建筑碳纤维结构加固方法包括外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、加大截面加固法、 预应力加固法、粘贴碳纤维复合材料加固法、锚钉粘贴钢板加固法
1. 外包型钢加固法:采用外包型钢,少许增大了构件截面,对结构截面抗弯刚度E1的提高有所帮助,但是真正的效能是型钢增大了截面外缘承受应力的能力。
2. 粘贴钢板加固法:粘贴钢板也是增大了构件截面,对结构截面抗弯刚度E1的提
碳纤维加固
建筑碳纤维结构加固方法包括外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、加大截面加固法、 预应力加固法、粘贴碳纤维复合材料加固法、锚钉粘贴钢板加固法
1. 外包型钢加固法:采用外包型钢,少许增大了构件截面,对结构截面抗弯刚度E1的提高有所帮助,但是真正的效能是型钢增大了截面外缘承受应力的能力。
2. 粘贴钢板加固法:粘贴钢板也是增大了构件截面,对结构截面抗弯刚度E1的提高有所帮助,但主要效能还是增强了构件截面外缘承受应力的能力,对于承受正负弯矩的梁构件,该方法特别有效。
3. 加大截面加固法:该方法是结构加固的基本方法,也是理论应用到实践的很直观的方法,采用加大截面加固法能够直观、有效的增加截面的惯性矩,来降低截面很外缘的应力,使截面材料能够承受该应力,达到加固的目的。
4. 预应力加固法:该方法是针对增强构架截面外缘承受应力的能力问题,采用体外预应力使构件截面产生预应压力,有比粘钢粘纤维材料更直接、有效的优势。
5. 粘贴碳纤维复合材料加固法:按照抗弯设计状态设计建造的构件,它的截面所能承受额弯矩,主要体现在构件截面外缘的拉应力数值上,为增强构件截面外缘承受应力的能力,用纤维材料替代钢板实施粘贴,可以达到同等钢板的效果。
6. 锚钉粘贴钢板加固法:为了使粘贴钢板的效能得到更好的的发挥,对粘贴钢板加固法进行了改进,就是在钢板与混凝土之间增加了异形锚钉,它可以使钢板与混凝土结合更加紧密,使钢板受到拉力,加固完毕后,钢板的弹性收缩使混凝土受到预压受力,使构件外缘的应力承受能力有更大的提高。
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
碳纤维在工程中的应用
在建筑工程施工建设的过程之中还有一种较为常用的碳纤维材料即碳纤维板材。碳纤维板材通常使用在建筑物的外表面,从而提高建筑物的耐久性。碳纤维板材本身的化学稳定性和物理稳定性就比较好,它具有极
l好的耐热性和耐腐蚀性能,并且其的保温隔热性能十分的理想,不易
l燃烧,作为建筑物外墙材料是十分理想的。与此同时,碳纤维板材造型美观,结构轻便,不需要对其进行二次装饰,这也是被广泛的应用在建筑物外墙的一个重要原因。另外还有就是碳纤维板材还可以使用在已有建筑物的钢筋混凝土的结构部位的维修加固中,它能够极大的提高钢筋混凝土建筑的耐久性,延长建筑物的使用寿命,提高建筑物的安全稳定性。
碳纤维分类及命名
现在炭纤维的主要产品有聚基,沥青基及黏胶基3大类,每一类产品又因原纤维种类、工艺和炭纤维性能等不同,又分成许多品种。“炭纤维”一词实际上是多种炭纤维的总称,因此分类及命名就十分重要。20世纪70年代末期,国际理论与应用化合会(IUPAC)曾对炭纤维的分类和命名作了规定。首先用PAN(聚),MP(中间相沥青)及VS(黏胶)表示炭纤维的类别,再以小写英文字母表示热处理温度如lht(表示热处理温度,1400℃),hht(热处理温度在2000℃以上),然后再加上表示性能的符号(如HT表示高强、HM高模、SHT超高强、HTHS高强高应变、IM中模及UHM超高模等)。同时指出,聚基,黏胶基及普通型沥青基炭纤维均属难石墨化的聚合物炭,而中间相沥青基炭纤维及气相生长的炭纤维是易石墨化炭。在第三次国际炭纤维会议上(1985年,伦敦)。曾建议按力学性能将炭纤维分成下列5级。超高模量级(UHM): 模量在395 GPa以上;高模量级(HM): 模量在310~395 GPa间;中模量级(IM): 模量在255~310 GPa间;超高强度级(UHT): 强度在3.5 GPa以上模量在255 GPa以下;高强度级(HT): 强度达3.5 GPa。这两种分级法都有不足之处。现在炭纤维产品分类由制造商自行标明:原纤维种类、单丝孔数、直径、排列方式(如平行、缠结、加捻等),有无表面处理(及其种类),有无上浆(及浆剂种类)等。一些重要的商品名称及性能,可见聚基炭纤维和沥青基炭纤维。
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