混凝土柱是主要承受豎向荷載和水平荷載的構(gòu)件,地震荷載作用下柱容易遭到破壞,其典型破壞模式主要包括以下四類:剪切破壞、彎曲破壞、縱筋搭接破壞、彎剪破壞。
采用外貼碳纖維布加固方法可顯著改善柱的抗震性能,使柱子在發(fā)生上述破壞之前能夠具有較好的非彈性變形。
目前,常用的抗震加固方法是沿柱環(huán)向外貼碳纖維布,環(huán)向粘貼的碳纖維布可看作附加箍筋,約束混凝土的橫向變形,從而提高混凝土柱的延性。也可采用外貼縱向碳纖維布來改善柱的抗震性能。
采用碳纖維布加固柱可以顯著提高其抗震性能,加固方法主要有兩類:沿柱環(huán)向和縱向粘貼碳纖維布。
1.沿柱環(huán)向粘貼碳纖維布加固方法
采用環(huán)向粘貼碳纖維布構(gòu)成環(huán)向圍束對混凝土柱抗震加固,其加固方法與柱的正截面加固方法相同。
碳纖維布主要起到與箍筋相似的作用,碳纖維布對核心混凝土形成有效約束,可抑制混凝土剝落和縱筋屈曲,使柱具有較好的非彈性彎曲變形能力,并且碳纖維布提供的約束力可阻止縱筋搭接接頭的黏結(jié)破壞和滑移,碳纖維布可提高柱的抗剪能力。
因此,沿柱圓周方向粘貼碳纖維布可防止柱的剪切破壞、彎曲塑性鉸破壞和縱筋搭接破壞,提高其抗震性能。
2.沿柱縱向粘貼碳纖維布加固方法
其主要是提高柱的抗彎能力,這種粘貼方式要求端部碳纖維布錨固可靠,通常情況下還需要沿柱環(huán)向粘貼碳纖維布。
但是,應(yīng)該注意到,這種加固方式同時會使相鄰構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加力,因此,縱向粘貼碳纖維布加固柱時,還應(yīng)關(guān)注加固柱抗彎能力的提高程度,過大增加柱抗彎能力并不可取。
當(dāng)通過外貼碳纖維布加固柱的方法來提高其延性時,應(yīng)滿足以下構(gòu)造要求:
1.環(huán)向圍束的纖維片材層數(shù),圓柱不少于2層;方形和矩形柱不少于3層。
2.環(huán)向圍束上下纖維片材層之間的搭接長度不應(yīng)少于50 mm,環(huán)向截斷點的延伸長度不應(yīng)小于200 mm,且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯開。
3.方形和矩形柱的棱角需要倒角處理,采用碳纖維和玻璃片材加固時倒角半徑不應(yīng)小于25 mm。
4.加密區(qū)高度應(yīng)取柱截面長邊尺寸、柱凈高的1/6和500mm三者的值。
5.宜沿柱的整個高度包裹。對于抗震等級為一、二級的角柱,應(yīng)沿柱的整個高度包裹。

我國的民用住宅建筑中砌體結(jié)構(gòu)占90%以上。砌體結(jié)構(gòu)多采用磚和砂漿砌筑,通過內(nèi)外磚墻的咬砌達到具有一定整體連接性的目的。由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了多層砌體房屋變形能力小,其有脆性性質(zhì),房屋的抗震性能較差,因此在抗震設(shè)防區(qū)改善砌體結(jié)構(gòu)延性,提高房屋的抗震性能具有極其重要的意義。
墻面粘貼纖維增強復(fù)合材料方法。纖維增強復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點,是較理想的新型復(fù)合材料。粘貼纖維布的方法還具有能對結(jié)構(gòu)的不同部位和不同環(huán)境下的結(jié)構(gòu)進行施工、受力均勻、不會造成應(yīng)力集中、不占用建筑空間、施工工期較短、結(jié)構(gòu)外觀尺寸不會出現(xiàn)明顯變化、修復(fù)加固效果顯著等特點。
對由于地震等原因?qū)е缕茐牡钠鲶w,當(dāng)砌體未出現(xiàn)磚被壓碎等嚴重破壞現(xiàn)象時,用纖維布加固的效果是非常顯著的,纖維布可以恢復(fù)絕大部分承載力,提高極限位移,改善砌體的抗震性能。
1.被加固的磚墻,其現(xiàn)場實測的磚強度等級不得低于MU7.5,砂漿強度等級不宜低于M2.5,已開裂、腐蝕、老化的磚墻不得采用此方法加固;粘貼碳纖維布對磚墻進行抗震加固時,應(yīng)采用連續(xù)粘貼形式,以增強墻體的整體性能。
2.碳纖維布加固的構(gòu)造尚應(yīng)符合下列要求:
①碳纖維布條帶在全墻面上宜等間距均勻布置,條帶寬度不宜小于100mm,條帶的凈距不宜大于三塊磚塊的高度及200mm。
②沿碳纖維布條帶方向及端部應(yīng)有可靠的錨固措施,可采用M10對穿螺桿及5mm厚鋼板沿布方向進行錨固,間距不大于1000mm;可根據(jù)墻體端部情況,采用對穿螺栓墊板壓牢,當(dāng)碳纖維布條帶需繞過陽角時,陽角轉(zhuǎn)角處曲率半徑不應(yīng)小于20mm。當(dāng)有可靠的工程經(jīng)驗或試料時,也可采用其他機械錨固方式。
③當(dāng)采用搭接的方式接碳纖維布條帶時,搭接長度不應(yīng)小于200mm,且應(yīng)在搭接長度中部設(shè)置一道錨栓錨固。
④磚墻表面加固前,應(yīng)先做水泥砂漿抹平層,層厚不應(yīng)小于15mm且應(yīng)平整,水泥砂漿強度等級應(yīng)不低于M10,待抹平層硬化、干燥后方可粘貼碳纖維布。

