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碳纤维加固技术研究现状,这些你都知道吗?

碳纤维加固技术研究现状,这些你都知道吗?

    来源:万钧加固改造    发布时间:2020-03-11 22:55    浏览量:

  结构在长期自然环境和使用环境的双重作用下,以及社会需求的变化、设计标准的提高等很多因素会影响其使用,建筑结构加固研究具有重要的社会效益和巨大的经济利益。近些年来,随着人们对建筑补强加固的重视,对其研究课题投入的增多,相应的研究成果也越来越多。目前,工程上常用的钢筋混凝土结构补强加固方法主要有:增大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变受力体系加固法、FRP片材粘贴法等。其中碳纤维(CarbonFiberReinforcedPolymer—CFRP)布具有自重轻、强度高、刚度大、抗疲劳性、减振性、耐腐蚀性好等特点,使其加固技术得到快速发展。

华体会hth体育   与传统加固技术方法比较,粘贴碳纤维布加固混凝土结构具有以下技术优势:高强高效;施工简捷。无需大型施工机具和现场固定设备,占用施工场地少,而且没有湿作业,因而工效很高;耐腐蚀性耐久性;不增加构件的自重及体积;适用面广。尤其对于异形结构、受恶劣环境影响的结构及抗震能力要求较高的结构的加固,更显其独特优势。

碳纤维加固

  国内外专家学者已对CFRPiD固混凝土结构进行了大量研究,主要包括以下几个方面。

  1.受弯构件加固

华体会hth体育   应用碳纤维布对受损混凝土梁进行加固主要是利用碳纤维抗拉承载力髙的特性,将碳纤维布粘贴在构件的受损部位,使之与混凝土共同承受荷载,以提高构件的承载力,从而达到加固补强的作用。

  (1)受弯承载力研究

华体会hth体育   郑州大学的钱伟、高丹盈等通过9根碳纤维布加固的具有初始损伤钢筋混凝土梁、6根碳纤维布直接加固钢筋混凝土梁及3根钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,结果表明,采用碳纤维布加固钢筋混凝土梁可以有效地提高其抗弯性能,初始荷载、初始裂缝及加载历史等对加固梁的裂缝发展、刚度、屈服荷载和极限荷载均有不同程度的影响。

  (2)受剪承载力研究

华体会hth体育   抗剪加固主要是将碳纤维布粘贴于构件的剪跨区,起到与箍筋类似的作用,以提高构件的抗剪承载力。武汉理工大学的刘沐宇等通过对钢筋混凝土受剪梁疲劳损伤后进行了粘贴U型碳纤维布加固,再进行加固后梁的疲劳试验。试验结果表明:碳纤维加固梁,在疲劳荷载作用下,碳纤维布能明显降低加固梁中的箍筋应变,从而提髙梁的抗疲劳寿命。

  2.受压构件加固

  研究结果表明,碳纤维布约束混凝土圆形柱或方形柱显著提高了柱的承载力,同时柱的延性也有较大改善。清华大学的张柯、叶列平等进行了3组混凝土柱不同程度破坏后采用碳纤维布加固在压弯反向荷载作用下抗震性能的试验研究,研究结果表明,采用碳纤维布环向粘贴加固破坏的混凝土柱时,能提高柱子受剪承载力和增大延性系数,柱的变形和耗能能力大大提高,提高了结构在地震作用下的耗能能力;CFRP加固受损混凝土柱显著改善了柱的裂缝状态,对裂缝的继续发展有明显的抑制作用。

  3.框架节点加固

  近些年来,在国内许多研究者也针对框架节点的碳纤维加固进行了研究,研究结果表明,未受损节点采用碳纤维加固对其承载力、刚度及变形都有提高。对于受损节点,碳纤维加固后,其极限承载力得到提高,而且提高幅度与未受损加固的相近,即受损对碳纤维加固节点极限承载力影响小;受损对加固节点延性影响小,但对加固后节点初期、中期刚度影响较大。

  4.整体框架加固

  郑州大学的范建伟等进行了两榀碳纤维加固受损框架在竖向荷载作用下和一榀碳纤维加固受损框架在水平低周反复荷载作用下的试验研究,得出如下结论:碳纤维布加固后的损伤框架结构抵抗反复荷载的能力较强,试件承载力达到最大后随着位移增大承载力下降较小,即承载力退化较小;根据低周反复试验结果,CFRP加固后损伤混凝土框架在模拟地震作用下的破坏机构为:梁端和柱端均形成塑性铰的混合机制,破坏B寸梁柱节点混凝土拉坏,柱根混凝土压碎,但均发生在碳纤维布之间,结构延性良好。



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