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更新時(shí)間:2016-07-03 05:32:32瀏覽次數(shù):161次
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碳纖維加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)簡(jiǎn)介
碳纖維復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic)加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是近年來(lái)興起的一項(xiàng)新型加固技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)是將碳素纖維這種高性能纖維應(yīng)用于土木工程,利用樹指類材料把碳纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面,形成復(fù)合材料體(CFRP),通過(guò)其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的。
2、 碳纖維加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)原理
碳纖維材料具有高強(qiáng)度、高彈性模量、重量輕及耐腐蝕性好等特點(diǎn),其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的十倍左右,彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)所用碳纖維材料主要為二種:碳纖維材料與配套樹脂。其中碳纖維的抗拉強(qiáng)度為建筑鋼材的十倍,而彈性模量與鋼材相當(dāng),某些種類(如高彈性)碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的兩倍以上,且施工性能與耐久性良好,是一種很好的加固修復(fù)材料;配套樹指則包括底層樹脂、找平樹脂及粘結(jié)樹脂,前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量,而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個(gè)復(fù)合性整體,并且共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎、抗剪承載能力,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。
3、加固工程概況
某110kV變電所建于2000年,因電容器室爆炸燃燒,第二榀框架梁遭到破壞,保護(hù)層混凝土開裂、酥松、剝落,下弦鋼筋變形較嚴(yán)重,鋼筋受力截面削弱,危及結(jié)構(gòu)安全,影響電力的安全生產(chǎn)。經(jīng)基建部門、設(shè)計(jì)部門、加固公司等單位專家一起進(jìn)行分析比較,選擇粘貼碳纖維布進(jìn)行加固,防止大梁的過(guò)度變形,延長(zhǎng)梁的使用壽命。
4、碳纖維布加固框架梁設(shè)計(jì)
4.1碳纖維布加固的前提
首先,利用回彈法對(duì)框架梁混凝土進(jìn)行檢測(cè),以供加固參考。經(jīng)檢測(cè),混凝土的實(shí)際強(qiáng)度為C30。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,及現(xiàn)場(chǎng)混凝土、鋼筋的受損情況,考慮提高框架梁的抗拉強(qiáng)度等級(jí),為此,將610mm寬的碳纖維布裁成兩半,分兩層粘貼在框架梁的底面及兩側(cè),加固后,增加了原受拉鋼筋面積,彌補(bǔ)了由于原鋼筋變形而造成的截面削減,構(gòu)件的承載力得到加強(qiáng),而且,總體配筋率ρmin≤ρ≤ρmax ,可以滿足使用要求。
4.2碳纖維布的設(shè)計(jì)
在受彎加固時(shí),應(yīng)使碳纖維片材的纖維方向與受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向*。因梁底寬度為350mm,而碳纖維布的寬度為610mm,兼顧加固時(shí)碳纖維布的幅寬效應(yīng)及框架梁下的受拉范圍,考慮將碳纖維布裁為兩半,一層為300mm寬,一層為310mm寬,分兩層粘貼在梁的下側(cè);再粘貼100mm寬的碳纖維布“U”形箍;框架梁兩側(cè)面上邊緣各粘貼四根100mm寬的碳纖維布條固定碳纖維布“U”形箍。
碳纖維布的主要力學(xué)指標(biāo) | |||
| 抗拉強(qiáng)(Mpa) | 彈性模(Mpa) | 延伸率(%) |
技術(shù)規(guī)程指標(biāo) | ≥3000 | ≥2.1×105 | ≥1.4 |
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