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碳纤维布对混凝土柱加固方法

文章出处:悍马加固材料人气:11发表时间:2021-11-23 16:12:00【

Concrete Column Strengthening


由于承载力不足和使用功能变化等因素,钢筋混凝土柱需要加固。介绍了土木工程中钢筋混凝土柱的常用加固方法,阐述了各种加固方法的原理、优缺点,为工程应用提供参考。


随着土木工程施工技术的发展和新材料的开发利用,钢筋混凝土柱的加固方法越来越多。常用的加固方法有扩大截面加固法、外配筋法、外贴FRP材料加固法、预应力加固法和复合加固法。下面简要介绍几种常用的加固方法。



外贴FRP材料加固方法

粘贴FRP材料加固技术是20世纪80年代和90年代兴起的一种新型加固技术。它采用树脂胶结材料在混凝土表面粘贴碳纤维织物,达到加固结构、提高结构性能的目的。现阶段,主要的研究和应用领域有碳纤维增强聚合物(CFRP)、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)、芳纶纤维增强聚合物(AFRP)和玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)等。


将玻璃钢材料水平地包裹或包裹在混凝土构件的外围。当构件在竖向荷载作用下发生横向变形时,FRP可以被动地为混凝土提供约束力,从而提高核心混凝土的极限抗压强度和极限应变,从而提高混凝土柱的力学性能。FRP加固能有效地改变混凝土柱的破坏模式,避免延性差的剪力破坏,显著提高混凝土的变形性能。同时,与其他传统加固方法相比,外贴纤维增强塑料加固方法具有耐腐蚀、重量轻(结构重量几乎不增加)、强度高、维护费用低等优点。它适用于混凝土构件和各种应力性能的一般结构,但加筋结构延性差,变形能力不足。另外,由于粘贴纤维材料底部的树脂是环氧结构胶粘剂,存在高温要求、易老化和特殊的防火处理等问题。同时,由于单一的FRP材料已不能满足结构加固的需要,近年来混杂纤维复合筋在国内外也得到了研究和应用。为了提高FRP材料的利用率,在FRP材料加固前施加一定的预应力已逐渐成为研究热点。


预应力加固法

采用预应力加固方法的主要思想是利用预先设想的一部分力或变形来减小或抵消不理想的力和变形。根据加固对象的不同,预应力法加固可分为预应力筋加固和预应力支撑加固。预应力拉杆加固方法适用于大偏心受压构件的加固。所述钢拉杆设置在所述受压构件的张力侧。预应力后可以降低构件的内力,提高构件的承载力。轴向压缩柱应在加固柱两侧设置有压缩杆支臂。对于小偏心受压柱,压杆支臂设置在侧边,承受较大的压力。该方法主要适用于需要提高承载力、刚度和抗裂能力,且加固后空间较小的混凝土承重结构。特别是高应力下的大跨度结构,如锈蚀严重的钢筋。但该方法的缺点是施工过程中需要特殊的预应力设备,施工过程更加复杂。


由于桥梁结构自重大,跨度大,预应力加固方法由于其固有的优点,在桥梁加固工程中得到了越来越多的应用。国内外对预应力加固方法也进行了相关的研究。


外配筋法

外钢加固混凝土柱是一种用型钢加固柱四角的方法。其优点是施工简单,现场工作量小,受力可靠.根据施工工艺的不同,外配筋法可分为湿法和干法两种。其中,干包钢钢筋主要是将型钢直接外包给原构件,或者虽然用水泥砂浆填充,但不能保证剪力在节点表面的有效传递。湿包钢加固方法是在外型钢与原构件之间留出一定的间隙,用胶乳水泥浆或细石混凝土填充,将两者结合在一起共同工作。工程中普遍采用湿法加固。


一般情况下,包钢构件的截面尺寸不太大,但承载力却有了很大的提高,同时由于横向包钢的约束作用,构件的延性也有了很大的提高。这种加固方法适用于不允许原构件截面尺寸大幅度增加,但需要大幅度增加截面承载力的混凝土结构的加固。


扩大截面加固法

扩大截面加固法是一种传统的加固方法。提高构件或建筑物的强度、刚度和稳定性,增加其截面面积和钢筋,以满足构件正常使用的要求,是一种加固方法。扩大截面法有围护法、单面加固法和双面加筋法等多种形式.围护结构主要是在柱周围浇筑混凝土,在主要承受轴向力的结构中使用较多。单面或双面主要针对同时承受较大弯矩的柱结构,主承重面增大。特别是在抗震设防区,这可以将原强梁和弱柱改造为有利于抗震的强柱弱梁结构。


加筋柱在力学性能上不同于普通混凝土构件。这是因为当横截面扩大时,通常不可能完全卸载.加筋柱在加筋前先受载,并在截面处产生一定的应力和应变。新增加的部分不能立即分担加固后施加到加固柱上的荷载,而只能开始与加筋柱一起工作,并在新荷载的作用下承受荷载。这样,加筋后的新构件的应变总是滞后于原柱。当配筋柱达到极限状态时,新加钢筋混凝土的性能不能得到充分利用,直接造成后配筋材料利用率低等问题。加固前混凝土柱的应力水平越高,加固效果越差。