碳纖維布加固中是需要了解碳纖維布的強度得,才能對癥下藥,找到的碳纖維布加固方案,我們?nèi)绾稳ふ液线m的碳纖維布材料呢,讓我們先來了解下:
碳纖維布加固法是將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上,形成一個整體,碳纖維材料與原有鋼筋混凝同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂、抗剪、抗彎以及抗壓能力,提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性,達到結(jié)構(gòu)補強和改善結(jié)構(gòu)受力的目的。與其他加固方法相比碳纖維布加固具有節(jié)省空間,施工簡便,施工質(zhì)量易保證,基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外,采用該工法,可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本,因此該加固工藝備受青睞。
在碳纖維布采購時,經(jīng)常有人會問到碳纖維布的抗拉強度是多少,大部分人會告訴你是3400MPa,其實這個是一級碳纖維布的抗拉強度標準值。還有一個抗拉強度設(shè)計值也會偶爾提到。那這兩個值在實際中有什么意義呢?現(xiàn)在卡本給大家介紹下。
抗拉強度標準值
一般說的抗拉強度就表示抗拉強度標準值,碳纖維布的抗拉強度表示碳纖維布單位面積所能承受的拉應(yīng)力,說的簡單點就是1mm2截面積的碳纖維布可以承受3400N的力。以一級300g的碳布為例,100mm寬它的截面積S=a(碳布寬度)b(碳布厚度)=100*0.167(300g碳布厚度)=16.7mm2,那它理論上就可以承受的力F=3400N*16.7=56780N。施工單位對抗拉強度關(guān)注更多一些,因為在采購碳布時要求碳布抗拉強度為3400MPa,如果達不到則表示碳布不合格,是不可以應(yīng)用在本工程中的。
抗拉強度設(shè)計值
同樣的碳布在不同的加固構(gòu)件中抗拉強度是有可能是不一樣的,一級碳布抗拉強度設(shè)計值在重要構(gòu)件中取1600MPa,在一般構(gòu)件中取2300MPa。很多人疑惑,為什么越是重要對的構(gòu)件設(shè)計值反而越小呢,首先要明白抗拉強度設(shè)計值是在受力計算時計算的值。一級碳布的抗拉強度標準值是3400MPa,已經(jīng)是確定的,那么在計算時取值越小肯定是越安全的,所以導(dǎo)致重要構(gòu)件的抗拉強度設(shè)計值小于一般構(gòu)件的抗拉強度設(shè)計值。設(shè)計單位對抗拉強度設(shè)計值更關(guān)注一些,因為在受力計算時,用到的都是抗拉強度設(shè)計值。
抗拉強度標準值和抗拉強度之間有什么聯(lián)系呢?首先碳纖維布只有達到3400MPa的抗拉強度標準值才可以按相應(yīng)的抗拉強度設(shè)計值去計算。在加固時碳纖維布具體能發(fā)揮多大的抗拉強度呢?這個不好確定,因為每個工程的具體情況不一樣,實際發(fā)揮的強度也不一樣,有些結(jié)構(gòu)變形較大采用碳纖維加固就會導(dǎo)致碳纖維的強度發(fā)揮的很少,甚至可能發(fā)揮的強度小于抗拉強度設(shè)計值,這樣結(jié)構(gòu)就會有一定安全風(fēng)險,所以這樣的結(jié)構(gòu)也不適合采用碳纖維布進行加固。
強度是碳纖維布一個很重要的參數(shù),在加固工程中要充分利用碳纖維的抗拉強度,這樣才能使結(jié)構(gòu)更加安全。

碳纖維布加固用在建筑上的案例越來越多,為何大家都傾向于使用碳纖維布加固呢?小小的一塊碳纖維布何以能加固建筑,下面小倍就帶你走進碳纖維布加固,我們一起近距離接近真相:
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碳纖維布優(yōu)勢
1.碳纖維材料本身相對比強度高、重量輕,加固施工后基本不改變原結(jié)構(gòu)的外型尺寸,同時基本不增加原結(jié)構(gòu)自重;
2.碳纖維加固施工工藝流程簡單,施工工期短、效率高;
3.碳纖維自身彈性模量高,加固后對溫度裂縫、銹脹裂縫等細微變形控制效果較好;
4.碳纖維加固幾乎不用外物加壓,對混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒有破壞且耐久性能好。
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應(yīng)用范圍
1、混凝土梁的受彎和受彎加固、板的受彎加固、柱的抗震加固等;
2、廠房、大廈、校舍、醫(yī)院及其他工業(yè)和民用建筑加固補強;
3、路橋、水利、核電和能源等基礎(chǔ)設(shè)施加固補強。
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碳纖維膠的產(chǎn)品特點
1、與各種纖維片材有很好的適配性;
2、滲透力強,能很好的滲入混凝土表層;
3、固化后的膠層物理機械性能和強韌性能優(yōu)異;
4、耐老化、耐水性和化學(xué)腐蝕性能優(yōu)
碳纖維布具有強度高、延性好、耐腐蝕和耐久性好、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點,在建筑加固中具有廣闊的前景。這就是碳纖維布加固的秘密,只所以憑借小小一塊布就能加固高大的建筑,和碳纖維布與碳纖維膠都有著密不可分的關(guān)系,科技發(fā)展越來越迅速,將來會有越來越多的新材料應(yīng)用于建筑之上,一起守護建筑的安全與壽命。