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建筑碳纖維結(jié)構(gòu)加固方法包括外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、加大截面加固法、 預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法、錨釘粘貼鋼板加固法
1. 外包型鋼加固法:采用外包型鋼,少許增大了構(gòu)件截面,對結(jié)構(gòu)截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但是真正的效能是型鋼增大了截面外緣承受應(yīng)力的能力。
2. 粘貼鋼板加固法:粘貼鋼板也是增大了構(gòu)件截面,對結(jié)構(gòu)截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但主要效能還是增強(qiáng)了構(gòu)件截面外緣承受應(yīng)力的能力,對于承受正負(fù)彎矩的梁構(gòu)件,該方法特別有效。
3. 加大截面加固法:該方法是結(jié)構(gòu)加固的基本方法,也是理論應(yīng)用到實踐的很直觀的方法,采用加大截面加固法能夠直觀、有效的增加截面的慣性矩,來降低截面很外緣的應(yīng)力,使截面材料能夠承受該應(yīng)力,達(dá)到加固的目的。
4. 預(yù)應(yīng)力加固法:該方法是針對增強(qiáng)構(gòu)架截面外緣承受應(yīng)力的能力問題,采用體外預(yù)應(yīng)力使構(gòu)件截面產(chǎn)生預(yù)應(yīng)壓力,有比粘鋼粘纖維材料更直接、有效的優(yōu)勢。
5. 粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法:按照抗彎設(shè)計狀態(tài)設(shè)計建造的構(gòu)件,它的截面所能承受額彎矩,主要體現(xiàn)在構(gòu)件截面外緣的拉應(yīng)力數(shù)值上,為增強(qiáng)構(gòu)件截面外緣承受應(yīng)力的能力,用纖維材料替代鋼板實施粘貼,可以達(dá)到同等鋼板的效果。
6. 錨釘粘貼鋼板加固法:為了使粘貼鋼板的效能得到更好的的發(fā)揮,對粘貼鋼板加固法進(jìn)行了改進(jìn),就是在鋼板與混凝土之間增加了異形錨釘,它可以使鋼板與混凝土結(jié)合更加緊密,使鋼板受到拉力,加固完畢后,鋼板的彈性收縮使混凝土受到預(yù)壓受力,使構(gòu)件外緣的應(yīng)力承受能力有更大的提高。
材料特點
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。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,碳素纖維作為劃時代的補(bǔ)強(qiáng)材料,而備受青睞和關(guān)注。
(1)抗拉強(qiáng)度高,是同等截面鋼材的7-10倍。(2)重量輕,密度只有普通鋼材的1/4。(3)耐久性好,可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。(4)施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。(5)適用范圍廣,混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固??纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。
展展望20世紀(jì)90年代初,及超炭纖維已問世,預(yù)料今后工作將致力于完善工藝、擴(kuò)大生產(chǎn)、降低成本和開發(fā)應(yīng)用。一些特種炭纖維,如炭纖維(以提高復(fù)合材料的使用溫度)、低纖度炭纖維(做0.035 mm超薄型預(yù)浸帶用)、高導(dǎo)熱低電阻炭纖維(以滿足屏蔽電磁、射頻干擾用,并可散發(fā)多余的熱能)、低熱膨脹系數(shù)炭纖維(供系統(tǒng)、反射鏡等用),中空炭纖維(用于飛機(jī)制造工業(yè),提高復(fù)合材料的沖擊韌性,核反應(yīng)堆中的高溫過濾介質(zhì),分離生物分子和血漿用的介質(zhì))和活性炭纖維,隨著科學(xué)及工程的發(fā)展會有很大發(fā)展。氣相生長炭纖維近期內(nèi)在穩(wěn)定工藝 ,連續(xù)化生產(chǎn)方面會有明顯進(jìn)展,工業(yè)化生產(chǎn)的日期預(yù)料不會太遠(yuǎn)。