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碳纤维片材加固混凝土结构原理

碳纤维片材加固混凝土结构原理

1.0碳纤维片材加固混凝土结构原理

1.1构件外部粘贴碳纤维片材加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力特征,应用配套树脂将碳纤维片材粘贴于强度不满足受力要求的混凝土构件外部相应部位,以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。
1.2外部粘贴碳纤维加固法的加固原理与粘贴钢板加固基本相同,是利用其配套树脂的抗剪切强度将混凝土构件承担的荷载传递给碳纤维片材,使后粘贴碳纤维片材和原钢筋混凝土构件共同承受外部荷载作用力的一种加固方法。
1.3 因同属构件外部粘贴加固,碳纤维片材加固混凝土结构也存在应力滞后、应变超前和卸荷的问题。设计施工时可根据直接卸荷和间接卸荷的适用范围来确定采取不同的卸荷方式。
1.4 外部粘贴碳纤维加固与外部粘贴钢板加固优缺点分析比较:
(1)碳纤维材料本身相对比强度高、重量轻,加固施工后基本不改变原结构的外型尺寸,同时基本不增加原结构自重;
(2)碳纤维片材加固施工工艺流程简单,施工工期短、效率高。
(3)碳纤维材料自身弹性模量高,加固后对温度裂缝、锈胀裂缝等细微变形控制效果较好。
(4)碳纤维片材加固几乎不用栓锚固定和外物加压,对混凝土原结构几乎没有破坏。
(5)采用碳纤维片材加固法加固施工后,装饰施工时无须处理界面,只在碳纤维片材施工最后工序时洒砂粘贴即可。
(6)碳纤维片材加固双层或三层粘贴时,因自身厚度较薄,几乎没有因厚度增加的剪力力矩影响,所以加固效果较好。
(7)碳纤维布材因其材料自身的柔韧性、可缠绕性,对狭窄工作面的加固施工加固效果独特。
(8)碳纤维布材为各向异性材料,加固设计时一般只是利用其纵向的高强来补强钢筋混凝土构件的拉弯强度,对于抗压构件和受力复杂的构件加固效果较差。
⑨碳纤维布材加固一般不能补强构件的刚度,用板材补强造价较高,其综合效果不如粘贴钢板或型钢加固。
1.5 碳纤维片材加固适用范围
1.5.1本加固方法普遍适用于房屋建筑和一般构筑物中承受静力作用的一般受弯及受拉构件,对于受压构件、刚度不足构件、承受动荷载的结构构件均不适合使用。对砌体结构、木结构和钢结构构件加固中也可以应用。
1.5.2 采用碳纤维片材加固的混凝土结构,长期使用环境温度一般不能大于60°C,特殊环境下采用此技术,必须采取相应的防护措施。

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