤维 - A- 一实际应粘贴的碳纤维截面面积 f _ 粘贴碳纤维布应符合下列要 求 : k —— 碳纤维厚度折减系数。 m ( 按设计要求 的尺寸裁剪碳纤维布 。 1 ) 33次梁加 固设计 - ( 按照工艺规定配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴的部位。 2 ) 次梁截 面 :× = 5mmx 0 mm; b h2 0 60 原截面钢筋 : 0 9 l As: 1mm2 A s: . '0 ( 用专用 的滚筒沿着碳纤维 方向多次滚压 , 3 ) 挤出气泡 , 使浸渍树 42 m ; 0m 2 功能调整前截 面弯矩 : 0 10N・ , 能调整后截 面弯矩 : M =5k i 功 n 脂充 分浸透 碳纤维 布。滚压 时不得损伤碳纤维布 。 M= 0 k I; 2 0 N.1功能调整前截 面最 大剪力 : a0 9 k 功能调整后截 1 Vm x=10 N. ( 最后在碳纤维布 的表面均匀涂抹浸渍树脂 。 4 1 面最大剪力 : ma= 6 k V x 2 0 N。 ( 待碳纤维完全干燥后 , 面抹防护水泥砂浆并与原抹灰层找平。 5 ) 外 331正截面加固计算 .. 5实 施 效 果 . 混凝 土受 压 区高度 := 2 m ̄2 根 据公 式 ( ) ( ) 得 : f x 5m > c , t 2 、3解 A= ( 加固后的碳纤维与原混凝土之间能共同工作 , 固体系与原 1 ) 使加 4 . mm2。 62 构件形成一个 良 的整体 , 了结构整体承载力 。 好 提高 采用在梁底粘贴 2 0 m宽碳纤维布两层( 8 . m )可满足设 5m M= 3 r 2 . 5 a ( 碳纤维片材加 固混凝土结构 的施 工周期很短 , 2 ) 效率高 , 材料 由 计 和使 用要求 人工在现 场加工 ; 没有大 中型设备 的损耗 ; 检测方便 、 快捷 , 在较小 的 3 .斜截 面加 固计算 .2 3 空 间即可进行施工 , 基本不影响结构 的正常使用 。 施工便捷 。 对各种结 验 算截面尺寸 :. 1f b066N V a, 0 5 c 0h=8k > m x截面满足要求。 23c 构构件 的外形大都可 以使用该方法加 固。 由于材料 自重较轻 , 固后 加 原 次梁斜 截面承 载力 : u 0 1 f b 0 1 5 v A v s0 3 0 N V = .3 t h + . r 0 s h : 3 k > 7 h0 2y 0 基本不增加结构 自重 ,不改变结构外观尺寸和形 状 ,下转第 4 3页 ) ( 2 V a. m x满足要求
碳纤维布加固技术在混凝土结构补强中的应用
Sic a eh lyno tn e l cne n Tc og I v i rd e d no n ao H a
技 术 创 新
碳 纤 维 布 加 固技 术 在 混 凝 土结构 补 强 中 的应 用 ①
陆总 兵 陆艳辉 ( 南通新 华建筑 集 团有限公 司 江苏 南通 2 6 0 ) 2 0 6 摘 要: 粘贴碳 纤堆布加 固混凝 土结 构技 术是 一项新 型 、 简便 , 有效 的混凝土桥 梁加 固技术 。 该技 术充分 应 用 了碳 纤维增 强复合 材料所 特 有 的 高 比 强 度 . 比 模 量 , 腐 蚀 抗 疲 劳 及 施 工 简便 等 许 多 优 点 , 高 耐 为混 凝 土 桥 梁 加 固 技 术 注 入 了新 的 活 力 。 纤 维 布 加 固修 补 结 构 碳 技 术 是 利 用 树 脂 奏 粘 鲒 材 料 将 碳 纤 维 布 粘 贴 于混 凝 土 表 面, 以达 到 对 结 构 加 固补 强 的 目 的 。 文 筒述 了常 用 混 凝 土 结 构 的 加 固方 法 , 本 论
建筑 结构 加 固中的碳 纤维 材料 的力学性
质是非 常优 良的 , 是 , 纤维材料 织 成碳纤 但 碳 作, 当其 承受 了较大 的承载 负荷后 , 中的应 其
以 至于 被 损坏 。 是 它们 之 间使 用 了黏 ̄ JJ 但 f ,
2碳纤维材 料
21 . 碳纤维 的分类
2. . 1 1按碳 纤维 织造 方法 不 同主要 可以
从 纤维布的强度 一般为建筑用钢 材的十几倍 , 弹 胶 共 同使 用 , 可构 成 完 整的 碳纤 维 布增 强 体 铡 筋 的受 拉性 能 , 而提 高构 件 的抗 弯承 载 性模数与建筑钢材 在同一水平上 并略有提 高 ,
碳纤维在建筑结构加固中的应用
端。并且其 受力情 况较为复杂 , 国的《 构加 固修 复用 碳纤维 片材》 我 结 也并没有提 到关于碳 纤维材料 加固节点 区域 的计算方法 。 目前 , 国 我
只有 为数不多的大学对碳纤维材料加 固节点进行 了研究 。 同济 大学 的陆洲导 教授通过 对 5 采用碳纤 维加 固的 R 个 C低 配箍 梁板柱节 点用不 同方式加 固后 进行 了低周 反复试验 , 比了试验 模型 对 刚度和 强度的变化 , 分析 了采 用碳纤维加 固后节点 刚度和承载能 力 的 变化 。结果 显示 : 用碳纤维 加固后 , 采 结构 节点的延性 、 极限承载 能力 和抗 震性能都 有 了显著 的提高 , 且各项性 能指标都达 到或超过 了现 并 行 的抗震规 范 , 因此这是一种行之有效 的加 固方法… 。 广州大学 的江传 良通过 对 R 梁柱节点进行拟静力试验 , 了核 C 研究 心区无配箍 节点 、 碳纤 维布 与钢架联合加 固节点和碳纤 维布加 固节 点 的抗 震性能 。试验结果 表 明: 用碳纤维 布— —小钢架 联合加 固法 和 采 碳 纤维 布加 固法均 可以显 著提 高节点 的极 限承 载能力 和屈 服承载 能 力, 提高节 点的延性 , 使其强度 和刚度 的退 化趋 于缓和 , 并 增强 了耗 能 能力与 吸能 能力。[ 2 1
