碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)的研究

時(shí)間：2022-02-26作者：湖北致中和建設(shè)工程有限公司瀏覽：405

碳纖維在加固升級(jí)改造應(yīng)用中，用得較多的設(shè)備方法是塑膠板材。在板材中，布狀原材料需要量比較大，且方法較加健全，法國(guó)、日本、澳洲、歐洲地區(qū)等國(guó)均早已擁有相對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。而筋材在結(jié)構(gòu)加固中適用公路橋梁的身體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋加固。由于良好的抗腐蝕燭性、耐疲倦性能以及有利于建筑施工等性能，近幾年來其需求量正漸漸地提升，目前，我國(guó)相關(guān)碳纖維加固結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，重要可以歸納為以下一些方面：

一、抗拉強(qiáng)度加固性能

在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)粘帖碳纖維，可有效提高其載重能力，抑制間隙擴(kuò)展。碳纖維加固后混凝土結(jié)構(gòu)的損壞特性與水泥混凝土結(jié)構(gòu)以及粘鋼加固的混凝土結(jié)構(gòu)有較大的區(qū)別，其承重能力的計(jì)算方式也不一樣。世界各地*教授的剖析主要是集聚在碳纖維加固水泥混凝土梁的抗拉強(qiáng)度性能、損壞樣子、承重能力計(jì)算、傷害要素以及碳纖維加固后混凝土結(jié)構(gòu)梁的截面變形、間隙開展等方面。近些年，很多*教授對(duì)負(fù)載狀況下碳纖維加固梁開展了承受能力性能試驗(yàn)科研和定義分析，試著創(chuàng)建起充分考慮二次承受能力的抗壓強(qiáng)度承重能力計(jì)算方式、落伍應(yīng)變力及跨中撓度值的計(jì)算方式。

二、抗彎強(qiáng)度加固性能

在水泥混凝土梁的受剪區(qū)側(cè)面粘帖碳纖維能合理有效的提高其抗剪能力，建筑項(xiàng)目中較常見的受剪加固方法有側(cè)面粘帖、U型黏貼和包裹粘帖3 種方式，之中以包裹粘帖預(yù)期效果較好。傷害碳纖維抗彎強(qiáng)度加固性能的主要參數(shù)有梁的配箍率、混泥土的抗壓強(qiáng)度、碳纖維配筋率、梁的剪跨比、碳纖維的粘帖方式與鋼筋搭接長(zhǎng)度性能、碳纖維及粘合膠本身的原料性能等。目前，世界各地抵御剪加固的科研關(guān)鍵包括損壞系統(tǒng)軟件和承重能力的計(jì)算等方面，之中承重能力計(jì)算的理論模型，一般是在鋼筋混凝土構(gòu)造排架結(jié)構(gòu)理論模型的基石上，提高碳纖維抵御剪承重能力無私奉獻(xiàn)項(xiàng)。

三、建筑抗震等級(jí)加固性能

依據(jù)項(xiàng)目外包碳纖維管教塑性鉸區(qū)水泥混凝土以提高水泥混凝土的極限壓應(yīng)變力，可提高預(yù)制件構(gòu)件延性，有利于機(jī)構(gòu)的建筑抗震等級(jí)加固。目前世界各地很多*教授進(jìn)行了項(xiàng)目外包碳纖維加固水泥混凝土柱、梁柱節(jié)點(diǎn)乃至構(gòu)造的建筑抗震等級(jí)性能試驗(yàn)科研、基礎(chǔ)知識(shí)分析和建筑項(xiàng)目應(yīng)用研究，明確指出了相應(yīng)的碳纖維管教混泥土的熱應(yīng)力-應(yīng)變力關(guān)系的計(jì)算數(shù)字模型。

