碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)的研究

時(shí)間：2022-01-19作者：安徽澤西項(xiàng)目管理有限公司瀏覽：693

碳纖維在加固較新改造運(yùn)用中，用得較多的產(chǎn)品方式是塑膠板材。在片材中，布狀材料需求量較大，且技巧較為完善，英國、日本、澳大利亞、歐洲等國均已經(jīng)有了相對(duì)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。而筋材在構(gòu)造加固中適用于公路橋梁的體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋加固。因?yàn)閮?yōu)良的耐腐蝕燭性、耐疲憊性能及其便于工程施工等性能，近些年其使用量正慢慢提高，現(xiàn)階段，中國有關(guān)碳纖維加固構(gòu)造的運(yùn)用，關(guān)鍵可以概括為下列一些層面：

一、抗彎強(qiáng)度加固性能

在鋼筋混凝土的受拉區(qū)黏貼碳纖維，可合理提升其承重能力，抑止縫隙拓展。碳纖維加固后鋼筋混凝土的毀壞特點(diǎn)與水泥混凝土構(gòu)造及其粘鋼加固的鋼筋混凝土有很大的差別，其承載能力的計(jì)算方式都不同樣。***學(xué)者的分析主要是聚集在碳纖維加固混泥土梁的抗彎強(qiáng)度性能、毀壞形狀、承載能力測算、危害因素及其碳纖維加固后鋼筋混凝土梁的橫截面形變、縫隙進(jìn)行等層面。近年來，許多*學(xué)者對(duì)負(fù)荷情況下碳纖維加固梁進(jìn)行了承受力性能實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究和概念剖析，嘗試建立起考慮到二次承受力的抗拉承載能力計(jì)算方式、落后應(yīng)變力及跨中撓度值的計(jì)算方法。

二、抗彎加固性能

在混泥土梁的受剪區(qū)側(cè)邊黏貼碳纖維能有效的提升其抗剪能力，工程項(xiàng)目中較常用的受剪加固方式有側(cè)邊黏貼、U型粘貼和包囊黏貼3 種方法，在其中以包囊黏貼實(shí)際效果較好是。危害碳纖維抗彎加固性能的基本參數(shù)有梁的配箍率、混凝土的強(qiáng)度、碳纖維配筋率、梁的剪跨比、碳纖維的黏貼方法與鋼筋錨固性能、碳纖維及粘接膠自身的原材料性能等?，F(xiàn)階段，**抵抗剪加固的科學(xué)研究主要包含毀壞系統(tǒng)和承載能力的測算等層面，在其中承載能力測算的理論模型，一般是在混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)理論模型的根基上，提升碳纖維抵抗剪承載能力奉獻(xiàn)項(xiàng)。

三、抗震等級(jí)加固性能

根據(jù)業(yè)務(wù)外包碳纖維管束塑性鉸區(qū)混泥土以提升混泥土的極限壓應(yīng)變力，可提升預(yù)制構(gòu)件延性，有益于組織的抗震等級(jí)加固?，F(xiàn)階段**許多*學(xué)者開展了業(yè)務(wù)外包碳纖維加固混泥土柱、梁柱節(jié)點(diǎn)甚至結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)性能實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究、基礎(chǔ)理論解析和工程項(xiàng)目應(yīng)用研究，明確提出了相對(duì)的碳纖維管束混凝土的內(nèi)應(yīng)力-應(yīng)變力關(guān)聯(lián)的測算實(shí)體模型。

研究表明，側(cè)面管束彈性模量和側(cè)面管束抗壓強(qiáng)度是危害碳纖維管束鋼筋混凝土延性特點(diǎn)和應(yīng)力應(yīng)變能耗性能的兩種關(guān)鍵主要參數(shù)。除此之外，科學(xué)研究在鋼管混凝土和鋼套管混泥土的研究基礎(chǔ)上，初次明確提出了管束鋼管混凝土的定義，在這類新式鋼管混凝土柱中，為提高構(gòu)造的抗震等級(jí)性能，在很有可能產(chǎn)生塑性鉸的位置設(shè)定了碳纖維橫著額外管束。額外套箍能合理地控制或推遲鋼管混凝土柱中通長的無縫鋼管在塑性鉸區(qū)進(jìn)行部分屈伸，提升了構(gòu)造的承重性能與延性，進(jìn)而改進(jìn)抗震等級(jí)性能。**已經(jīng)有很多運(yùn)用碳纖維加固建筑結(jié)構(gòu)柱與橋柱的經(jīng)典案例。為便于工程施工，還開發(fā)設(shè)計(jì)出了碳纖維全自動(dòng)繞線系統(tǒng)軟件。

四、緩解疲勞加固性能

碳纖維塑膠板材加固預(yù)制構(gòu)件的疲憊可分為彎折疲憊和剪截疲憊2種，依據(jù)承載力方法又可分為常幅載荷和起升承載力下的強(qiáng)度問題。碳纖維塑膠板材加固預(yù)制構(gòu)件的疲勞極限，除開與原來鋼筋混凝土的緩解疲勞能力相關(guān)外，還與碳纖維加固一部分的疲憊破裂能力及其碳纖維塑膠板材與混泥土頁面的緩解疲勞毀壞能力相關(guān)?；炷嗤量箯潖?qiáng)度疲憊基礎(chǔ)理論可以用于判斷應(yīng)有鋼筋混凝土的緩解疲勞能力，碳纖維塑膠板材產(chǎn)品的緩解疲勞能力可以根據(jù)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)處理，但有關(guān)碳纖維塑膠板材與水泥的頁面的緩解疲勞毀壞能力的科學(xué)研究掌握甚少，現(xiàn)階段僅有小量測試結(jié)果，這種研究表明，在反復(fù)、挪動(dòng)承載力效果下，頁面的粘接能力有降低的發(fā)展趨勢。