震性能与承载能力 。图 1 即为用碳纤维加 固的R C柱详 图。 李殿平 、 晓巍等通过对相关试验结果的分析得出 : 孙 当构件的混凝 土强 度相对较低 时用碳纤 维布加 固效果较好 ; 采用碳纤 维布加固钢筋 混凝 土矩形柱 时 , 对柱子转 角部位进行倒 圆角处理可 以提高加固柱 的 延性 , 随着角部 圆弧半径 的增大 , 固柱 的延性提高幅度也随之增大 加 。 3 RC 的加 固 、 梁 依 照加 固梁 的破坏 特性, 在极 限状态 下受拉 钢筋 屈服 、 碳纤 维失 效、 混凝 土被压坏 的原 则, 并结合现行的《 混凝 土结构设计 规范》 中关于 正截 面受弯 承载力计算 的基本原理 , 出如下假定 做 : ( ) 截面假定 。用碳纤 维加固钢筋混凝 土梁截面符合 平截面假 1平 定。 () 2 应力一应 变物理关系。碳纤维采用理想弹性应力应变关系 , 即 当0 时 , - d 当£f£ ,- 。 ≤8 ≤8 f f ̄E ; 时 of f : = 碳纤维 加固 R 梁 的技术原理在 于 , C 碳纤维材 料具有高强度 、 高弹 性模量 、 重量轻及 耐腐蚀性好 等特点 。加 固修 复钢筋混凝土梁 所用碳 纤维材 料主要为两 种: 碳纤维材料 与配套树脂 。其中碳纤维 的抗 拉强 度为建 筑钢材 的十倍 , 而弹性模量 与钢材相当, 某些种类 ( 弹性) 如高 碳 纤维 的弹性模量甚 至在钢材的两倍以上, 且耐久性和施工性能 良好, 是 很好的一种加 固修复材料 ; 配套 树脂 则包括底 层树脂 、 找平树 脂及粘结 树脂, 前两者 的作用是 为了提高碳纤维的粘结效果, 而后者的作用则是 使混凝土与碳纤维 能够形成一个整体, 并且可以协同受力, 提高结构构 件的抗剪 、 抗弯承载能力, 达到对结构构件进行补强 、 加固的效果 。 用碳纤 维布对钢筋 混凝土梁进行 加固时 , 首先应 对框架梁 的混凝 土强度进行检测 , 以便 为后续 工作提供参考 , 接下来应当通过对加固梁 抗弯承载力和抗剪承载力进行计算 以便对碳纤 维布进行设计 。 三 、 纤 维 加 固的 施 工 碳 其工艺原理是将抗拉 强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合 增强材 料( 向连续 纤维 )用 环氧树脂粘结剂 沿受拉方 向或垂 直于裂 单 ; 缝方 向粘贴在要补强 的结 构上 , 形成一个新的复合体 , 使增强粘贴材料 与原有钢筋 混凝土共 同受力增大结构 的抗裂或抗剪 能力 , 提高结构 的 强度 、 刚度 、 抗裂性 和延伸性。 碳纤维布在粘贴施工 时需要遵 循下述 程序 : 凝 土表面打磨 、 昆 清理 干净 一涂 打底 胶一 刮 找平 胶一 刷浸 润胶 一粘 贴 C R - 0 润胶一 F P ̄¥ 浸 CR F P表面处理一表面防护处理 。 其中 : 1 混凝土 表面的处理 是决定工程质 量的关键 , 、 确保 混凝土面坚硬 平滑才能充分发挥碳纤维布的共同受力 。 () 1 被粘贴混凝土表 面应 打磨平 整, 除去表层 浮浆 、 油污等杂质 , 直 至完全露 出混凝土结构坚硬新 面。应清理被加固构件 表面有 缺陷的混 凝土 , 并且 用修复材料 将表面修复 平整。转角粘 贴处 要进行处理并 打 磨成圆弧状 , 圆弧半径应不小于 2 r 0 m。 a () 2 必要时应按设 计要求对裂缝进行灌浆 封闭处理 。 () 3 混凝土表面的灰尘需清理干净并用丙 酮进行擦拭 以保持干燥 。 2 涂打底胶 、 () 1 打底胶 用于混凝 土表面 , 具有 一定的渗透作 用 , 可在混凝 土表 面形 成一个硬化层 并有利于找平胶和浸润胶 的粘贴 。 () 2 涂打底胶 之前要仔 细检查混凝 土表面是否完成 了上一道工序 的处 理 。 () 3 用滚筒 、 毛刷等工具将 打底胶均 匀涂 于混凝 土表 面 , 待表面指 触干燥 后 , 立即进行下一道工序。 3 找平 处 理 、 () 1 当混凝 土表面不够平 整时 , 要用 找平胶修复 , 以便使碳纤维 布 能够平 直的粘 贴在混凝土表面。 () 2 应对混凝 土表面凹陷部位用 找平胶填补平整 , 且不应有棱角 。 () 3 转角处应 用找平胶修 复成光滑 圆弧 , 半径不 应小于 2 m 0 m。应 在找平胶表面指触干燥后立即进行下一道工序施 工。 4 C R 的粘贴 、F P
钢筋混凝土结构碳纤维布加固技术原理及应用
。
采 用 粘 贴碳 纤维 片 材进 行 结 构加 固
时 有 以 下 几 点需 要 注 意 : ( 1 )在 受 弯加 固 和 受 剪 加 固 时 被加
,
以实际检测 数
使用 碳 纤
钢
据作 为 验 算 的 依 据
。
维 布加 固具 有 以 下 几 个优 点 : ① 强 度 高
300 0 MPa
, ,
混 根 据 《 凝 土 结 构 加 固设 计 规 范 》 (G B 5 0 3 6 7 2 00 7 ) 规定
尽 管本 次仅 是 设 备改 造
,
没 有改 变
好 地 共 同工 作
大 大 提 高 碳 纤 维 布 的抗 因此粘
房 屋 的用 途 和 使 用 环 境
范 ) (GB J
10
,
但 是 由于 该 房
拉强 度 碳 纤 维 具 有 高拉 伸 强 度
、 、
、
,
故 碳 纤 维 加 固 首 先 必 须使碳 纤
,
混 屋 设 计 时采 用 的 原 《 凝 土 结 构 设 计 规
—
维 布 中 的 碳 纤 维 丝 能共 同 工 作
、
89
混 ) 与现 行《 凝 土 结 构设
—
高 弹性 模
bo
F ibr e
结 剂 对 碳 纤 维 布 的 加 固起 着 关 键 的 作
用 它 既 要 确保 各 碳 纤 维 丝 共 同工 作 同
,
计 规 范 ~( G B 5 0 0 1 0
,
2002
,
,
( 4 )受 弯 构 件加 固时 在 达 到受 弯 承
加 固设 计 的 依 据
。
维 结 构加 固技术 在 混 凝 土 结 构方 面 已 产
碳纤维加固法在钢筋混凝土柱补强施工中的应用
碳纤维加固法在钢筋混凝土柱补强施工中的应用发布时间:2021-12-31T07:06:28.215Z 来源:《建筑实践》2021年第8月22期作者:朱磊[导读] 本文解析了钢筋混凝土柱结构补强的技术特点、施工工艺朱磊云南国土资源职业学院云南昆明650000摘要:本文解析了钢筋混凝土柱结构补强的技术特点、施工工艺,并紧密结合自己在工程中的实践经验,介绍了钢筋混凝土柱结构补强的施工技术、施工工序质量的控制措施。
关键词:碳纤维加固结构补强实践应用随着社会经济的高速发展,建筑行业市场对现代建筑物的使用要求越来越高,钢筋混凝土柱由于具有承载能力高、抗震性能好等优点,已逐步在现代建筑施工得到广泛应用。
