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卡本:碳纤维布加固提高幅度受限,原因为何?

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随着我国基建数量的不断剧增,建筑行业的重心已逐渐向既有结构的加固改造倾斜。结构加固能够有效提高建筑物可靠性,保证混凝土结构的安全性、耐久性与适用性。尤其对于使用功能改变、耐久性下降等情况的结构来说,必须进行结构加固杜绝安全隐患。

卡本:碳纤维布加固提高幅度受限,原因为何? 滚动 第1张

近年来,粘贴碳纤维布对结构进行加固补强逐渐成为了主流方法。碳纤维布的广泛使用与加固效果良莠不齐导致了两种说法的出现,一种认为碳纤维布“包治百病”,而另一种认为碳纤维布将人们引入了加固的误区。而事实上在建筑加固中,碳纤维布的使用固然带来了便利,但在使用前仍需对适用性进行理性分析。

理性看待碳纤维布加固

碳纤维布加固,优点是显而易见的。首先单从材料角度讲,碳纤维布的抗拉强度能够达到钢材的10倍,而密度却远低于钢材,可以名副其实的起到轻质高强的加固效果。同时碳纤维布具有优质的耐久性,复杂环境中不易发生腐蚀,在保证粘贴效果的情况下能够长期有效的保障结构安全。

卡本:碳纤维布加固提高幅度受限,原因为何? 滚动 第2张

从施工角度来说,碳纤维布同样存在较大的优势。常规修补方式,需要大型施工机械与湿作业的施工,施工周期长,对现场环境以及空间都存在较不利的影响。而碳纤维布施工,无需大型施工机械,在环境、空间与施工周期上都存在较大的优势,同时碳纤维布质软,对不规则截面也有较高的适用性。

卡本:碳纤维布加固提高幅度受限,原因为何? 滚动 第3张

然而,在看到碳纤维布加固优点的同时,不能忽视碳纤维布加固的弊端。采用碳纤维布加固,对结构的刚度提高不大,在控制结构变形方面作用极为有限。而在受弯构件的加固中,碳纤维布的加固效果受原结构的配筋率影响较大,这点在桥梁加固中需要尤为注意。另一方面,碳纤维布加固对构件正截面受弯承载力的提高幅度不得超过40%,这点严重的限制了碳纤维布高强度的发挥。

限制提高幅度的必要性

提高幅度限制为40%,对于高强度碳纤维布来说无疑问是一种浪费,但出于多方面考虑必须遵守。碳纤维布加固存在受力滞后的现象,仅在原结构继续受力变形时才能发挥作用,若不控制提高幅度,可能会导致受拉区混凝土优先于碳纤维布发生脆性破坏。同时提高幅度过高易导致受压区混凝土承受荷载过高被压坏,应在加固中避免。

卡本:碳纤维布加固提高幅度受限,原因为何? 滚动 第4张

另外,从构件的破坏方式来看,限制提高幅度也是极为必要的。受弯构件例如梁,荷载增高可能会发生受弯破坏与受剪破坏,其中受剪破坏具有较高的突然性,破坏没有预兆,后果严重,因此在加固时必须控制受弯承载力的提高幅度,注意“强剪弱弯”防止发生受剪破坏。

卡本:碳纤维布加固提高幅度受限,原因为何? 滚动 第5张

综上所述,在采用碳纤维布进行加固时,一定要综合构件情况,制定合理的加固方案,而不能盲目进行加固。而为兼顾安全与碳纤维材料的强度发挥,将预应力技术融入碳纤维加固中已成为结构加固的一大发展方向,例如预应力碳板,能够在主动改善结构受力状态的同时,充分发挥碳板强度,加固效果优异。

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