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一、碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術簡介

 粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的（抗彎、抗剪）承載能力，由此而達到對建筑物進行加固、補強的目的。碳纖維增強聚合物是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強度的碳纖維束而成的。

 二、使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點：

 a、強度高（強度約為普通鋼材的10倍），效果好

b、加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性；

c、自重輕（約200g/m2），基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣；

d、施工簡便（不需大型施工機構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料），易于操作，經(jīng)濟性好；

e、施工工期短（本工程實例僅用一月）；因此，碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術在混凝土結(jié)構(gòu)方面已產(chǎn)生較大的效應。

 碳纖維加固技術適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)，要求基層混凝土的強度等級不低于c15即可；另外，磚砌體的某些力學性能也可以用碳纖維進行加固。

 三、碳纖維布加固的原理

 用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學性能，其抗拉強度一般為建筑用鋼材的十幾倍；但是，碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難*共同工作，在承受較低的荷載時，一部分應力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態(tài)，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結(jié)劑對碳纖維布的加固起著關鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作，從而達到加固的目的。

四、碳纖維布加固技術在混凝土結(jié)構(gòu)中的應用已較成熟，主要集中在以下幾個方面。

（1）提高受剪承載力

碳纖維布對構(gòu)件抗剪的貢獻類似于箍筋的作用，與混凝土共同承受剪力。另外，碳纖維布具有對核心混凝土的約束作用，并能承擔拉應力，防止主筋過早屈服，抑制剪切裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。因此，碳纖維布可以明顯提高鋼筋混凝土構(gòu)件的受剪承載力，增強構(gòu)件的變形能力。影響受剪加固效果的主要因素有碳纖維布的材料性能、碳纖維布的寬度和層數(shù)、粘結(jié)劑質(zhì)量、粘貼質(zhì)量、剪跨比、加固前構(gòu)件的受荷情況、錨固方式等[2、3].

（2）提高受彎承載力

由于碳纖維布具有抗拉強度高的特性，可以將碳纖維布粘貼在構(gòu)件的受拉表層，使之與混凝土共同承擔拉應力，以提高構(gòu)件的受彎承載力，達到加固補強的目的。粘貼碳纖維布后，受彎構(gòu)件的受彎承載能力明顯提高，有效的抑制了裂縫的開展，構(gòu)件的變形能力和延性性能得到顯著改善[4].影響受彎加固效果的主要因素有碳纖維布的材料性能、碳纖維布的寬度和層數(shù)、粘結(jié)劑質(zhì)量、粘貼質(zhì)量、加固前構(gòu)件的受荷情況、縱筋配筋率、構(gòu)件截面尺寸等[4、5].

（3）提高抗震能力

由于碳纖維布能夠約束構(gòu)件的開裂，提高構(gòu)件的剛度和抵抗變形的能力，當需要提高構(gòu)件的抗震能力時，亦可用碳纖維布進行增強和增韌。尤其對于鋼筋混凝土梁柱節(jié)點和受軸向力作用的鋼筋混凝土柱，往往要求進行構(gòu)件的抗震設計。采用碳纖維布粘貼于梁柱節(jié)點范圍，或?qū)︿摻罨炷林M行包裹，可以明顯改善結(jié)構(gòu)中混凝土構(gòu)件的延性，增加耗能能力，具有良好的抗震加固效果[6].此時，應考慮軸壓比、碳纖維布用量、配箍率、長細比等因素對碳纖維布加固構(gòu)件的變形能力和抗震性能的影響。

（4）提高抗疲勞能力

對于承受動力荷載或重復荷載的構(gòu)件，設計時要求具有足夠的抗疲勞性能，抗疲勞能力的大小與其截面尺寸、配筋率、縱筋類型和荷載級別等有關。用碳纖維布進行鋼筋混凝土梁和預應力鋼筋混凝土梁的加固，經(jīng)200 萬次重復荷載作用后，加固構(gòu)件的強度和剛度不會降低，也不會發(fā)生剝落和脆斷現(xiàn)象[7].如果采用預應力碳纖維布加固的形式，預應力碳纖維布的存在，使構(gòu)件中縱筋的應力幅值有所降低，減少了發(fā)生疲勞破壞的可能。而始終處于高應力狀態(tài)的碳纖維布具有良好的抗疲勞性能。其綜合效應使所加固構(gòu)件的疲勞壽命大大提高，疲勞變形有所減小，構(gòu)件的疲勞抗裂性能得到較大提高，從而延長構(gòu)件的使用壽命。

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