在工程实践中,当钢筋混凝土柱承受荷载超出其自身承载极限时柱体就会发生损伤变形,及时进行结构补强是确保建筑结构安全的重要手段,现结合在一综合楼项目中钢筋混凝土柱结构补强的施工实践进行分析。
一、碳纤维加固结构补强的原理钢筋混凝土柱是建筑结构中重要的受力构件,属于压弯构件,主要承受轴力,这种受力状态决定其延展性小,当钢筋混凝土柱不能满足安全性、耐久性和适用性要求时,就须进行结构加固补强。
碳纤维布加固法作为钢筋混凝土柱常用的结构补强方法,补强效果具有耐腐蚀性、耐渗性、减震性能好等特点。
碳纤维布加固法的原理是用粘合剂将碳纤维布粘贴在柱构件的表面,碳纤维的包裹对柱产生环箍作用,在一定程度上提高了柱的轴心抗压强度,碳纤维对柱产生的横向约束作用还可显著提高柱在水平荷载下的延性,满足轴压比的延性要求。
二、钢筋混凝土柱碳纤维加固法的应用实践1、工程概况某学校教学楼,建筑面积9120m2,结构形式为钢筋混凝土框架结构,6层,总高22米,混凝土标号C30。
该教学楼使用年代久远,经第三方机构进行房屋鉴定后需对该建筑结构进行补强加固,由设计单位对钢筋混凝土柱承载力和延性的核算,确定对钢筋混凝土柱采用碳纤维布加固法补强,即采用沿整个柱高范围包裹3层碳纤维布,经碳纤维加固后将有效提高柱的抗剪承载力和延性,以确保建筑物的使用安全。
碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究
碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能研究
随着建筑结构用材的不断进化和发展,碳纤维布已成为一种用于加固钢筋混凝土构件
的常用材料。
本文旨在研究碳纤维布加固钢筋混凝土构件的性能。
首先,介绍碳纤维布的特性。
碳纤维布是由一系列高强度碳纤维丝成型的布料,其密
度比普通钢筋低,但其强度和刚度比钢高。
碳纤维布具有不易腐蚀、不易老化、易加工等
优点。
其次,碳纤维布加固钢筋混凝土构件的优点。
加固后的构件可以提高其强度、刚度,
防止开裂和破坏,延长其使用寿命。
同时,由于碳纤维布的质量轻,可以减轻构件的自重,降低建筑物的荷载,提高建筑物的抗震性。
接着,介绍碳纤维布加固钢筋混凝土构件的加固方法。
首先,需要将构件表面处理干净。
然后,将碳纤维布铺贴于构件表面,并用胶水和钉子固定。
最后,需要在碳纤维布的
表面进行涂层处理,以增加其防火、耐热性能。
最后,通过实验研究,验证了碳纤维布加固钢筋混凝土构件的优劣性能。
实验结果表明,碳纤维布加固后的钢筋混凝土构件具有较高的抗拉、抗剪强度,并且能够提高其延性
和变形能力。
同时,实验也表明,碳纤维布加固可以防止结构发生破坏,并提高其抗震性能。
综上所述,碳纤维布加固钢筋混凝土构件是一种有效的加固方式,可以提高其强度、
刚度和抗震性能,延长其使用寿命。
未来,应在实际工程中进一步推广应用。
浅析碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的应用
() 2 由于碳纤维片为电的良导体 , 应使其远 离电 源 。 () 3 施工用各种树 8远离明火, 旨 并避免阳光 直射。 () 4 施工及检查 人员应穿防护工作服, 配戴 口罩、 手套、 防护眼镜等防护用品。 () 工现 场 通 风 状 况 良 好。 5施 ( )当树 脂粘附在皮 肤上时 , 立即用肥 6 应 溅入眼内用清水清洗或及时就医。 或有流淌、 气泡, 指触干燥后, 才能进行下一道 工 皂 水冲洗, 序的 施 工 。 () 7 经常整理清扫作业场, 清洁作业环境 。 () 底层涂料 指触干燥或固化后, 3 表面上 1. 1 检验与验收 的凸起部分 ( 般类似结露的露 珠一样 ) 一 要用砂 ()在开始施 工之前, 1 应确 认碳纤维布 及 布或 角磨 机磨 平 。 配套树脂 类粘结材料的产品合格证, 产品质量出
1. 0 施工主意事项 ()气温往5 1  ̄ C以下、 相对湿度RH>8 5%、 混 凝 土表 面含 水 率 在8 %以 上 、 有结 露的 可能
时 , 有 效 措 施 不 得 施 工 , 工 时 应 保 证 气温 在 无 施 5 5  ̄ 3℃之 间 , 对湿 度 不大 于 8 %的环 境 下施 C 相 5
简便等 传统加 固方法所不具 备的特点, 讲碳纤维 广泛 地应 用于混凝 土结构 的加固中, 对促 进加 固工程 的发展有着积极 的推动作用。本工程施工 完 成后, 无论是施 工质量 , 还是确 保工期 和后期 服务工作, 均受到业主、 监理单位、 设计单位的好 评, 经验收确认效果良好, 达到预期加 固目的。
6 用环氧腻子进行残缺修补 . 厂检验报告, 口材料要有商检证 , 进 各项性能指 () 1 构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平, 标 应符合有关规 定的要求。 并修复至表面平整、 顺滑。 ()采用碳纤 维布及配套树脂类粘结材料 2 ()内角 ( 2 段差、 起拱等 ) 要用环氧腻子填 对混凝 土结构进行加固修复时, 应严格按有关规
谈碳纤维布加固技术在混凝土结构中的应用
谈碳纤维布加固技术在混凝土结构中的应用摘要:本文简要介绍了碳纤维布加固混凝土的结构特点及其技术原理关键词:碳纤维布;混凝土;技术;原理中图分类号:tu74文献标识码:a文章编号:引言:碳纤维具有元素碳的各种优良性能﹐如比重小﹑耐热性极好﹑热膨胀系数小﹑导热系数大﹑耐腐蚀性和导电性良好等, 同时﹐它又具有纤维般的柔曲性﹐可进行编织加工和缠绕成型。
碳纤维最优良的性能是比强度和比模量超过一般的增强纤维。
目前, 碳纤维布加固混凝土结构技术在我国的许多地区的桥梁和工民建工程中得到了广泛的应用。
1.碳纤维布加固技术特点1.1高强高效、高弹性模量, 其抗拉强度比普通钢材高 8 ~ 10倍, 将它用粘结树脂与结构粘贴后形成一体, 能可靠地与钢筋混凝土共同工作, 有优异的补强效果, 且适用面广、质量易保证。
1.2施工便捷, 工效高, 没有湿作业, 不需现场固定设施, 能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸, 可多层粘贴,并能有效地封闭混凝土的裂缝, 施工占用场地少。
而采用传统的加固补强方法, 如包混凝土法、粘钢法, 均需进行大量剔凿、植筋、焊接、浇混凝土作业, 碳纤维布施工却不需要。
