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碳纤维布加固结构的优势在哪里?

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浏览:- 发布日期:2018-09-21 20:13:55【

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我们大部分建筑已经进入老旧期,因此近几年建筑结构加固工程也在不断增多,各种加固施工工艺和加固材料也应运而生。在建筑结构加固工程中,常用加固材料有工型钢(粘钢加固)、钢筋(植筋加固)、碳纤维复合材料等,其中能够被广泛运用的就是碳纤维复合材料,不管在梁加固、楼板加固、柱子加固、钢结构构件加固都少不了碳纤维这一个加固材料。

碳纤维布对结构的加固优势在哪里?

一、抗弯加固性能

在混凝土结构的受拉区粘贴碳纤维,可有效提高其承载能力,抑制裂缝扩展。碳纤维加固后混凝土结构的破坏特征与普通混凝土结构以及粘钢加固的混凝土结构有较大的区别,其承载力的计算方法也不相同。国内外学者的研究主要集中在碳纤维加固混凝土梁的抗弯性能、破坏形态、承载力计算、影响参数以及碳纤维加固后混凝土梁的截面变形、裂缝开展等方面。近几年来,不少学者对负载状态下碳纤维加固梁展开了受力性能试验研究和理论分析,试图建立考虑二次受力的抗弯承载力计算方法、滞后应变及跨中挠度的计算公式。

二、抗剪加固性能

在混凝土梁的受剪区侧面粘贴碳纤维能有效提高其抗剪能力,工程中常用的受剪加固方法有侧面粘贴、U型粘贴和包裹粘贴3种方式,其中以包裹粘贴效果。影响碳纤维抗剪加固性能的主要参数有梁的配箍率、混凝土强度、碳纤维配筋率、梁的剪跨比、碳纤维的粘贴方式与锚固性能、碳纤维及粘结胶本身的材料性能等。目前,国内外对抗剪加固的研究主要包括破坏机制和承载力的计算等方面,其中承载力计算的理论模型,一般是在钢筋混凝土构件桁架理论模型的基础上,增加碳纤维对抗剪承载力贡献项。

三、抗震加固性能

通过外包碳纤维约束塑性铰区混凝土以提高混凝土的极限压应变,可提高构件延性,有利于结构的抗震加固。目前国内外不少学者进行了外包碳纤维加固混凝土柱、梁柱节点乃至框架的抗震性能试验研究、理论分析和工程应用研究,提出了相应的碳纤维约束混凝土应力-应变关系的计算模型。

四、抗疲劳加固性能

碳纤维片材加固构件的疲劳分为弯曲疲劳和剪切疲劳2种,根据荷载形式又可分为常幅荷载和变幅荷载下的疲劳问题。碳纤维片材加固构件的疲劳强度,除了与原有混凝土结构的抗疲劳能力有关外,还与碳纤维加固部分的疲劳断裂能力以及碳纤维片材与混凝土界面的抗疲劳破坏能力有关。混凝土抗弯疲劳理论可以用来评价原有混凝土结构的抗疲劳能力,碳纤维片材自身的抗疲劳能力可以通过材料力学实验解决,但关于碳纤维片材与混凝土的界面的抗疲劳破坏能力的研究积累甚少,目前仅有少量试验结果,这些研究表明,在重复、移动荷载作用下,界面的粘结能力有下降的趋势。

五、耐久性加固性能

国内外对碳纤维加固混凝土构件的耐久性能开展了多项内容的试验研究,研究参数包括构件类型(梁、柱)、碳纤维类型(AFRP,CFRP,GFRP)、粘贴方式(环向、轴向)、环境类型(室温、干湿、冻融)、树脂类型等。研究表明,在恶劣环境下CFRP比GFRP性能好,干湿作用下,CFRP约束试件的强度与延性没有降低,刚度得到提高,而GFRP约束试件的强度与延性都降低了,刚度未受影响;冻融循环作用下,CFRP和GFRP约束试件的强度与延性显著降低,刚度未受影响,与室温及干湿循环作用下试件相比,受冻融作用试件的破坏方式更具灾害性。海水腐蚀后,普通钢筋混凝土梁、柱与CFRP加固钢筋混凝土梁、柱的承载力都降低,但CFRP加固混凝土梁的刚度几乎未受到任何影响。
碳纤维布加固结构的诸多优势,你都了解吗?


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