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分析碳纖維布加固和粘鋼加固的適用性

來源:dafegeni.com         發(fā)布時間:2020-12-10 返回列表
    2020年12月10日,碳纖維布加固法是近年來在工程加固領(lǐng)域興起并廣泛應(yīng)用的新型加固技術(shù)。碳纖維布本身高強(qiáng)的性能及便捷的操作性能使得它越來越受到加固人的青睞。然而,近日聽到有人說,凡是粘鋼加固的工程完全可以用碳纖維布加固來代替?這其實(shí)是一種錯誤的說法。雖然兩者有很多相似之處,但是在加固應(yīng)用上還是有所區(qū)別的。本文我們主要談?wù)勌祭w維布加固和粘鋼加固的適用性,建筑加固重要性,各位有興趣的朋友們一起來學(xué)習(xí)了解一下吧?,F(xiàn)在,就和大家一起來認(rèn)識一下:碳纖維布加固和粘鋼加固的適用性。

一、粘貼碳纖維布和粘鋼加固原理相同

   粘貼碳纖維布和粘鋼加固法是利用樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維布或鋼板粘貼于結(jié)構(gòu)表面,并與結(jié)構(gòu)形成整體受力體系,增強(qiáng)被加固結(jié)構(gòu)的抗彎或抗剪能力,從而達(dá)到對結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。
二、粘貼碳纖維布和粘鋼加固的主要優(yōu)缺點(diǎn)
   粘貼碳纖維布和粘鋼方法作為加固技術(shù)中的姊妹方法,具有相似的主要優(yōu)缺點(diǎn)。
1.主要優(yōu)點(diǎn)
  堅固耐用;施工快速;簡潔輕巧,不損傷原結(jié)構(gòu),不改變結(jié)構(gòu)外觀,現(xiàn)場無濕作業(yè),結(jié)構(gòu)自重增加極微,不會導(dǎo)致建筑物 內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固;靈活多樣;經(jīng)濟(jì)效益較高。
2.主要缺點(diǎn)
   施工受環(huán)境條件限制,環(huán)境溫度不超過60℃,粘貼時濕度不超過70%,無化學(xué)腐蝕環(huán)境,否則應(yīng)采取措施;使用過程中耐高溫和耐火性能差。
三、粘貼碳纖維布和粘鋼加固各有優(yōu)劣
   粘貼碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng),常用碳纖維布的自重僅為200~300g/m2,設(shè)計厚度為0.111~0.167mm,抗拉強(qiáng)度高,為普通鋼材的8~10倍,但各向異性,即抗拉強(qiáng)度高但抗剪強(qiáng)度低;施工更為簡便,施工速度為粘鋼的2~3倍。粘鋼鋼板的物理力學(xué)性能為各項(xiàng)同性,受力性能好;施工時需專用夾具和施工機(jī)具,施工工序和施工操作性較碳纖維布復(fù)雜。
四、粘貼碳纖維布和粘鋼的適用性對比
   粘鋼時鋼板厚度2~5mm,不應(yīng)超過2層;粘貼碳纖維布時布厚度0.111~0.167mm,不宜超過4層;根據(jù)市場調(diào)查,一般粘鋼價格(按粘貼面積計算)約為粘貼碳纖維布價格的2~3倍。下面就粘貼碳纖維布和粘鋼的適用性進(jìn)行對比分析討論。
1.抗彎加固
   以高強(qiáng)度I級碳纖維布為例,鋼板與碳纖維布按抗彎加固等強(qiáng)換算結(jié)果見表1。表1鋼板與碳纖維布抗彎加固等強(qiáng)換算結(jié)果表(單位:mm)2020/1/16 分析碳纖維布加固和粘鋼對于粘貼多層(2~4層)碳纖維布加固時,碳纖維布總厚度應(yīng)乘以折減系數(shù)km=1.16nfEftf/308000≤0.90,計算結(jié)果如下: 0.111mm厚碳纖維布km(2、3、4層)=0.90、0.90、0.81 0.167mm厚碳纖維布km(2、3、4層)=0.90、0.77、
0.64粘貼1~4層碳纖維布與鋼板等強(qiáng)換算結(jié)果見表1。 從表1中數(shù)據(jù)分析可得: (1)1層碳纖維布折算Q235鋼板厚度0.83~1.79mm,折算Q345鋼板厚度0.57~1.24mm;當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積較小,1層碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時,推薦選用碳纖維布加固方案,經(jīng)濟(jì)性和可操作性優(yōu)勢明顯,此時選用粘鋼加固法將大幅度增加工程造價和施工工期。
(2)2層碳纖維布折算Q235鋼板厚度1.49~3.22mm,折算Q345鋼板厚度1.03~2.23mm;當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積般,2層碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時,宜優(yōu)先選用碳纖維布加固方案,經(jīng)濟(jì)性和可操作性有一定優(yōu)勢,而此時選用粘鋼加固法的工程造價和施工工期略高于碳纖維布,為增加結(jié)構(gòu)的安全性也可選用粘鋼加固方案。
(3)3層碳纖維布折算Q235鋼板厚度2.24~4.13mm,折算Q345鋼板厚度1.54~2.86mm;當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積稍大,3層碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時,粘貼碳纖維布法的經(jīng)濟(jì)性和可操作性優(yōu)勢不明顯,而粘鋼加固法更靈活,宜優(yōu)先選用粘鋼加固方案。
(4)4層碳纖維布折算Q235鋼板厚度2.69~4.58mm,折算Q345鋼板厚度1.85~3.17mm;當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積較大,4層(根據(jù)km可以得出,粘貼碳纖維布層數(shù)不宜超過4層)及4層以上碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時,粘鋼加固法更具經(jīng)濟(jì)性和施工操作性,推薦選用粘鋼加固方案。
2.抗剪加固
   以高強(qiáng)度I級碳纖維布為例, 鋼板與碳纖維布按抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果見表2。表2鋼板與碳纖維布抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果表(單位:mm)同上,對于粘貼多層碳纖維布加固時,碳纖維布總厚度尚應(yīng)乘以折減系數(shù)km。 根據(jù)表2數(shù)據(jù)分析可得: (1)1層碳纖維布折算Q235鋼板厚度0.23 (0.46)~0.50(1.00)mm,折算Q345鋼板厚度0.16(0.32)~0.35(0.69)mm,由此可見,抗剪加固時粘鋼加固法的經(jīng)濟(jì)性和適用性明顯優(yōu)于粘貼碳纖維布,這是由于碳纖維布為各向異性材料,抗拉強(qiáng)度高但抗剪強(qiáng)度低,因此《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》(GB50367-2006)中實(shí)行強(qiáng)度折減,折減系數(shù)為0.28或0.56。
(2)數(shù)據(jù)表明,只有當(dāng)抗剪加固構(gòu)件斜截面抗剪需補(bǔ)足的箍筋面積較小,粘貼1~2層碳纖維布即可滿足要求時,方可優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固方案,其使用范圍大幅受限。

聯(lián)系人:劉經(jīng)理                                                         

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