因此, 它对施工空间要求很低, 便于狭窄空间作业,对生产、使用的干扰很小。
1.3耐腐蚀及耐久性能极佳。
碳纤维能有效地防护构件的混凝土和钢筋免职受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀。
碳纤维与胶结构本身及经其补强的构件可以长期承受紫外线、核幅射; 长期在 - 54~ 80e 下使用,强度不会降低; 经加速暴露老化试验验证可历时40年性能不变; 且在表面涂装后, 耐用性更加突出。
1.4加固修补后, 基本不增加原结构自重, 能保持结构原状, 外形美观, 同时原构件尺寸不会有太大的变化。
粘贴后表面可以涂刷、粘贴饰面材料、防火材料。
2.碳纤维布加固技术原理外贴碳纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材,通过二者协同受力,达到加固目的。
碳纤维布在钢筋混凝土工程加固处理中的应用
胡启 国 H g o U Qi u
摘
要 : 文 结 合 工 程 实 例 , 细 阐 述 了 碳 纤 维 本 详
筑 钢 材 十 倍 , 弹 性 模 量 与 钢 材 相 当 , 些 而 某
服 后 , 筋 的 作 用 逐 渐 被 碳 纤 维 代 替 , 纤 箍 碳 维 的应 变 发 展 加 快 , 变值 要高 于 箍 筋 的应 应
表 1 碳 纤维 布 主要 性 能指 标
② 梁 受弯后 , 混凝 土、 钢筋 及碳 纤维应 变符
合 平 截 面 假 定 ; 碳 纤 维 材 料 采 用 线 弹 性 应 ⑧ 力 一应 变 关 系 : = d £ 。 本 工程 建成 od E X d 因
后 未经 装修使用 , 加固设计 时忽略碳纤维 二
形 成 一 个 复 合 性 整 体 , 且 共 同 工 作 , 高 并 提 结 构 构 件 的 抗 弯 、 剪 承 载 能 力 , 到 对 结 抗 达 构 构件 进 行 加 固 、 强 的 目的。 补
文章编号 : 0 — 4 2 2 0 0 — 1 1 0 1 8 0 2 (0 8)7 0 — 2 0 9
1 工程 概 况
怀 化 市 某住 宅 小 区建 筑 工 程 ,建 设 方 在
21碳 纤 维 加 固 钢 筋 混凝 土抗 弯 构 件 . 钢 筋 混凝 土 受弯 构 件 的 抗 弯 加 固 ,是 通 过 将 碳 纤 维 布粘 贴 于 构 件 受拉 区 , 替 或 补 代 充 钢 筋 的 受拉 性 能 , 而 提 高 构 件 的抗 弯 承 从 载 力 。 粘 贴 碳 纤 维 后 , 构 件 收 拉 区 混凝 土 在 开 裂 前 , 纤 维 的应 变 很 小 ; 混 凝 土 开 裂 碳 在
碳纤维布在混凝土大梁加固中的应用
的 复 合 材 料 。它 具 有 高强 轻 质 、 腐 蚀 、 老 化 、 理 性 能 稳 定 等 优 点 , 抗 拉 强 度 约 为 钢 材 的 7 l 抗 耐 物 其 一 0倍 。 碳 纤 维 布 加 固混 凝 土结 构技 术 , 是 利 用 树 脂 将 碳 纤 维 布 粘 贴 在 混 凝 土 构 件 的 表 面 , 成 一 体 共 同 工 作 , 则 形
以达 到 对 结 构 构 件 的加 固 目的 。
1 工 程 概 况
某 教学楼为三层 混合结构 , 纵墙 承 重 , 墙 厚 3 0mm, 外 0 内墙 厚 2 0m 灰 土 基 础 , 盖 为 现 浇 钢 筋 混 凝 4 m, 楼 土 肋 形 楼 盖 。该 工 程 于 19 9 8年 l 0月 浇 筑 第 二 层 楼 盖 混 凝 土 , 1 初 浇筑 第 三 层 楼 盖 混 凝 土 , 体 结 构 于 l月 主 19 9 9年 1月 完 成 主 体 结 构 。 同 年 4月 作 装 饰 工 程 时 , 现 大 梁 两 侧 的 混 凝 土 楼 板 上 部 普 遍 开 裂 , 缝 方 向 发 裂
( vlEn ie r gDe at n Ch n d e c esColg Ch n d 1 0 0, ia Cii gn ei p r n me t, a g eT a h r l e, a g e4 5 0 Chn ) e
A b t a t Th a e n r d c s t t o fsrn t e i g wh c p id t e c r n fb rs e ti t h e n- sr c e p p ri to u e he me h d o te g h n n i h a pl h a bo e h e n o t e r i e i f re o c ee b a o e c i g b id n c o d n o t e c a a tr fc a k h o g h n lss o h a s f o c d c n rt e m fa t a h n u l i g a c r i g t h h r c es o r c s t r u h te a ay i ft e c u e o c a k n t e r i o c d c n r t e ms o e c i g bu l i g.I ho h a b n fb rs e tc n g e ty u ae t e r c s i h enfr e o c ee b a fa t a h n id n ts ws t e c r o e h e a r al pd t h i
碳纤维布在混凝土结构加固工程中的应用
. 只能放在开凿洞 口附近 的梁 、 上 , 以设 计加 固方案 时对 梁板 2 1 碳 纤 维布材料 性 能 板 所
土保护层逐 渐退 出工作 , 凝土 作用减 弱 , 回曲线接 近 于纯钢 0 6 C , C )配箍率分别 为 0 2 混 滞 .( 一3 一5 , .5%( C ,lC ) 一4 S 一5 和
确定屈服位 移 , 求得各试件 的位移延 性系数 。位移延 性系数平 均 果 , 型钢 混凝 土柱在最大荷载时 , 等效粘滞 阻尼 系数 h 在 0 3左 ,
可见 型钢混凝土节 点的耗 能能力大约为钢筋混凝土节点 的 3倍 。
\~
0 1 0. 0 3 2 0 4 0 5 0 6
节点。
03 .8%( c , R _1
2 s c ) 四根 型钢混凝 土柱进 行 了反 ,R _3 的
2 2 轴压 比对构件 延 性 的影响 .
