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对比碳纤维加固与粘贴钢板加固的优缺点
浏览: 发布日期:2017-04-15
            碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固,混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。

            首先,碳纤维加固具有以下一些其他加固方式所不具备的优点:

          ⑴适用面广。CFRP 可广泛应用于各种曲面和不规则形状结构类型的加固修补,而不改变结构的形状及不影响结构的外观。同时,其可适用于在抗弯、抗剪、抗压、抗扭以及抗震加固、抗疲劳性能等方面均可进行。

         ⑵施工质量易保证。与粘钢加固法比较,CFRP 是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整也可以达到有效的粘贴率。

        ⑶耐腐蚀性和耐久性好。用CFRP材料补强加固钢筋混凝土桥梁结构有良好的耐腐蚀性和耐久性,使用这种加固方式对结构进行处理以后,不需要粘钢法所必需的定期防锈维护,可节省大笔的维修费用。

       ⑷施工便捷、功效高、没有湿作业、不需要大型施工器械。



            然而,从目前大量的理论和试验研究来看,用碳纤维加固钢筋混凝土结构或构件时,存在以下几点不足:

          ⑴碳纤维的抗拉弹性模量相对其强度过低,其与钢筋共同工作时,当钢筋完全发挥强度时,CFRP 才发挥出不到20%的强度,从而在结构的适用荷载内无法充分利用碳纤维的强度。

          ⑵混凝土与碳纤维之间的环氧树脂粘结层容易发生粘结破坏,粘贴CFRP片材加固有其限度,过量粘贴会导致界面无法传递足够的剪应力而使得CFRP的强度无法得到充分利用,并且在构件承受较大荷载时容易出现粘结破坏。

          ⑶目前的加固手段是将CFRP非常紧密地粘贴到试件的表面,当试件的表面有一定的曲率时,CFRP 在受拉的同时还将受到一个由曲率引起的剥离应力。

         碳纤维加固技术对桥梁工程的加固和维修具有粘贴钢板加固不可替代的优势,随着楚天联发对碳纤维加固的深入研究,相信能够在桥梁工程中应用更加广阔的前景。

         粘贴钢板加固法是将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面,使钢板与混凝土形成统一的整体,利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。
粘钢法加固混凝土构件的优点具有以下这些:

        (1)性能好。将高强度的钢板粘贴于被加固的钢筋混凝土梁受力部位,不仅能保证混凝土和钢板作为一个新的整体,共同受力,而且能充分发挥粘钢的强度,提高加固构件的刚度与抗裂性,有效发挥了粘钢构件的抗弯、抗剪、抗压的性能,使其受力均匀,不会在混凝土中产生应力集中现象。

        (2)所占空间小,不影响被加固结构外观和使用空间。由于加固时大都将一层 3-4mm厚钢板粘贴于相对体形或厚度大得多的结构上,因此,加固体所占空间小,基本上不影响外观。加固施工所需空间,可视具体情况,采用支顶、活动卡和锚栓加压粘贴。后两者所占空间很小,一般不影响原使用空间。与其它加固方法比较,粘钢加固的施工过程比较简便,现场无湿作业。由于钢板薄、自重小,使加固后的结构外观基本不会改变,且不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。

         (3)加固施工周期短。粘钢加固工序由清理、修补加固构件表面,到粘钢加压固化,一般约需 1-2 天时间,与其它加同法相比可大大节省施工时间。可在不停产、不影响使用的情况下完成施工。

         (4)耗材少,经济合理。钢材可按计算的需要量粘贴于构件的加固部位,并与原构件共同协调受力。因而钢材消耗较过去常用的加固法显著减少。同时由于施工快,避免和减少工厂停产时间,与其他加固方法比较,粘钢加固的费用大为节省,经济效益将显著提高。

            对比碳纤维加固与粘贴钢板加固的优缺点
 
           其次,尽管对粘钢加固构件已有了相关的计算方法,但粘钢加固法作为一种新的加固技术,仍有以下一些不足之处:

          (1)破坏机理研究还不成熟。粘结剂的抗老化性能、徐变对粘结强度的影响,在动荷载作用下粘钢加固的性能等问题,都有待于进一步研究。

          (2)适用面相对较窄。粘钢加固法一般适用于承受静力作用的受弯及受拉构件,要求整个加固面是平面,且要求混凝土强度不低于C15,环境温度不超过60℃,相对湿度不大于70%的使用条件,从而粘钢加固的应用不够普遍。

          (3)锚固措施有待深化研究。锚固方式的选择严重影响着粘钢加固的质量。许多工程为了提高粘钢加固的质量,采取了不同形式的锚固措施,虽然取得了一定的效果,但锚固本身又对构件梁产生不良影响,所以锚固措施还有待于进一步研究。

            对比碳纤维加固与粘贴钢板加固的优缺点
 
           一般工程采用粘贴钢板加固桥梁效果显著,大大改善了桥梁的受力情况,使结构受力更加合理,此种加固方法也值得我们进行推广。

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