五、預(yù)應(yīng)力鋼筋技術(shù)性

針對(duì)剛度過大的受彎部件或裂開比較嚴(yán)重的混泥土梁、板，簡易的碳纖維貼片式加固法無法合理地提高其彎曲剛度，原材料的功能無法得到靈活運(yùn)用。選用預(yù)應(yīng)力鋼筋碳纖維加固技術(shù)性可均衡加固梁的一部分承載力，合理降低加固梁的撓度值形變，減緩梁裂開，降低裂縫寬度，減少較早期脫離毀壞的概率，提升梁的承載能力。現(xiàn)階段，一些*學(xué)者對(duì)碳纖維預(yù)應(yīng)力鋼筋加固技術(shù)性在不一樣負(fù)荷下的碳纖維預(yù)應(yīng)力張拉加工工藝、*鋼筋錨固對(duì)策、預(yù)應(yīng)力鋼筋損害及提升測算、頁面載荷產(chǎn)生及緩解疲勞性能等領(lǐng)域開展了一些實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究和概念剖析，并開始了工程施工具體運(yùn)用。

六、耐用性加固性能

**對(duì)碳纖維加固混凝土工程的耐久度性能進(jìn)行了多種內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究，研究主要參數(shù)包含預(yù)制構(gòu)件種類（梁、柱）、碳纖維類型（AFRP，CFRP，GFRP）、黏貼方法（環(huán)向、徑向）、自然環(huán)境種類（室內(nèi)溫度、濕區(qū)、融凍）、環(huán)氧樹脂種類等。研究表明，在嚴(yán)酷條件下CFRP比GFRP性能好，濕區(qū)功效下，CFRP管束試樣的抗壓強(qiáng)度與延性沒有減少，彎曲剛度獲得提升，而GFRP管束試樣的抗壓強(qiáng)度與延性都減少了，彎曲剛度未受影響；凍融功效下，CFRP和GFRP管束試樣的抗壓強(qiáng)度與延性明顯減少，彎曲剛度未受影響，與室內(nèi)溫度及濕區(qū)循環(huán)系統(tǒng)的作用下試樣對(duì)比，受凍融作用試樣的損壞方法較具有較端天氣。海面浸蝕后，一般混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱與CFRP加固鋼筋混凝土梁、柱的承載能力都減少，但CFRP加固混泥土梁的彎曲剛度幾乎未遭受任何的危害。

七、砌體加固性能

海外很多文獻(xiàn)研究了碳纖維塑膠板材加固加氣混凝土墻與墻體的抗彎性能、平面圖外與整體內(nèi)抗彎強(qiáng)度性能、沿通縫的抗彎性能、簡單承載力效果下的短期內(nèi)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、低周往復(fù)式承載力實(shí)驗(yàn)及其模擬地震承載力實(shí)驗(yàn)，并提供了碳纖維加固砌體的設(shè)計(jì)方案提議；

對(duì)選用碳纖維盤繞加固磚柱的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、磚拱和帆拱的加固性能也完成了科學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，墻面的毀壞方式由加固前的塑性剪截毀壞變成了加固后延性彎折毀壞，巨大提升墻面的形變能力、抗壓強(qiáng)度和延性，能合理減少剪截形變，改進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)總體的延性與抗震等級(jí)性能，提升砌體的承載能力。從中國研究現(xiàn)狀看，絕大多數(shù)的內(nèi)容集中化在碳纖維加固后的墻片在水平面內(nèi)水準(zhǔn)低周不斷承載力效果下的抗震等級(jí)性能科學(xué)研究上，研究結(jié)果顯示，碳纖維加固可以明顯增強(qiáng)墻面的平面圖內(nèi)能力抗拉強(qiáng)度，提高形變能力，改進(jìn)構(gòu)造的延性。

八、鋼架結(jié)構(gòu)加固性能

碳纖維除開采用鋼架結(jié)構(gòu)的耐腐蝕、防腐蝕和其他一般性的加固外，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑及不銹鋼制品等的加固方式創(chuàng)新也越發(fā)成為了我們所在意的問題?，F(xiàn)階段科學(xué)研究關(guān)鍵主要緊緊圍繞碳纖維對(duì)鋼架結(jié)構(gòu)的失衡加固、頁面黏結(jié)性能及承載力的傳送效用、承載能力計(jì)算方式及其加固后緩解疲勞性能等領(lǐng)域進(jìn)行。

九、別的加固性能

應(yīng)對(duì)以發(fā)生爆炸為主導(dǎo)的恐怖組織及其其他災(zāi)難日趨比較嚴(yán)重的危害，構(gòu)造抗暴日益變成科研的網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)，碳纖維因?yàn)槠渲T多優(yōu)勢，在設(shè)計(jì)抗暴中有寬闊的應(yīng)用前景。已經(jīng)有的科研成果表明，碳纖維用以抗暴加固可合理提升預(yù)制構(gòu)件和結(jié)構(gòu)特征的抗暴性能耐沖擊及其抗人為因素災(zāi)難性能。**一些*學(xué)者對(duì)碳纖維加固火災(zāi)事故后鋼筋混凝土、碳纖維加固構(gòu)造的抗扭性能、穩(wěn)定性及其加固木結(jié)構(gòu)建筑、連接點(diǎn)、隧道施工等特殊機(jī)構(gòu)均干了一些科學(xué)研究。


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