复荷载下的试验研究 。从其骨 架 曲线 ( 图 2 上 可 以看 到 , 相 见 ) 在
配箍率越 高 , 其延性越好 , 曲线下降就越平缓 。 从图 2可以看 出, 型钢 混凝 土柱 的滞 回性能较 好 , 曲线 较为 同轴压 比下 ,
关键词 : 纤维布 , 碳 结构加 固, 混凝土表面 , 施工养护
中图 分 类 号 : 3 TU 7 文献标识码 : A
1 工程概 况
某大型住宅小 区 , 内设一座会所 , 主要面 向住户提供 娱乐 、 休
结构受力情况进行 校核 , 现临 时 吊装 荷载 超 出原设计 荷载 , 发 必
. 丰满 。还可 以看 出轴压 比对柱 的滞 回性能影 响较 大 , 随轴压 比的 2 4 耗 能 性 能
钢筋混凝土梁粘碳纤维布加固在工程中的应用
钢筋混凝土梁粘碳纤维布加固在工程中的应用在某办公楼改造加固工程中,通过软件建模计算和加固方案分析,就钢筋混凝土框梁粘贴碳纤维布加固法的分析、计算过程和施工技术要求进行论述。
标签:改造加固;钢筋混凝土框梁;粘贴碳纤维布加固法1、前言粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁是利用树脂类材料把碳纤维布粘贴与结构构件表面,形成复合材料体CFRP,通过其与结构构件的协同工作,达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。
本文以一个改造加固项目钢筋混凝土梁粘贴碳纤维布加固算例,对加固设计和施工进行阐述。
2、工程概况某办公楼为四层框架混凝土结构,天然地基,独立基础,一层层高为4.5米,二至四层层高3.3米,建筑面积约为2000㎡。
该办公楼为新建项目,建筑原外立面为真石漆,现变更为干挂石材。
3、加固设计3.1计算分析由于该办公楼为新建项目,且外墙面变更在投入使用前,因此未对原建筑物结构进行检测鉴定。
建筑外立面由真石漆变更为干挂石材,建筑结构荷载发生变化,依据原建筑结构PKPM计算模型,施加外墙面实际荷载,重新进行计算复核。
通过软件计算结果与原有建筑结构模型计算结果对比分析,原结构基础承载力及框架混凝土柱承载力满足要求,不需要进行加固;局部楼层边框梁底配筋不满足要求,如果不采取加固措施,对办公楼建筑结构安全存在安全隐患。
3.2加固方案钢筋混凝土梁底配筋不足,加固方案为梁底增大截面和梁粘贴碳纤维布加固。
梁底增大截面加固:凿除保护层,植筋,绑扎钢筋,支设模板,浇筑灌浆料,混凝土养护,施工周期较长;梁粘贴碳纤维布加固:梁底、梁侧混凝土表面打磨,粘碳纤维布,碳纤维布表面防护,施工简便,周期短。
为了能够缩短施工周期,同时缩减工本,钢筋混凝土梁采用粘贴碳纤维布法加固。
3.3计算方法该办公楼一层顶楼板结构边框梁截面宽度b=250mm,截面高度h=600mm,受压钢筋合力点至截面近边缘距离a’s=37.50mm,受拉鋼筋合力点至截面近边缘距离as=37.50mm,混凝土强度等级C30,受拉钢筋强度设计值fy=360Mpa,受压钢筋强度设计值f’y=360Mpa,纤维抗拉强度设计值ff=2300Mpa,纤维设计拉应变εf=0.007,受拉钢筋面积As=1388mm2,受压钢筋面积A’s=760mm2,设计截面位于框架梁梁中,弯矩设计值M=324kN·m。
混凝土结构碳纤维加固规范
混凝土结构碳纤维加固规范(本文由:上海鼎峰加固工程整理)利用高强非金属纤维类材料,如碳纤维、玻璃纤维等对结构进行加固的方法,具有耐久性好,施工简便,不加大截面,不增加荷载,外形美观等优点,已成功用于多种结构的抗震、抗弯和抗剪加固。
但是,碳纤维加固方法也有其适用范围,本文通过几个工程实例,分析用碳纤维加固钢筋混凝土结构的特点及其适用性。
1、碳纤维用于抗震加固试验研究表明,用碳纤维材料包裹钢筋混凝土柱,使纤维方向与柱轴线相垂直,可以有效提高柱的延性和承载力,增加其抗震耗能能力[1]。
另外,剪力墙作为主要抗侧力构件,其破坏形态不外乎受弯延性破坏(中高剪力墙)或受剪脆性破坏(低剪力墙)。
将碳纤维用于加固剪力墙,只要方法适当,也可显著提高其延性和承载力。
因此,钢筋混凝土结构的抗震加固是碳纤维材料应用的一个有效领域。
但应指出,用碳纤维对柱或剪力墙进行加固时,由于碳纤维本身属预柔性材料,通过结构胶与被加固结构粘结,这就要求被加固结构混凝土须满足一定的强度要求,才有可能发挥碳纤维的加固效果。
以下以实际工程为例说明碳纤维加固钢筋混凝土柱并改善抗震性能的方法。
1.1工程概况和加固方案某多层钢筋混凝土框架结构,施工验收时发现有9根框架柱混凝土强度不能满足设计要求,致使轴压比过大,无法满足轴压比限值所需的延性要求,对此确定采用碳纤维布对柱进行包裹的加固方案。
其理由一方面是碳纤维的包裹对柱混凝土产生环箍作用,可在一定程度上提高混凝土的轴心抗压强度;另一方面,碳纤维对柱的横向约束作用还可显著提高柱在水平荷载下的延性,满足轴压比的延性要求。
加固材料采用美国赫氏单向碳纤维布环氧复合材料。
通过对承载力和延性的计算,对强度较低的3根柱采用沿整个柱高范围包裹3层碳纤维布的方案,对其他6根柱采用沿整个柱高度范围内包裹2层碳纤维布的方案。
1.2加固承载力和延性分析经碳纤维加固后,可以显著提高框架柱的抗剪承载力和延性。
原结构为800㎜×800㎜框架柱,层高3.6m。
预应力碳纤维布在钢筋混凝土梁加固中的应用
的变形 , 这种 变形 在荷 载 一变 形计 算 中是需要 考虑 的 。 ( 3 ) 碳 纤 维布与 滚轴之 间 的摩擦 力 。 碳 纤维 布与滚 轴 之 间的摩 擦 力 会使 梁 底碳 纤 维布 中 的实 际拉 力 比测 力 计 所示 的拉 力要 小一些 , 在施 工 中要采 取 一些措 施 来减 少 摩擦 力 的影响 。 ( 4 ) 混凝 土 的徐 变 。 由于预 应 力加 固构件 只是 部分预