研究表明，側(cè)邊管教彈性模具和側(cè)邊管教抗拉強(qiáng)度是傷害碳纖維管教混凝土結(jié)構(gòu)延性特性和應(yīng)力應(yīng)變曲線耗能性能的二種重要基本參數(shù)。此外，科研在鋼管混凝土和鋼套管水泥混凝土的研究基礎(chǔ)上，**次明確指出了管教鋼管混凝土的界定，在這里類新型鋼管混凝土柱中，為提升結(jié)構(gòu)的建筑抗震等級(jí)性能，在較有可能造成塑性鉸的部位設(shè)置了碳纖維打橫附加管教。附加套箍能有效地操縱或延遲鋼管混凝土柱中通長(zhǎng)的無縫管在塑性鉸區(qū)開展一部分伸屈，提高了結(jié)構(gòu)的載重性能與延性，從而改善建筑抗震等級(jí)性能。世界各地早已有很多應(yīng)用碳纖維加固建筑構(gòu)造柱與橋柱的典型案例。為有利于建筑施工，還設(shè)計(jì)開發(fā)出了碳纖維自動(dòng)式纏線系統(tǒng)。

四、消除疲勞加固性能

碳纖維塑膠板材加固預(yù)制件構(gòu)件的疲倦可分成彎曲疲倦和截剪疲倦2種，根據(jù)承載能力方式又可分成常幅負(fù)載和起吊承載能力下的抗壓強(qiáng)度問題。碳纖維塑膠板材加固預(yù)制件構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度，除了與原先混凝土結(jié)構(gòu)的消除疲勞能力有關(guān)外，還與碳纖維加固一部分的疲倦開裂能力以及碳纖維塑膠板材與水泥混凝土網(wǎng)頁頁面的消除疲勞損壞能力有關(guān)。水泥混凝土抗拉強(qiáng)度疲倦基礎(chǔ)知識(shí)可以用以分辨應(yīng)該有混凝土結(jié)構(gòu)的消除疲勞能力，碳纖維塑膠板材商品的消除疲勞能力可以依據(jù)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)解決，但相關(guān)碳纖維塑膠板材與水泥的界面的消除疲勞損壞能力的科研把握甚少，目前僅有少量檢測(cè)結(jié)果，這類研究表明，在不斷、移動(dòng)承載能力實(shí)際效果下，網(wǎng)頁頁面的粘合能力有減少的發(fā)展趨向。

五、預(yù)應(yīng)力筋專業(yè)性

對(duì)于剛渡過大的受彎構(gòu)件或開裂較為嚴(yán)重的水泥混凝土梁、板，簡(jiǎn)單的碳纖維貼片加固法沒法有效地提升其彎曲應(yīng)變，原料的作用沒法獲得熟練掌握。采用預(yù)應(yīng)力筋碳纖維加固專業(yè)性可平衡加固梁的一部分承載能力，有效減少加固梁的撓度值變形，緩解梁開裂，減少裂縫寬度，降低較初期擺脫損壞的幾率，提高梁的承重能力。目前，一些*教授對(duì)碳纖維預(yù)應(yīng)力筋加固專業(yè)性在不一樣負(fù)載下的碳纖維預(yù)應(yīng)力張拉制作工藝、**部鋼筋搭接長(zhǎng)度防范措施、預(yù)應(yīng)力筋危害及提高計(jì)算、網(wǎng)頁頁面負(fù)載造成及消除疲勞性能等行業(yè)進(jìn)行了一些試驗(yàn)科研和定義分析，并開始了建筑施工實(shí)際應(yīng)用。

