混凝土柱是主要承受豎向荷載和水平荷載的構(gòu)件,地震荷載作用下柱容易遭到破壞,其典型破壞模式主要包括以下四類:剪切破壞、彎曲破壞、縱筋搭接破壞、彎剪破壞。
采用外貼碳纖維布加固方法可顯著改善柱的抗震性能,使柱子在發(fā)生上述破壞之前能夠具有較好的非彈性變形。
目前,常用的抗震加固方法是沿柱環(huán)向外貼碳纖維布,環(huán)向粘貼的碳纖維布可看作附加箍筋,約束混凝土的橫向變形,從而提高混凝土柱的延性。也可采用外貼縱向碳纖維布來改善柱的抗震性能。
采用碳纖維布加固柱可以顯著提高其抗震性能,加固方法主要有兩類:沿柱環(huán)向和縱向粘貼碳纖維布。
1.沿柱環(huán)向粘貼碳纖維布加固方法
采用環(huán)向粘貼碳纖維布構(gòu)成環(huán)向圍束對混凝土柱抗震加固,其加固方法與柱的正截面加固方法相同。
碳纖維布主要起到與箍筋相似的作用,碳纖維布對核心混凝土形成有效約束,可抑制混凝土剝落和縱筋屈曲,使柱具有較好的非彈性彎曲變形能力,并且碳纖維布提供的約束力可阻止縱筋搭接接頭的黏結(jié)破壞和滑移,碳纖維布可提高柱的抗剪能力。
因此,沿柱圓周方向粘貼碳纖維布可防止柱的剪切破壞、彎曲塑性鉸破壞和縱筋搭接破壞,提高其抗震性能。
2.沿柱縱向粘貼碳纖維布加固方法
其主要是提高柱的抗彎能力,這種粘貼方式要求端部碳纖維布錨固可靠,通常情況下還需要沿柱環(huán)向粘貼碳纖維布。
但是,應(yīng)該注意到,這種加固方式同時(shí)會使相鄰構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加力,因此,縱向粘貼碳纖維布加固柱時(shí),還應(yīng)關(guān)注加固柱抗彎能力的提高程度,過大增加柱抗彎能力并不可取。
當(dāng)通過外貼碳纖維布加固柱的方法來提高其延性時(shí),應(yīng)滿足以下構(gòu)造要求:
1.環(huán)向圍束的纖維片材層數(shù),圓柱不少于2層;方形和矩形柱不少于3層。
2.環(huán)向圍束上下纖維片材層之間的搭接長度不應(yīng)少于50 mm,環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長度不應(yīng)小于200 mm,且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開。
3.方形和矩形柱的棱角需要倒角處理,采用碳纖維和玻璃片材加固時(shí)倒角半徑不應(yīng)小于25 mm。
4.加密區(qū)高度應(yīng)取柱截面長邊尺寸、柱凈高的1/6和500mm三者的值。
5.宜沿柱的整個(gè)高度包裹。對于抗震等級為一、二級的角柱,應(yīng)沿柱的整個(gè)高度包裹。

碳纖維加固法是現(xiàn)代新型加固技術(shù)的一種,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中占有很大的比重,而且由于其自身操作的便捷性,碳纖維布越來越盛行。當(dāng)客戶在選擇碳纖維布時(shí)會直接看到碳纖維布本身,會對碳纖維材料的優(yōu)質(zhì)做出直觀的判斷,那么,碳纖維布有哪些隱藏的性能方面的優(yōu)勢?悍馬加固為您總結(jié)了以下八點(diǎn):
1.碳纖維材料本身相對比強(qiáng)度高、重量輕,加固施工后基本不改變原結(jié)構(gòu)的外型尺寸,同時(shí)基本不增加原結(jié)構(gòu)自重;
2.碳纖維加固施工工藝流程簡單,施工工期短、效率高。
3.碳纖維自身彈性模量高,加固后對溫度裂縫、銹脹裂縫等細(xì)微變形控制效果較好。
4.碳纖維加固幾乎不用外物加壓,對混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒有破壞。
5.采用碳纖維加固法加固施工后,裝飾施工時(shí)無須處理界面,只在碳纖維片材施工較后工序時(shí)灑砂粘貼即可。
6.碳纖維加固雙層或三層粘貼時(shí),因自身厚度較薄,幾乎沒有因厚度增加的剪力力矩影響,所以加固效果較好。
7.碳纖維布材因其材料自身的柔韌性、可纏繞性,對狹窄工作面的加固施工加固效果獨(dú)特。
8.碳纖維加固可以減少很多不必要的人力物力跟財(cái)力,還能節(jié)省很多一部分的施工時(shí)間。
無論是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu),或是建筑加固、公路橋梁加固,碳纖維布都能夠利用其自身的高強(qiáng)性能為結(jié)構(gòu)本身帶來意想不到的加固效果。悍馬也相信,隨著碳纖維布在工程加固領(lǐng)域的推廣,其會被越來越多的人認(rèn)識,進(jìn)而發(fā)揮更大的作用,守護(hù)建筑和生命安全。

很多業(yè)主咨詢關(guān)于房屋樓板裂縫、梁柱裂縫修復(fù)方法的時(shí)候,往往加固公司會建議他們做碳纖維加固。相信很多業(yè)主聽到這個(gè)碳纖維加固會感覺到不知道這是什么東西,大家都知道碳纖維是一種材料,但是竟然能夠用到建筑混凝土構(gòu)件的加固上。下面施邦小編就跟大家說說碳纖維到底是什么?碳纖維加固是怎么回事?