关 键词 :预应力; 碳纤维布; 反拱技术; 加固
1引言
在 结构 的使用 期 限 内, 各 种荷 载 的作 用 都将 产 生相 应 的变形 , 如梁和 板 的跨 中挠 度 、 简支 端 的转 角 、 柱 和墙
的侧 向位 移 等 。构件 的变 形过 大 , 就 可 能会产 生 改变 结
图 2所 示 。
型号 J 厚度 / m 抗拉强度 / M P a t 弹性模量强度 / M P a ] 延伸率 / %
S - C 1 - 2 0 1 0 . 1 1 1 l
S - C I - 3 0 0 l . 1 6 7 l
3 8 6 0
4 0 8 0
l
l
2 4 5 ×1 0 0
一
6 1 —
施工技术
广东建材2 0 1 3 年第7 期
通 过与 碳 纤 维布 相连 的力 传感 器 来控 制 所 施 加预 拉 力 底 面 , 待 环氧 树 脂 凝 固硬 化后 再 逐 步释 放 预应 力 , 并 做 2 0 0 m m宽 U型 抗剪 箍 , 间 距 的大 小, 而不 是像 一般预应 力 构件 中 由拉伸 量来 控制 预 好端 部锚 固 。T梁腹 板采 用 ,
碳纤维布在加固钢筋混凝土梁中的应用
从 停运 的时 间。3 根据 ) 碳纤维布 ( abn F e e ocdP l r简称 C R ) C ro i r i re o me, b R n f y F P 结构 通的情况下操作 , 而大大缩 短工程 停工 、 可裁 剪 , 加 固技术是指采用高性 能粘 结剂将 碳纤维 布粘贴 在建 筑结构构 受力分析可以进行 多层粘 贴。其方 向也 可 以灵活 掌握 , 易于操作。4 耐 腐蚀 性能及 耐久性 能好 。F P多具 有优异 的化 ) R 件表面 , 使两者共 同工作 , 提高构件承载能力 , 由此达 到对建筑 物
碳纤维布在加 固钢 筋混凝土梁 中的应用
李 善 晓
摘 要 : 绍 了碳 纤维布 的性 能特 点及其在加 固钢筋混凝土 梁中的应用 , 钢筋混凝 土梁的破坏 形 态进行 了分析 , 用 介 对 采
了碳 纤 维 布加 固技 术对 其 加 固 , 到 了 良好 的效 果 。 达 关 键 词 : 纤 维 布 , 固 , 筋混 凝 土 梁 碳 加 钢 中 图分 类 号 : U 3 . T 5 17 文 献标 识 码 : A
2 0世纪 8 0年代末 , 基于粘钢加 固法的思路 , 出现 了纤维 增强 又要确保碳纤维布与结构共同工作 , 从而达到加固的 目的。 塑料( ie R i o e l t , Fb r e fr dPa i 简称 F P 补强加 固混 凝土结 构的 1 2 碳 纤维加 固特 点 n c sc R ) . 方法 , 近几年在 国 内外 逐渐被 推广应 用开来 , 已完全 产业 化。碳 1 高强高效 。F P材料物理力学性 能优异 , ) R 在加 固修补混凝
厚 。弹性状 态下 , 无论是 MI A D S还是 S T , A WE 都能满足小震不坏 的要求 。但 是在做静 力推 覆分析 时 , 两片长 墙最 先破 坏 , 本无 根 强钢筋配筋率的措施来提 高其 延性。通 过静力推 覆分析 , 验证 了
碳纤维布在混凝土结构加固工程中的应用
法 称为加 大大截面法 工艺简单 ,可广泛应 用于各 种混凝 土结构 的加 固 ,其使用 6 2 h  ̄ 4 ),再进行下 一工序 施工 。 ( 找平 三) 面 比较广 。但 是其也存在一 定 的弊端 ,例 如现场 工作量 大 ,需 较长 的 时间进行养护 ,对结构外 观及房屋 净空也存 在一定 的影响 。
三 、碳纤维 加固施 工中应注意的 问题
碳纤维 加 固施 工 中应 注意一 些 问题 :第一 ,对于主剂 、固化剂 的 采用外加 预应力钢拉 杆或型钢撑 杆对结 构构件 或整体进 行加 固的 配置必 须按照设 计要 求进行 ,一定 要防止 材料加错 或者不均匀搅拌 胶 方法称 为预应力加 固法 ,其特 点是通 过预应力 段强迫 后加部 分拉杆 或 液 ,在施 工过程 中 ,温度 和湿 度应 同时给 予一定 的重视 ,为 r 免产 避 撑杆受 力 ,改变原结构 内力分 布并降低 原结 构应力水 平 ,致 使一般 加 品质量 受影响 , 应 该注意 产品存储 条件 以及存储 时间。第二 , 据 还 根 固结构 中所 特有的应力应 变滞后 现象得 以完全 消除 。因此 ,后 加部分 设 计要求 选用合适 的胶 品种 ,注意 固化剂 的用量 ( 不宜 过大 ),以防 与原结构能较好地 共同作用 ,结 构的总 体承载能力 可显著 提高 。
②调 配 、搅 拌粘 贴材料 粘结 剂( 方法 与底胶 相同) 能出现 使用 ,不 砖柱 进行 加 固。或者对 钢筋混 凝上梁 和钢架 弦和腹杆 进行加 固 。由于 漏刷现象 ,特别注 意要粘贴碳 纤维 的边缘部位 。 湿式外 包钢可大 幅提高构件 的承载能力 ,因此 它主要 是对承 受很大 荷 ③粘 贴碳 纤 维布 ,按照 设计 要 求 粘贴 的部 位 , 特 制T 具反 复 用 载的受压构件进行 加固 。 沿纤维方 向滚压 ,将气 泡除掉 、 ,而且 要求粘 结胶必须充 分浸透碳纤 维 ( )增设支点加 固法 3 布;并用刮板 刮涂碳纤维 布表 而粘结胶 ,使之均 匀。 在 梁 、板等受弯构 件跨 巾增设 支撑 、支柱 、支架 等构件 , 成一 形 ④ 碳纤 维布沿 纤维方 向的搭 接长度不得 小于20 m。 0m
碳纤维布加固补强混凝土结构技术
碳纤维布加固补强混凝土结构技术.txt10有了执著,生命旅程上的寂寞可以铺成一片蓝天;有了执著,孤单可以演绎成一排鸿雁;有了执著,欢乐可以绽放成满圆的鲜花。
碳纤维布加固补强混凝土结构技术近年来,人们对结构的安全性,使用性和耐久性要求不断增强,对现有结构的维护和维修加固引起了工程界的广泛重视。
