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浅析碳素纤维布在建筑加固中的应用

来源: 万衡路桥 发布日期 2021-05-11
  碳素纤维布又称碳纤维布,别名(碳纤布、碳纤维带等)碳素纤维加固布是一种单向纤维加固产品。作为加固材料具有增重比率小能对原结构件形状不发生较大变形的情况下,大幅度提高结构的各项力学指标。

  碳纤维布加固修补结构技术是继加大混凝土截面粘结技术之后的又一种新型结构加固技术[。其原理是将碳纤维布用强粘接剂贴在混凝土结构表面,使其与原结构形成一体共同承受荷载,使结构得到有效的加强。

  一、专业建筑加固工程加固理论带入及计算

  在钢筋混凝土构件的加固实际运用中,根据《碳素纤维片加固混凝土结构技术规程》和刘、杨二位教授《CFRP加固混凝土板的承载力分析》的研究理论作为此次结构加固的计算依据。将现有结构构件相关节点力学分布图代入混凝土结构设计双向板理论-塑性矩阵铰线法,结合结构设计软PKPM,依次计算出各节点受力详图及相关构件受力详图(计算过程不是本文述论重点故忽略)。对比各项公式及建筑强制规范,得出各构件需要补强的结构数据,并以此数据为基础根据相关碳纤维布加固数据得出各结构件详细加固施工数据。

  二、 碳素纤维布加固梁、板结构中需注意的问题

  1、梁、板变形可以忽略不计;

  2、因梁、板混凝土的抗拉强度较小,故抗拉强度不计入必要计算条件。构件受力达到承载能力极限值时,受压的极限承载力远远大于受拉的极限承载力,所以梁、板承受的拉力基本可以忽略不计;

  3、因破坏截面的剪切变形与拉压变形相比很小,不考虑剪切变形;

  4、碳素纤维布与混凝土梁紧密结合,这是碳素纤维布对混凝土梁、板加固的先决条件,在施工的过程中粘结碳素纤维布的过程尤为重要;

  5、碳素纤维材料为塑铰弹性材料,其计算可以代入塑性变量的力学公式。

  6、碳素纤维布的容许拉应变不大于碳素纤维布极限抗拉变形其整体的1.5%-2%。由于在混凝土中受拉钢筋的极限应变值取为0.012,碳素纤维布的张索比与钢筋相互接近,其极限应变值可近似其最小值。

  7、碳纤维布可以对结构工程中的梁、板、柱等构件进行加固。对于梁的一般应用为工业与民用建筑物,加固的方式一般为抗弯或抗剪。在进行抗弯加固时,碳素纤维布的布置应垂直于梁长,依次等距布置;在进行抗剪加固时,碳素纤维布的布置方向与抗弯布置一样,但要依次接续布置。在标准施工环境下,所加固的混凝土梁、板,依次粘贴一层可以提高20%-25%的承载力,两到三层可以提高30%-35%的承载力。
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