碳纖維加固技術(shù)已成為當(dāng)今主流趨勢,碳纖維加固的場所隨處可見,例如超市纖維加固、銀行柱子、橋梁裂縫修補(bǔ)等,甚至碳纖維也可以用到地暖上?
碳纖維是什么?
1. 碳纖維又稱為碳纖維原料(cf),碳纖維加固包括:碳纖維布加固、碳纖維加固。是從有機(jī)纖維碳化、石墨化處理后得到的未經(jīng)石墨材質(zhì)(與亂層石墨近似),一般碳纖維的密度為1750/m3,天然的碳纖維呈黑色。
2. 包含高于90%的無極高分子纖維。對酸、堿、耐腐蝕性能較強(qiáng),不溶不脹、耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和減速中子等特性。
3. 碳纖維按原料可分:聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維等。性能可分:通用型、高強(qiáng)型、中模高強(qiáng)型、高模型、超高模型碳纖維。狀態(tài)可分:長絲、短纖維、短切纖維。
4. 碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域:土木建筑、航空航天、汽車材質(zhì)、纖維加固、體育用品、壓力容器、碳纖維布等。
碳纖維的重量不及鋼的四分之一,而他的應(yīng)用領(lǐng)域卻尤為廣泛,所以碳纖維究竟是什么?碳纖維就是我們生活中的一切。
碳纖維加固是什么?
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)國家。
我國的這項(xiàng)技術(shù)起步很晚,但隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問題,一些建筑由于使用功能的改變,難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求,亟需進(jìn)行維修、加固。國內(nèi)早通過的規(guī)范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,其編號為CECS146:2003,已經(jīng)被的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》代替,其編號為GB 50367-2006.碳纖維加固近的國標(biāo)是《結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材》GB/T 21490-2008,08年10月1日起執(zhí)行。
碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比,具有節(jié)省空間,施工簡便,不需要現(xiàn)場固定設(shè)施,施工質(zhì)量易保證,基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。
另外,采用該工法,可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料,而備受青睞和關(guān)注。
碳纖維布在墻體加固的應(yīng)用,首先可以從墻體受力的角度來分析。墻體在服役過程中,主要承受上部荷載傳遞的壓力。而碳纖維布雖說抗拉強(qiáng)度高,但其質(zhì)軟且自身抗剪強(qiáng)度幾乎可以忽略,無法承受壓應(yīng)力的作用,因此碳纖維布適用于受彎與受拉構(gòu)件加固,不適用于墻體受壓加固。
另一方面,不同基材的墻體與碳纖維布的整體工作性能也大不相同。常用墻體包含砌體墻與混凝土墻,碳纖維布與混凝土基材能夠形成整體共同工作,但在砌體墻中由于砌體表面水泥砂漿整體性較差,導(dǎo)致碳纖維布在砌體墻加固中,易發(fā)生水泥砂漿剝離破壞,造成加固失效。
那么,碳纖維布到底能在墻體加固中起到怎樣的作用呢?大量實(shí)驗(yàn)證明,在保證碳纖維布錨固的情況下,碳纖維布加固墻體能夠有效參與墻體受剪作用,改變破壞形式,提高墻體抗剪承載力與抗震性能。事實(shí)上,在墻體加固中,碳纖維布加固具有很高的局限性。當(dāng)墻體承載力不滿足要求、或墻體配筋率不符合要求時(shí),宜采用增大截面加固法或鋼筋混凝土面層法對墻體進(jìn)行雙面或單面的加固。
利用這兩種方法能夠有效提高墻體抗壓承載力,但需注意植入鋼筋能否保障新舊結(jié)構(gòu)共同工作,因此在增大截面或鋼筋混凝土面層法中,植筋膠將是影響質(zhì)量的重要因素。

相對于當(dāng)今常見的混凝土結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)具備明顯的優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)自重輕,抗震性能好,資源回收價(jià)值高,被稱為可重復(fù)利用型與環(huán)保型綠色建筑。如今,鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量,更標(biāo)志著一個(gè)國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,自我國提出在建筑中“積極、合理的用鋼”后,我國鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量也在逐年呈上升趨勢。