有很多的因素会缩短现有结构的使用寿命如物理老化,化学腐蚀,社会需求的变化,设计标准的提高等,这些出现问题的建筑物,当实际情况不允许推倒重建时,则只能采取适当的技术措施对其进行加固补强处理。
随着材料科学的发展,纤维材料于土木工程中的应用成为国内外研究的热点,纤维材料中的碳纤维用于加固补强混凝土结构有着其自身的技术优势:高效高强(可以充分的利用其高强度、高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性,改善受力性能,达到高效加固的目的)、耐腐蚀性及耐久性(碳纤维材料化学性质稳定,不与酸碱盐等化学物质反应)、不增加构件的自重和体积(碳纤维质轻而薄)、使用面广(碳纤维是一种柔性材料,且可以任意裁剪)、便于施工(无需大型的施工机械,占用场地少,无湿作业)。
碳纤维布已广泛应用于钢筋混凝土结构的梁板柱的加固补强,并由国家工业建筑诊断与改造工程研究中心主编,在总结近年来国内各高校和科研单位的研究成果以及各设计、施工单位采用碳纤维布进行结构加固的实践经验,参考国外大量相关资料,并进行大量的试算和调研的基础上,制定了《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》,其编号为CECS146:2003。
以下将针对各种情况来进行说明其简便的计算方法。
◆碳纤维补强加固钢筋混凝土受弯构件的正截面承载力:正截面承载力全过程分析的假定:平截面假定;钢筋采用完全弹塑性的应力-应变关系;受压区混凝土采用E.Hognestad建议的非线形应力-应变关系;混凝土受压区沿截面高度划分成有限的面积相等的条带(小单元),并设每条带的应力均匀分布。
根据理论分析结合实验数据提出了如下的简化计算方法:偏于安全的假设碳纤维的拉应变等于钢筋的拉应变,并将碳纤维的面积转化为等效钢筋面积:式中,,和分别表示碳纤维的面积、抗拉强度、等效的钢筋面积与钢筋的抗拉强度。
碳纤维布加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的工程应用
碳纤维布加固提高钢筋混凝土柱轴压比及延性的工程应用
碳纤维布加固技术是一种采用碳纤维布对钢筋混凝土柱轴压进行加固的新型技术。
它可以提高柱轴压的强度、抗裂性和耐久性,大大提高钢筋混凝土柱轴压的承载能力,从而提高造价效益,改善结构安全。
碳纤维布加固技术的工程应用主要有以下几个方面:
1、提高柱轴压比:碳纤维布可以增强柱轴压的强度,使柱轴压比更大,从而提高结构的承载能力,减少柱轴压的体积,降低施工成本。
2、提高延性:碳纤维布可以显著提高柱轴压的抗裂性和耐久性,使柱轴压的延性得到改善,有效防止局部破坏,保证结构的安全性。
3、改善抗震性能:碳纤维布可以提升钢筋混凝土柱轴压的抗震性能,使柱轴压能够较好地承受地震作用,从而提高结构的抗震性能。
4、改善耐磨性能:碳纤维布可以增加柱轴压的耐磨性,使柱轴压能够承受更大的冲击力,从而提高结构的使用寿命。
总之,碳纤维布加固技术是一种有效改善钢筋混凝土柱轴压性能的新型技术,其工程应用不仅可以提高柱轴压比和延性,还可以改善抗震性能和耐磨性能,有效提高结构的安全性和使用寿命,是一项重要的新技术。
钢筋混凝土柱碳纤维加固应用技术
钢筋混凝土柱碳纤维加固应用技术在建筑领域中,钢筋混凝土柱作为重要的承重构件,其安全性和稳定性至关重要。
然而,由于各种原因,如设计缺陷、施工质量问题、长期使用后的老化以及自然灾害等,钢筋混凝土柱可能会出现承载力不足、裂缝等问题,从而影响结构的安全性。
为了增强钢筋混凝土柱的性能,碳纤维加固技术应运而生,并在实际工程中得到了广泛的应用。
碳纤维加固技术是一种新型的结构加固方法,它具有高强度、高模量、耐腐蚀、施工便捷等优点。
碳纤维材料的强度通常可以达到钢材的数倍甚至十几倍,而且其质量轻,不会给原结构增加过多的负担。
此外,碳纤维材料还具有良好的耐腐蚀性,能够在恶劣的环境中长期使用。
在进行碳纤维加固之前,需要对钢筋混凝土柱进行详细的检测和评估。
这包括对柱子的外观检查、混凝土强度检测、钢筋锈蚀情况检测以及柱子的承载能力分析等。
通过这些检测和评估,可以确定柱子的损伤程度和需要加固的部位,为后续的加固设计提供依据。
加固设计是碳纤维加固技术的关键环节。
设计人员需要根据柱子的实际情况,确定碳纤维的粘贴层数、粘贴长度和宽度等参数。
在设计过程中,需要考虑柱子的受力状态、碳纤维材料的性能以及施工工艺等因素,以确保加固后的柱子能够满足设计要求。
在施工过程中,首先需要对钢筋混凝土柱的表面进行处理。
将柱子表面的疏松混凝土、油污、灰尘等清理干净,并对表面进行打磨,使其平整、粗糙,以增加碳纤维与混凝土之间的粘结力。
然后,按照设计要求裁剪碳纤维布,并在柱子表面涂抹粘结剂。
将碳纤维布粘贴在柱子表面,并使用专用的工具将其压实,排除气泡,确保碳纤维布与混凝土之间紧密结合。
最后,在碳纤维布表面涂抹一层防护涂层,以保护碳纤维布不受外界环境的侵蚀。
碳纤维加固技术在实际工程中的应用案例众多。
例如,在某工业厂房中,由于长期受到重载作用,部分钢筋混凝土柱出现了裂缝和变形。
经过检测和评估,决定采用碳纤维加固技术对这些柱子进行加固。
经过加固处理后,柱子的承载能力得到了显著提高,裂缝得到了有效控制,确保了厂房的正常使用。
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碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的技术应用
【摘要】由于年久失修或施工质量等各种原因,经常需要对已有建筑物进行维修、加固。
经过近几年的实验证明碳纤维布材料对混凝土结构进行加固,是一种全新的、技术含量高的混凝土结构加固方法。
碳纤维布具有强度高、自重轻、施工方便、快捷等优良性能,因而利用碳纤维布加固钢筋混凝土构件提高承载力及延长寿命是目前比较流行的方法,在建筑业中有着广泛的发展前景。
