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1、淺談碳纖維在混凝土結構加固中的應用摘要:在土木工程中,由于各種原因,經常需要對已有建筑物進行維修、加固。實踐證明,應用碳纖維材料對混凝土結構進行加固,是一種有較高技術含量的、全新的建筑結構加固方法。本文通過分析碳纖維在混凝土結構加固中的技術特點及設計原則,針對粘貼碳纖維加固施工工藝進行探討,并對工程性能進行評價。關鍵字:碳纖維材料;混凝土加固;施工質量;性能評價Abstract:Incivilengineering,duetovariousreasons,oftenneedtorepair,reinforcementofexistingbuildings.Practicehasproved,
2、theapplicationofcarbonfibermaterialtoreinforceconcretestructurereinforcementmethod,isahightechnologycontent,newbuildingstructure.Inthispaper,throughtheanalysisofthetechnicalcharacteristicsanddesignprincipleofcarbonfiberinstrengtheningconcretestructureswithCFRP,theconstructiontechnologyisdiscussed,a
3、ndtheevaluationofprojectperformance.Keywords:carbonfiber;reinforcedconcrete;constructionquality;performanceevaluation中圖分類號:TQ178文獻標識碼:A文章編碼引言碳纖維材料在混凝土結構加固屮的技術特點高強高效。由丁碳纖維材料優(yōu)異的物理力學性能,在加固修補混凝土結構中可以提高混凝土結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到高效加固修補的目的。施工便捷,工效高,無濕作業(yè),不需大型施工機具,施工占用場地少。根據(jù)有關統(tǒng)計資料,同為粘貼加固工法,粘貼碳纖維材料是粘貼鋼板施工工效的
4、4-8倍。具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性。試驗表明,碳纖維材料加固混凝土結構有良好的耐腐蝕性和耐久性,可以抗御建筑物經常遇到的酸、堿、鹽對結構物的腐蝕。適用血廣。粘貼碳纖維材料加固修補混凝土結構可廣泛適用于各種結構類型(如建筑物、構筑物、橋梁、隧道等)、各種結構形狀(如矩形、圓形、曲面結構等)、各種結構部位(如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、墩等)的加固修補,且不改變結構形狀,這是目前任何一種結構加固方法所不可比擬的。尤其重要的是,對于一些大型橋梁橋墩、橋梁、橋板以及隧道、大型筒體及売體結構工程等,采用III的加固手段幾乎無法實施,而采用該項加固技術都能順利解決。施工質量易保證。由于碳纖維材料是柔性
5、的,即使被加固的結構表面不是非常平整也基本可以達到100%的有效粘貼率,而粘貼鋼板則很難達到100%的有效粘貼面,相應的驗收標準也只要求英達到70%就可以了。碳纖維材料質量輕口薄,粘貼后每平方米重量不到1.0kg,粘貼一層的厚度僅l.Omni左右,加固修補后基本不增加原結構自重及原構件尺寸。1工程概況木工程位于龍崗區(qū)坪地街道年豐工業(yè)區(qū),建于二十世紀九十年代。深圳市龍崗區(qū)坪地街道年豐社區(qū)居民委員會委托中南大學土木工程檢測中心對其所屬的1#廠房結構進行安全性檢測及鑒定。結構鑒定結果為:對所有框架梁進行加固。2碳纖維加固設計3、梁貼碳纖維布計算計算依據(jù):1、《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2
6、0022、《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367-20063、中南大學土木工程檢測中心對結構的重新計算4、中南大學土木工程檢測中心檢測報告編號:中大檢中心(深)字(2008)第045號二、已知參數(shù):1、受彎構件(矩形)正截面加固計算公式:MWalfc0bx(h-x/2)+f,yOA'sO(h-a')-fyOAsO(h-hO)alfcObx二£>OAsO+屮ffTAfe-f'yOA'sO¥f=[(0.8ecuh/x)-ecu~£f0]/£fx^2a,2、根據(jù)有關規(guī)范及依據(jù)可知:根據(jù)上部框結構計算結果和施工圖紙,取二層B-E/5軸梁為代表進行計算。梁殮強度為C15,配置鋼筋為HRB335,梁截
7、面250X800,計算配筋量1800mm2,實際配筋量1610。計算過程:根據(jù)框架計算結果的梁支座配筋量反推出梁端彎矩值:由此算出檜受壓區(qū)高度x二fyAs/ulfcb=300inm因此,梁端彎矩M二a1fcbx(hO-x/2)=331560000N*mm不考慮受壓鋼筋和預應力鋼筋時根據(jù)公式MWalfcObx(h-x/2)-fyOAsO(h-hO)重新解出x有方程式:M+fyOAsO(h~hO)=alfcObx