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碳纤维加固钢筋混凝土柱的技术及施工要点

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2016-10-28 16:05  来源:

碳纤维是整个建筑工程界使用最为广泛且热门的加固材料,该项加固技术兴起于20世纪80年代,于90年代后期在我国迅速发展起来,国内外很多科研单位和高校就碳纤维CFRP加固混凝土构件这项新技术进行了大量的研究。随着试验研究的深入,该加固技术的适用范围不断扩大,应用技术不断改进。

碳纤维加固钢筋混凝土柱的技术及施工要点

1、适用范围及工况要求

CFRP加固钢筋混凝土柱适用于圆柱或小截面矩形柱(截面边长一般小于800mm),在未失稳状态下能大幅提高钢筋混凝土柱的轴压承载能力。加固的前提条件是构件的核心混凝土未被破坏,尚具有一定的承载和变形能力。

2、CFRP外包钢筋混凝土加固技术

3、加固施工要点:

1)、钢筋混凝土柱加固前的卸荷,此项工作往往被忽视,混凝土构件在负荷外包CFRP时,外包CFRP相对于混凝土柱表面存在应变滞后,常发生CFRP尚未被拉断混凝土已被压坏的情况,这种效应使得CFRP的补强效果降低,不能充分发挥CFRP的高强抗拉性能。

2)、矩形柱拐角倒角的半径不得小于20mm,柱侧最好修成外凸面,减轻角部CFRP的集中应力,很多试验表明即使如此CFRP的破坏仍然发生在拐角部位。

3)、混凝土构件表面的修复工作极为重要,其直接影响CFRP对混凝土横向约束效果。

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结论

1、碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱,能使混凝土承受轴向受力状态变为三向受力状态,约束混凝土的承载力和变形能力得到提高,特别对轴压比不能满足抗震设计规范要求的钢筋混凝土柱加固效果比较明显。

2、提高塑性铰区的承载力及延性,钢筋混凝土柱在地震荷载的重复作用下,上下端会首先出现塑性铰区,承载能力及延性迅速下降,用CFRP进行缠绕加固后,塑性铰区核心混凝土受到约束极限强度及变形能力大幅提高。

3、施工技术含量低、工艺简单,约束效果好、抗腐蚀能力强,只需保护不需要保养。

4、碳纤维CFRP加固技术并非万能“处方”,有其缺点:有机胶耐高温性能差,高温环境及防火等级要求高的建筑不能使用;不规则或大截面矩形柱应有条件使用。

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