【关键词】碳纤维布;加固技术;钢筋混凝土
1. 碳纤维布加固的技术理论
由于碳纤维布材料优异的物理力学性能,在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延展性。
外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材,通过二者共同受力,达到加固目的。
碳纤维布材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点,其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右,弹性模量略高于普通钢筋。
加固修复混凝土结构所用碳纤维布材料主要有两种:碳纤维布材料与配套树脂。
其中碳纤维布的抗拉强度为建筑钢材的十倍,而弹性模量与钢材相当,某些(如高弹性)碳纤维布的弹性模量甚至在钢材的两
倍以上,且施工性能与耐久性良好,是一种很好的加固修复材料;配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂,前两者的作用是为了提高碳纤维布的粘结质量,而后者的作用则是使碳纤维布与混凝土能够形成一个复合性整体,共同工作,提高结构构件的抗弯、抗剪承载力,达到对结构构件进行加固、补强的目的。
2. 碳纤维布加固的优点
碳纤维布加固技术具有高强高效的优点。
(1)施工便捷,工效高,无湿作业,不需大型施工机具,施工占用场地少。
根据有关统计资料,同为粘贴加固方法,粘贴碳纤维布材料是粘贴钢板施工工效的4~8倍。
(2)具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。
试验表明,碳纤维布材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性,可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。
(3)适用面广。
粘贴碳纤维布材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补,且不改变结构形状,这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。
重要的是,对于那些不能停止生产、不能影响生产经营的生产车间,采用碳纤维布加固技术是特别适用的。
尤其重要的是,对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、
大型筒体及壳体结构工程等,采用旧的加固手段几乎无法实施,而采用该项加固技术都能顺利解决,施工质量易保证。
(4)由于碳纤维布材料是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100%的有效粘贴率,而粘贴钢板则很难达到100%的有效粘贴面,相应的验收标准也只要求其达到70%就可以了。
(5)碳纤维布材料质量轻且薄,粘贴后每平方米重量不到1.0Kg,粘贴一层的厚度仅1.0mm左右,加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
3. 碳纤维布材料在结构加固方面的运用
3.1 碳纤维布加固混凝土结构的设计规范。
采用粘贴碳纤维布片材加固混凝土结构时,应按国家现行有关标准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计算和正常使用极限状态验算;钢筋和混凝土材料,根据检测得到的实际强度,按国家现行有关标准确定其相应的材料强度设计指标;碳纤维布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;碳纤维布片材应取生产厂提供的不小于95%保证率的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值。
3.2 碳纤维布片材加固混凝土结构构件的方式。
采用粘贴碳纤维布片材加固混凝土结构时,应通过配套粘结材料将碳纤维布片材粘贴在一起,使碳纤维布片材承受拉力,并与
混凝土变形协调,共同受力。
在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维布片材进行受弯加固,纤维方向与加固处的受拉方向一致;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,纤维方向宜与构件轴向垂直;采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固,纤维方向与柱轴向垂;当有可靠依据时,碳纤维布片材也可用采用其它形式或其它受力状况的混凝土结构进行加固;当采用粘贴碳纤维布片材对结构或构件进行加固时,应考虑加固后对结构中其它构件或构件的其它性能可能产生的影响;采用粘贴碳纤维布片材进行结构加固时,宜卸除作用在结构上的活荷载。
如不能在完全卸载条件下进行加固,应考虑二次受力的影响;在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不应低于Cl5。
采用封闭粘贴碳纤维布片材加固混凝土柱时,混凝土强度等级不应低于C10等方式。
4. 结语
随着碳纤维布加固技术的普及,我国各种应用占碳纤维布率需求比例不断上升,从这个角度上已预示了碳纤维布在工程的广阔应用前景,也许在未来人类社会在材料应用上会从钢铁时代进入到一个碳纤维布材料广泛应用的时代。
参考文献
[1]张小平,碳纤维布加固技术[J],山西建筑,2009年第八期.
[2]陈小兵等,碳纤维布加固钢筋混凝土梁的实验研究[J],工业建筑2008年第六期.。