碳纖維布加固重重受限，怎么解決？
- 發(fā)布時(shí)間：2018-09-08 12:09:12
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- 出處：加固之家
- 作者：小柯
我們大部分建筑已經(jīng)進(jìn)入老舊期，因此近幾年建筑結(jié)構(gòu)加固工程也在不斷增多，各種加固施工工藝和加固材料也應(yīng)運(yùn)而生。在建筑結(jié)構(gòu)加固工程中，常用加固材料有工型鋼（粘鋼加固）、鋼筋（植筋加固）、碳纖維復(fù)合材料等，其中能夠被廣泛運(yùn)用的就是碳纖維復(fù)合材料，不管在梁加固、樓板加固、柱子加固、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固都少不了碳纖維這一個(gè)加固材料。
據(jù)加固之家了解到，在碳纖維復(fù)合材料中，碳纖維布廣泛被認(rèn)為具有軸向強(qiáng)度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，熱膨脹系數(shù)小，耐腐蝕性好等優(yōu)勢，而且它能夠被運(yùn)用到各種特殊截面加固，不受施工環(huán)境影響。然而，除了擁有優(yōu)點(diǎn)以外，碳纖維在結(jié)構(gòu)加固中卻還是存在一點(diǎn)缺點(diǎn)。
首先來說，對于設(shè)計(jì)院來說，使用碳纖維布進(jìn)行機(jī)構(gòu)構(gòu)件加固后，正截面承重力的提高幅度不應(yīng)該超過了40%，并應(yīng)驗(yàn)收其受剪承載力。這條規(guī)定是為了防止受彎構(gòu)件承載力提高后導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞而制定的，僅40%的提高幅度，對于碳纖維布強(qiáng)度的發(fā)揮往往會(huì)造成限制，致使高強(qiáng)度材料的浪費(fèi)。
另外，二次受力也是造成碳纖維布不能充分發(fā)揮強(qiáng)度的重要原因之一。規(guī)范要求在利用碳纖維布施工時(shí)，要首先進(jìn)行卸載，就是為了減輕二次受力所造成的影響。二次受力，簡單來說，就是指常見受彎結(jié)構(gòu)例如梁、板，在受到上部荷載作用時(shí)其下部會(huì)發(fā)生拉伸變形，如果未進(jìn)行卸載而直接粘貼碳纖維布，就會(huì)造成碳纖維布的拉伸變形滯后于梁板的變形，導(dǎo)致碳纖維布只有在梁板進(jìn)一步受力變形之后，才會(huì)產(chǎn)生形變?yōu)榱喊逄峁├瓚?yīng)力。二次受力會(huì)嚴(yán)重影響碳纖維布強(qiáng)度的發(fā)揮，甚至造成結(jié)構(gòu)優(yōu)先于碳纖維布破壞的情況。
事實(shí)上，碳纖維布強(qiáng)度的發(fā)揮還與另一重因素有關(guān)，那就是原結(jié)構(gòu)的配筋率。因?yàn)樘祭w維材料彈性模量與鋼筋相近，但強(qiáng)度是鋼筋的5倍，因此碳纖維材料發(fā)揮其強(qiáng)度時(shí)變形更大，鋼筋屈服或混凝土破壞時(shí)，碳纖維的強(qiáng)度還沒有充分發(fā)揮出來，因此有應(yīng)力滯后之弊。原結(jié)構(gòu)配筋率高，極限狀態(tài)下碳纖維布產(chǎn)生的應(yīng)力便低;反之原結(jié)構(gòu)配筋率低，極限狀態(tài)下碳纖維布產(chǎn)生的應(yīng)力就高，強(qiáng)度發(fā)揮也更為充分。因此，若想達(dá)到較高的材料利用率，部分情況下碳纖維布的采用還是有待商榷的。
可以看出，之所以碳纖維布會(huì)存在諸多的弊端，歸根結(jié)底還是因?yàn)樵诩庸讨羞^于“被動(dòng)”。碳纖維布等一系列加固材料，都存在此種共性問題，它們僅能提高結(jié)構(gòu)承載力，而不能改善結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力狀態(tài)。因此，無論是出于提高材料利用率，還是改善結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力的角度，都應(yīng)該采用更有效的加固方式。
預(yù)應(yīng)力碳板的出現(xiàn)，為上述問題的解決帶來了很大的幫助。預(yù)應(yīng)力碳板最大的突破，就是將材料被動(dòng)加固的特性徹底改變，通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)對結(jié)構(gòu)起到主動(dòng)加固的作用。預(yù)應(yīng)力碳板能夠有效改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，主動(dòng)提高結(jié)構(gòu)承載力，減輕結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)，同時(shí)，預(yù)應(yīng)力碳板能夠充分發(fā)揮材料性能，在資源利用方面效果同樣十分優(yōu)異。
如今預(yù)應(yīng)力碳板的運(yùn)用，也趨于越來越廣泛的形式。不管是加固公司喜歡使用，而且在越來越多的領(lǐng)域護(hù)航結(jié)構(gòu)安全。
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