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碳纤维加固是否在混凝土行业无所不能?

更新时间:2016-05-24 12:23:41点击次数:2007次
碳纤维加固虽说在混凝土修补体现了很多的影响力,不仅能够使CFRP高强特性得到提早表现,还在二次受力之前就有较大的应变,然后有效减小乃至消除CFRP片材应变滞后的景象,到达非常好的加固效果。预应力发生的反向弯矩,可抵消一部分初始荷载的影响,进步运用期间的承载力,使构件华夏有裂缝宽度减小乃至闭合,并约束新裂缝的呈现,然后进步构件的刚度,减小原构件的挠度,改进运用期间的功能。碳纤维的变形=初始变形+荷载...

碳纤维加固虽说在混凝土修补体现了很多的影响力,不仅能够使CFRP高强特性得到提早表现,还在二次受力之前就有较大的应变,然后有效减小乃至消除CFRP片材应变滞后的景象,到达非常好的加固效果。预应力发生的反向弯矩,可抵消一部分初始荷载的影响,进步运用期间的承载力,使构件华夏有裂缝宽度减小乃至闭合,并约束新裂缝的呈现,然后进步构件的刚度,减小原构件的挠度,改进运用期间的功能。碳纤维的变形=初始变形+荷载致使的变形,而对应这两部分变形的胶粘剂剪切变形又别离散布于构件的两头和跨中区域,使得胶粘剂的剪切变形散布更为均匀,可有效防止粘结损坏。


纤维增强塑料(FRP)加固混凝土构造技能是土木工程中开展起来的一项新式加固技能。因为具有强度高、高模量、耐腐蚀、耐疲惫和易加工等长处,这种新式的碳纤维加固资料在钢筋混凝土加固范畴的使用越来越广泛。经过FRP资料外包混凝土能够使混凝土在三相受压状况下作业,其抗压承载才能和变形才能明显进步,并且能够使构造中的轴压构件与抗弯构件的力学功能得到改进,在加固范畴具有无穷的使用空间。碳纤维加固技能开始于20世纪80年代,于90年代后期在中国迅速开展起来,现在国内外许多科研单位和高校就碳纤维加固混凝土构件这项新技能进行了许多的理论研讨和探索。

1碳纤维加固技能的特色

(1)化学功能稳定。碳纤维资料对温度具有杰出的适应性,对酸性、碱性,盐也有杰出抗性,并且抗紫外线和防水等方面功能也比较好。

(2)具有较高的强度。比重仅为钢材的四分之一,它的碳纤维拉伸强度却为钢材的7~10倍,在对钢筋混凝土构造进行加固补强过程中,碳纤维资料强度高、模量高级优良的物理功能能够得到极好的使用,然后能够进步构造及构件的承载力和延性。

(3)施工简略。用碳纤维加固不需求大型东西,占用施工场地少,并且不必湿作业,现场运用时根据尺度需求能够选用剪刀或刀片裁剪,其施工工效是张贴钢板工效的4~8倍。

(4)适用范围广。碳纤维资料能够根据需求恣意裁剪,不只不改变构造形状,并且不影响构造外观,所以被广泛使用于不相同构造类型。

2国外研讨使用现状

在20世纪80年代初,日本人就敞开了碳纤维技能在加固技能中的使用,专门研讨开展修正加固新技能,把碳纤维布像贴钢板相同贴到混凝土上。政府机构组织协调,制造商们研发资料,工程公司进行运用研讨,迅速地将这门技能运用到工程实践中。1991年,瑞士首要进行桥梁碳纤维加固试验研讨,并在同年7月成功用于伊巴赫桥的加固工程。1995年神户大地震后日本的碳纤维加固混凝土技能迅速开展。到1997年,英国至少有30座桥梁选用了碳纤维加固。

GangaRao等进行了三面包裹碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的抗弯试验和耐久性试验。结果表明:张贴碳纤维的混凝土试件在温度、湿度、气候的改变和化学腐蚀下能够坚持杰出的作业功能,梁的极限强度和刚度都有进步,进步程度和碳纤维的张贴量有关,有损害试件用碳纤维加固后强度和刚度功能与无损害试件加固的相似。

Malek对受剪加固梁中FPR承担的剪力的核算进行了理论剖析,评论了各种参数对受剪承载力的核算办法,评论了各种参数对受剪承载力的影响,并提简化核算公式。

H.Ichinalsu选用不相同类型的CFRP对板加固进行试验理论研讨剖析。结果表明:加固时的张贴资料能够以网格的方式,只要净距离  <200mm,板的裂缝与CFRP的相对位置对受力功能无直接影响;单向的CFRP比CFRP织物容易张贴,作业量较少。

Saadatmalnesh等进行了钢筋混凝土梁张贴玻璃纤维板加固的试验,结果表明加固后的梁,尤其是低配筋梁抗弯强度进步、裂缝宽度削减,试件的延性有所下降,以为在进行加固时挑选好胶黏剂的耐性和张贴面非常重要。


3国内研讨使用现状

中国进行土建工程碳纤维加固研讨开始于90年代末,选用碳纤维加固混凝土构造也只是中国近十几年的工作,例如北京人民大会堂、前史博物馆、天津普济河道立交桥等物的补强修正,以及对河北邯郸、张家口桥梁的加固等。

欧阳熠等在弹性理论的基础上剖析了线性荷载效果下张贴片材加固的钢筋混凝土梁端部粘结剪应力和较大粘结剪应力,提出了对较大粘结剪应力的影响要素及在均布荷载和会集荷载效果下的剪应力核算办法。

李荣等按极限平衡法进行了张贴碳纤维加固钢筋混凝土梁的规划核算,为了防止碳纤维拉断的脆性损坏,有必要对碳纤维的极限应变加以约束。

吴刚等进行了张贴碳纤维抗弯加固无加载前史的钢筋混凝土梁试验,在极限平衡状况基础上提出了加固后梁正截面承载力的核算办法。

赵彤等经过试验研讨了碳纤维张贴量关于钢筋混凝土梁受弯功能的影响,以为能够将碳纤维布的面积等效成钢筋面积后参照正截面承载力核算公式进行核算。

曹双寅等进行了外贴玻璃纤维加固钢筋混凝土悬臂板的试验,以为正截面承载力核算办法能够用于对张贴玻璃纤维加固的构件的剖析。


4碳纤维加固混凝土存在问题

碳纤维复合资料加固混凝土虽然具有许多长处,但是在理论研讨和实践使用方面仍是存在许多的缺少。(1)碳纤维的力学特性的研讨缺少,缺少相应的数据剖析致使通常经过实践经验来加固,没有相应的施工标准和技能攻略。(2)关于碳纤维疲惫以及抗震功能的研讨也不行透彻。关于碳纤维布的加固办法是不是能够进步节点核心的抗震承载才能需求进一步进行研讨。(3)相配套的构造粘合剂的耐高温性缺少。(4)碳纤维加固混凝土的造价本钱过高。(5)碳纤维对某些十字穿插的混凝土构件加固难以实现。

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