原標(biāo)題:規(guī)范說:碳纖維布加固法|卡本碳纖維布
常見的結(jié)構(gòu)加固方法有很多,主要為外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼纖維復(fù)合材(布、板)加固法、預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)合板加固法等,今天我們通過規(guī)范來解讀碳纖維布加固法,以下簡稱碳布加固法。
01 碳纖維布加固法
一、定義:
碳纖維布加固技術(shù)的是利用膠粘劑把碳纖維布粘貼在混凝土受損部位,使之與混凝土基體合為一體,確保二者共同受力,充分地利用了碳纖維布的良好抗拉強度來達到加固補強受損構(gòu)件的承載能力和使用功能的目的,以此來提高混凝土構(gòu)件的承載力,從而減少混凝土構(gòu)件的變形量和控制裂縫擴展的一種補強加固方法。
二、適用范圍:
普遍適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固,比如建筑梁、板、柱、墻等的加固,以及橋梁、隧道、煙囪、筒倉等其它土木工程的加固補強。但是對于受壓構(gòu)件、剛度不足構(gòu)件、承受動荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件均不適合使用。
三、技術(shù)特點:
1.優(yōu)異的力學(xué)性能,可有效地應(yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補強;
2.優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,具有足夠的適應(yīng)環(huán)境變化的能力;
3.輕質(zhì)高強,可以不增加結(jié)構(gòu)體積,所增加的結(jié)構(gòu)自重幾乎可以不計;
4.施工工序簡單,易于操作。
四、工藝流程:
定位放線→砼表面處理→涂刷底層浸漬膠→粘貼碳纖維布→沿單向面多次刮壓→涂刷面層浸漬膠→表面防護。
02 碳布加固技術(shù)注意點(結(jié)合規(guī)范)
下面我們將結(jié)合多本規(guī)范,對常見的一些注意點,進行說明和論證,以便更加規(guī)范我們的施工和設(shè)計。
一、設(shè)計規(guī)定:
1、被加固混凝土構(gòu)件的現(xiàn)場實測砼強度等級不低于C15,且混凝土表面的正拉粘結(jié)強度不得低于1. 5MPa。
那么,為什么要規(guī)定混凝土實測強度呢?!在《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2013 總則里給出了專業(yè)的解釋:
同時我們還需要對基面進行處理,棱角打磨(圓弧半徑不小于25mm),干燥處理等,具體請參考《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50550-2010。
2、外貼纖維復(fù)合材加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時,應(yīng)將纖維受力方式設(shè)計成僅承受拉應(yīng)力作用。
3、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2013 里明確其長期使用溫度不應(yīng)高于60℃。但應(yīng)指出,這是按照常溫條件下,使用普通型膠粘劑的性能確定的。當(dāng)采用耐高溫膠粘劑時可不受此限制,但應(yīng)受現(xiàn)行國家標(biāo)準《混凝土設(shè)計規(guī)范》 GB 50010 對混凝土結(jié)構(gòu)承受生產(chǎn)性高溫的限值。
4.卸載處理:卸載處理的意義在于減少二次受力的影響,即降低纖維復(fù)合材的滯后應(yīng)變,使得加固后的結(jié)構(gòu)能充分利用纖維材料的強度。
5.防火要求:
03 加固計算
1、計算的基本規(guī)定(以受彎構(gòu)件正截面加固計算為例):
當(dāng)考慮到二次受力影響時,纖維復(fù)合材的滯后應(yīng)變應(yīng)按下式計算:
2、正截面承載力計算:
3、構(gòu)造規(guī)定(U型箍的設(shè)置):
對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正彎矩區(qū)進行正截面加固時,其受拉面沿軸向粘貼的纖維復(fù)合材應(yīng)延伸至支座邊緣,且應(yīng)在纖維復(fù)合材的端部(包括截斷處)及集中荷載作用點的兩側(cè),設(shè)置纖維復(fù)合材的U形箍(對梁)或橫向壓條(對板)。
04 施工質(zhì)量驗收
標(biāo)準施工流程在前文中已一進行了描述,此處不再贅述,可參考《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50550-2010 外粘纖維復(fù)合材部分。
纖維復(fù)合材與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量可用錘擊法或其他有效探測法進行檢查。根據(jù)檢查結(jié)果確認的總有效粘結(jié)面積不應(yīng)小于總粘結(jié)面積的95%。
什么是內(nèi)聚破壞呢?參考《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50550-2010得知。
膠粘劑內(nèi)聚破壞是內(nèi)聚破壞的一種,粘接膠的選擇會直接影響碳布加固效果,因此選擇合適的粘接膠尤為重要。這里之所以強調(diào)“合適”而非“優(yōu)質(zhì)”,因為不僅粘接膠的質(zhì)量影響加固效果,粘接膠和碳布的適配性也同樣影響最終加固效果。
這點在《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2013 總則里也有解釋:
05 加固效果展示
實踐是檢驗真理的 標(biāo)準,下面我們通過卡本的真實案例來說明碳布加固的顯著效果。
工程概況:西安某項目為框架結(jié)構(gòu),因其服役時間較長,梁板等主要構(gòu)件均出現(xiàn)不同程度破壞,需要進行及時加固。
加固詳情:
施工單位根據(jù)設(shè)計單位出具圖紙進行加固改造,該結(jié)構(gòu)涉及改造加固方法較多,針對樓板、梁出現(xiàn)的裂縫及變形病害,采用粘貼卡本碳纖維布或粘鋼加固方法進行加固。其主要目的就是有效的解決裂縫和提高梁板的承載力,加固效果顯著。
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