六、耐用度加固性能

世界各地對(duì)碳纖維加固模板工程的耐用度性能開展了多種多樣內(nèi)容的試驗(yàn)科研，科學(xué)研究基本參數(shù)包括預(yù)制件構(gòu)件類型（梁、柱）、碳纖維種類（AFRP，CFRP，GFRP）、粘帖方式（環(huán)向、切向）、地理環(huán)境類型（室溫、干區(qū)、融凍）、環(huán)氧樹脂膠類型等。研究表明，在嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)下CFRP比GFRP性能好，干區(qū)作用下，CFRP管教試件的抗拉強(qiáng)度與延性沒有降低，彎曲應(yīng)變得到提高，而GFRP管教試件的抗拉強(qiáng)度與延性都降低了，彎曲應(yīng)變未受影響；融凍作用下，CFRP和GFRP管教試件的抗拉強(qiáng)度與延性顯著降低，彎曲應(yīng)變未受影響，與室溫及干區(qū)循環(huán)的效果下試件比照，受凍融作用試件的毀壞方式較具備強(qiáng)對(duì)流天氣。海平面侵蝕后，一般鋼筋混凝土梁、柱與CFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱的承重能力都降低，但CFRP加固水泥混凝土梁的彎曲應(yīng)變幾乎未遭到一切的傷害。

七、填充墻加固性能

國(guó)外許多文獻(xiàn)研究了碳纖維塑膠板材加固混凝土加氣塊墻與墻面的抗彎強(qiáng)度性能、總平面圖外與總體內(nèi)抗拉強(qiáng)度性能、沿通縫的抗彎強(qiáng)度性能、簡(jiǎn)易承載能力實(shí)際效果下的短時(shí)間理論力學(xué)性能、低周往復(fù)承載能力試驗(yàn)以及模擬地震承載能力試驗(yàn)，并給予了碳纖維加固填充墻的方案設(shè)計(jì)建議；

對(duì)采用碳纖維纏繞加固磚柱的理論力學(xué)性能、磚拱和帆拱的加固性能也完成了科研。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，墻壁的損壞方法由加固前的可塑性截剪損壞變成了加固后延性彎曲損壞，較大提高墻體的變形能力、抗拉強(qiáng)度和延性，能有效降低截剪變形，改善鋼架結(jié)構(gòu)整體的延性與建筑抗震等級(jí)性能，提高填充墻的承重能力。從我國(guó)研究現(xiàn)狀看，絕大部分的內(nèi)容集中在碳纖維加固后的墻片在平面內(nèi)水平低周持續(xù)承載能力實(shí)際效果下的建筑抗震等級(jí)性能科研上，科學(xué)研究數(shù)據(jù)顯示，碳纖維加固可以明顯提高墻壁的總平面圖內(nèi)能力抗壓強(qiáng)度，提升變形能力，改善結(jié)構(gòu)的延性。

八、鋼構(gòu)架加固性能

碳纖維除了選用鋼構(gòu)架的抗腐蝕、耐腐蝕和別的一般性的加固外，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑及不銹鋼制品等的加固方法自主創(chuàng)新也愈發(fā)變成了大家所屬意的問題。目前科研重要關(guān)鍵重點(diǎn)圍繞碳纖維對(duì)鋼構(gòu)架的失調(diào)加固、網(wǎng)頁頁面黏結(jié)性能及承載能力的傳輸效應(yīng)、承重能力計(jì)算方式以及加固后消除疲勞性能等行業(yè)開展。

九、其他加固性能

解決以發(fā)生爆炸事故為**的較端組織以及別的災(zāi)禍日趨較為嚴(yán)重的傷害，結(jié)構(gòu)抗爆日益變?yōu)榭茖W(xué)研究的實(shí)時(shí)熱點(diǎn)，碳纖維由于其眾多優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)方案抗爆中有寬廣的應(yīng)用前景。早已有的研究成果表明，碳纖維用于抗爆加固可有效提高預(yù)制件構(gòu)件和結(jié)構(gòu)類型的抗爆性能抗沖擊以及抗人為要素災(zāi)禍性能。世界各地一些*教授對(duì)碳纖維加固安全事故后混凝土結(jié)構(gòu)、碳纖維加固結(jié)構(gòu)的抗扭性能、可靠性以及加固木結(jié)構(gòu)房屋、連接功能、隧道工程施工等*特組織均做了一些科研。


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