與混凝土結(jié)構(gòu)類似,鋼結(jié)構(gòu)在外界環(huán)境與荷載的長期作用下,同樣會不可避免的出現(xiàn)各種損傷與缺陷。鋼結(jié)構(gòu)損傷的長期累積,會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力學(xué)性能劣化,甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效,為保證結(jié)構(gòu)安全與節(jié)約資源就必須對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。
鋼結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)加固方法
鋼結(jié)構(gòu)加固中,傳統(tǒng)的方式要屬焊接加固。焊接加固即在結(jié)構(gòu)受損部位焊接金屬蓋板或型鋼,對鋼結(jié)構(gòu)起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。焊接加固應(yīng)用時(shí)間長,技術(shù)成熟度高,但存在焊接后材料性能變差、受操作人員影響程度高的風(fēng)險(xiǎn)。
既然鋼結(jié)構(gòu)可以像混凝土結(jié)構(gòu)一樣采用碳纖維布進(jìn)行加固,是否意味著二者對于材料有著相同的需求呢?我們都知道,碳纖維布加固是通過配套浸漬膠,將碳纖維布與基材形成整體來共同受力,也就是說,碳纖維布與基材之間,能否形成整體將是影響加固效果的重要因素。而鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)屬于不同種類基材,對材料的要求,自然會存在不同。
在GB 50728-2011安全性鑒定中,對鋼結(jié)構(gòu)中用到的浸漬膠進(jìn)行了特殊的要求。相對于混凝土結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)對浸漬膠的各項(xiàng)指標(biāo)要求有很大的提升。鋼結(jié)構(gòu)對膠體的高要求,導(dǎo)致大量在混凝土結(jié)構(gòu)加固中采用的浸漬膠,在鋼結(jié)構(gòu)中變?yōu)椴缓细癞a(chǎn)品,在選擇碳纖維布對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)當(dāng)尤為注意。
截止目前,碳纖維布在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,還達(dá)不到混凝土結(jié)構(gòu)加固那樣成熟。由于兩種基材的差異性,導(dǎo)致碳纖維布加固鋼結(jié)構(gòu)的難度要遠(yuǎn)高于混凝土結(jié)構(gòu)??ū緦⒗^續(xù)帶來更多碳纖維布加固鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)討論,與加固同仁共同進(jìn)步。
碳纖維材料是目前常用的一種加固材料,和其他的加固材料相比,碳纖維材料有多種優(yōu)勢,而且性價(jià)比較高,目前被廣泛的應(yīng)用于建筑工程以及其他領(lǐng)域中。碳纖維加固也是一種新型的加固方式,實(shí)際施工時(shí),將碳纖維布用結(jié)構(gòu)膠粘貼在混凝土接觸層表面,提高建筑物的承重能力,從而起到加固維護(hù)的效果,碳纖維材料既然這么好,那么碳纖維加固材料的使用壽命有多長呢?下面的時(shí)間施邦小編就來給大家詳細(xì)的介紹下。
和其他的加固材料比較后會發(fā)現(xiàn),碳纖維材料的耐久性非常強(qiáng),國家規(guī)范中對碳纖維材料的使用年限設(shè)定的是50年,不過在實(shí)際施工的過程中會發(fā)現(xiàn),碳纖維材料的使用壽命不止50年,即使在惡劣的環(huán)境中施工,碳纖維材料的使用性能也不會受到干擾,不過這里所說的是優(yōu)質(zhì)的碳纖維材料,有些劣質(zhì)的碳纖維材料,雖然市場售價(jià)較低,但是存在的質(zhì)量瑕疵問題嚴(yán)重,使用這類劣質(zhì)的碳纖維材料進(jìn)行加固維修,不僅達(dá)不到預(yù)期的加固效果,反而會降低建筑物的使用壽命,另外,還會帶來嚴(yán)重的安全隱患。
碳纖維加固方法雖然是目前常用的加固方法,不過碳纖維加固方法也存在一些弊端,對于碳纖維加固技術(shù)的局限性方面,并不是所有的加固工程都適合采用該種加固方法的,對此我們要明確,另外,隨著建筑行業(yè)的發(fā)展,碳纖維加固技術(shù)在我國已經(jīng)趨于成熟,碳纖維加固過程中存在的諸多難點(diǎn)都已經(jīng)被攻克,而且碳纖維材料也在不斷更新?lián)Q代,現(xiàn)在市場上銷售的碳纖維材料,更適合在加固工程中使用。
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