魁塑二蛆
张忠
(四川电力建设三公司,四川内江641005)
喃要]碳纤维布加固技术曩近年来在结构加固工程中采用的比较先进的技术。碳纤维布加固是采用专用胶粘荆将碳纤维布粘枯予原构件的混凝土表面,使之形成具有整体l生的复合截面,碳纤维布与混凝土变形协调,共同受力,以提高结构的承栽力和越洼。
滂濑酷剐碳纤维布;加固技术;施工工艺
传统的混凝土加固方法如加大截面法、粘结钢板法等需要耗费较多的人力和时间,加固投入成本较高。现阶段采用一种新型的碳纤维布
(C FR P)加固混凝土结构的方法,较好的解决了上述问题,即保证了混
凝土结构加固后的安全,又提高了功效。
碳纤维布加固是采用专用胶粘剂将碳纤维布粘结于原构件的混凝土表面,使之形成具有整体性的复合截面,碳纤维布与混凝土变形协调,共同受力,以提高结构的承载力和延性。
1碳纤维布受弯加固计算
1.1计算截面假定
现场实际工程中经常接触梁、板类受弯构件加固,受弯加固构件以平截面假设(见图一)为基础建立计算公式,核算正截面受弯承载力。
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≯f L A-
图一加固正戤面受弯承载力计,翠
12基本数据
梁设计弯矩值M=700K N.m;初始弯距M0|(=200K N.m。重要构件。梁截面:300X650m m:混凝土
标号:C30;抗压强度设计值f∞:143n/m m2。
梁钢筋级别:H R B335;抗拉f v0/抗压f。。强度设计值:300N /m m2;弹性模量Es:20000N/m m2;受拉钢筋:2排;受压钢筋:1排。
梁加固碳纤维布数据:选用高强I级碳纤维布;弹性模量E。=230000N/m m2;设计强度ff=1600n/m m2;抗拉应变设计值
E f_O.007。
13计算过程
1)计算混凝土受压区高度x。取计算系数a1=1i截面有效高度
ho=590m m;受压钢筋边沿距a。=35m m。受拉钢筋面积A s0=2900 m m2;受压钢筋面积A∞。=2560m m2,代入公式1
M≤o∥劲z(^一睾)V弘0肛07)叫4,』胁。)(公式1)
求得混凝土受压区高度x=l09.6m m。
2)考虑二次受力影响计算。混凝土有效受拉截面的纵向受拉钢筋
配筋率P t e=A s/A t e=2900/97500=O.03
式中A。:有效受拉混凝土截面面积,由于是受弯构件取A。=Q 5bh
由P。=0.03根据规范G B50367—2006查表得得滞后应变计算系数a f=1.3;将a,带入公式2计算纤维滞应变s。
5归=瓦面.×xAM。×ok万(公式2)
Em=1.3×200×106/200000×2900×590=0.00076
将纤维滞应变E。代入公式3计算碳纤维布强度利用系vt
uf-塑堕趔止盟(公式3)
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2009年7月(下
式中占。。——混凝土极限压应变,取占。一O.0033。vf_【(O.8X 0.0033×650/109.6)一0.0033—0.0007W O.007=1.66:按照规范要求,vf>1时,取vf-1
3)将vf及a1、f n f价f。价A n A s0‘、b、x、f f代入公式4
dZ曲x岳4,o+l Pzf/A#_,j4,o(公式4)
得加固碳纤维布的有效截面面积A。=230m m2
4)计算实际碳纤维布粘结宽度。预先估计纤维层数w=5单层纤维厚度t f_0167m m。厚度折减系数k。=1.16一(nf×E f×t f/308000) =1.16一(5x230000x0.167/308000)=0,5360碳纤维布粘贴丽积A f=A f J k.=230/0.536=429m m2,梁底面积为300X5X0.167=251 m m2需要将部分布粘贴到梁两侧。
考虑改贴到梁两侧的碳纤维布受拉合力及其力臂改变的修正系数T1,,根据规范,由hf/h(hf为从受拉边缘算起的侧面粘结高度)查表得修正系数T1f-1.34
则梁侧粘结面积A^t=T1f X A f,b=1.34X(429—251)=239m m2碳纤维布粘贴实际总面积=251+239=490m m2,其总宽度=490/(5X0.167)=587m m。
2碳纤维布加固施工工艺要求
工艺流程:基底处理—涂底胶叫戈平—粘贴呷叫呆护
1)基底处理。表面要打磨平整并清理干净、保持干燥,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20m m。
2)刷底层胶。将底层胶的主剂与固化剂先后置于容器中,均匀搅拌。用毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面,等胶固化后,再进行下道工序。
3)用修补胶料平。混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮修补胶料修补填平。修补胶料须固化后,再进行下道工序。
4)粘贴碳纤维布。将配制好的胶粘剂均匀涂抹于混凝土面上,再将碳纤维布贴上,采用滚筒沿纤维方向挤压气泡,使胶粘剂浸渍透碳纤维布。多层粘贴时,逐层重复上述步骤,在最后一层碳纤维布表面应均匀涂抹胶粘剂。
5)表面保护。加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。
3结语
碳纤维布加固技术是一种新型的加固技术,相比其他传统的加固技术具有作业方便、加固质量高等特点。相信该技术的广泛应用,能带来巨大的社会经济效益。
[参考文献]
碳纤维布加固方法f1】袁海军,姜红.建筑结构鉴定与加固手册【M】北京:中国建筑工业出版社,
2003
(2】2柳炳康,吴胜兴周安.工程结构鉴定与加固改造【M】.北京:中国建筑工业
出版社,2007
【31G B50367—2006混凝土结构加固设计规范
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