碳纖維布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品,采用日本碳纖維絲織造??商峁﹥煞N厚度:0.111mm(200g)和0.167mm(300g)。多種寬度:100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固,該材料 與中德新亞公司配套浸漬膠共同使用成為碳纖維復(fù)合材料,可構(gòu)成完整的、性能的碳纖維布片材增強(qiáng)體系, 適用于處理建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)值、結(jié)構(gòu)裂縫處理、惡劣環(huán)境服役構(gòu)件修繕、防護(hù)的加固工程,以及體育用品、工業(yè)產(chǎn)品等...
樓板在建筑結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著很重要的職責(zé),它是一種分隔承重構(gòu)件,是墻、柱水平方向的支撐及聯(lián)系桿件,保持墻柱的穩(wěn)定性,并能承受水平方向傳來的荷載,再把這些荷載傳給墻、柱,再由墻、柱傳給基礎(chǔ)。
碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是鋼材的10倍左右,壽命超過50年,加固樓板適用性高。粘貼碳纖維布前,一定要徹底清潔樓板附著物,用丙酮擦拭干凈,保持干燥備用。本著可靠錨固、節(jié)約材料的原則,粘貼碳纖維布的情況應(yīng)酌情而定,一般情況下不宜超過4層。
采用碳纖維布加固時(shí),應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。
若不卸荷,加固后,結(jié)構(gòu)成承受的是樓板加活荷載的重力,這時(shí)候張貼碳纖維布,則碳纖維布不承受重力,因此就不能充分發(fā)揮其作用。只有再貼碳纖維布才能受力,達(dá)到加固的目的,一方面也造成了材料的狼費(fèi)。
因此加固前卸荷,碳纖維布才能直接受力,發(fā)揮強(qiáng)大性能。
我們?cè)跇前迳咸砑釉O(shè)備,超過了樓板的原始承載力,這時(shí)候就需要粘貼碳纖維布加固來提高結(jié)構(gòu)荷載,達(dá)到當(dāng)前的荷載需求。那么問題來了,采用碳纖維布加固,承載力提高有范圍界限嗎?
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有一個(gè)概念叫“強(qiáng)剪弱彎”,意思就是,使鋼筋混凝土構(gòu)件中與正截面受彎承載能力對(duì)應(yīng)的剪力低于該構(gòu)件斜截面受剪承載能力的設(shè)計(jì)要求,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在發(fā)生受彎破壞前不先發(fā)生剪切破壞,用以改善構(gòu)件自身的抗震性能。
通俗一點(diǎn)的說法,受彎破壞是延時(shí)破壞,先表現(xiàn)為有預(yù)兆的開裂、下?lián)系?。而受剪破壞是脆性破壞,沒有預(yù)兆,瞬時(shí)發(fā)生,危險(xiǎn)性更大。所以,我們要人為控制這個(gè)更大的破壞發(fā)生危險(xiǎn)源。
所以,規(guī)定在粘貼碳纖維布加固樓板時(shí),其正截面受彎承載力提高幅度不應(yīng)超過40%,不僅是為了控制加固后構(gòu)件的裂縫寬度和變形,更要先驗(yàn)算其受剪承載力,避免因受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞。

我國(guó)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(dá)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(qiáng)復(fù)合材料方法。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),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(duì)結(jié)構(gòu)的不同部位和不同環(huán)境下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工、受力均勻、不會(huì)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(huì)出現(xiàn)明顯變化、修復(fù)加固效果顯著等特點(diǎn)。
對(duì)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(yán)重破壞現(xiàn)象時(shí),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(chǎng)實(shí)測(cè)的磚強(qiáng)度等級(jí)不得低于MU7.5,砂漿強(qiáng)度等級(jí)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(duì)磚墻進(jìn)行抗震加固時(shí),應(yīng)采用連續(xù)粘貼形式,以增強(qiáng)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(duì)穿螺桿及5mm厚鋼板沿布方向進(jìn)行錨固,間距不大于1000mm;可根據(jù)墻體端部情況,采用對(duì)穿螺栓墊板壓牢,當(dāng)碳纖維布條帶需繞過陽角時(shí),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(yàn)或試料時(shí),也可采用其他機(jī)械錨固方式。
③當(dāng)采用搭接的方式接碳纖維布條帶時(shí),搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm,且應(yīng)在搭接長(zhǎng)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(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)度得,才能對(duì)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(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上,形成一個(gè)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(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性,達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)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(jiǎn)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(diǎn)。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(shí),經(jīng)常有人會(huì)問到碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是多少,大部分人會(huì)告訴你是3400MPa,其實(shí)這個(gè)是一級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。還有一個(gè)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值也會(huì)偶爾提到。那這兩個(gè)值在實(shí)際中有什么意義呢?現(xiàn)在卡本給大家介紹下。
抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
一般說的抗拉強(qiáng)度就表示抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,碳纖維布的抗拉強(qiáng)度表示碳纖維布單位面積所能承受的拉應(yīng)力,說的簡(jiǎn)單點(diǎn)就是1mm2截面積的碳纖維布可以承受3400N的力。以一級(jí)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(duì)抗拉強(qiáng)度關(guān)注更多一些,因?yàn)樵诓少徧疾紩r(shí)要求碳布抗拉強(qiáng)度為3400MPa,如果達(dá)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值
同樣的碳布在不同的加固構(gòu)件中抗拉強(qiáng)度是有可能是不一樣的,一級(jí)碳布抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(duì)的構(gòu)件設(shè)計(jì)值反而越小呢,首先要明白抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是在受力計(jì)算時(shí)計(jì)算的值。一級(jí)碳布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是3400MPa,已經(jīng)是確定的,那么在計(jì)算時(shí)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值小于一般構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。設(shè)計(jì)單位對(duì)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值更關(guān)注一些,因?yàn)樵谑芰τ?jì)算時(shí),用到的都是抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和抗拉強(qiáng)度之間有什么聯(lián)系呢?首先碳纖維布只有達(dá)到3400MPa的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值才可以按相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值去計(jì)算。在加固時(shí)碳纖維布具體能發(fā)揮多大的抗拉強(qiáng)度呢?這個(gè)不好確定,因?yàn)槊總€(gè)工程的具體情況不一樣,實(shí)際發(fā)揮的強(qiáng)度也不一樣,有些結(jié)構(gòu)變形較大采用碳纖維加固就會(huì)導(dǎo)致碳纖維的強(qiáng)度發(fā)揮的很少,甚至可能發(fā)揮的強(qiáng)度小于抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,這樣結(jié)構(gòu)就會(huì)有一定安全風(fēng)險(xiǎn),所以這樣的結(jié)構(gòu)也不適合采用碳纖維布進(jìn)行加固。
強(qiáng)度是碳纖維布一個(gè)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(qiáng)度,這樣才能使結(jié)構(gòu)更加安全。

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(duì)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(duì)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(shí)會(huì)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(shí),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(shí),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(zhǎng)度不應(yīng)少于50 mm,環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于200 mm,且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)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(shí)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(zhǎng)邊尺寸、柱凈高的1/6和500mm三者的值。
5.宜沿柱的整個(gè)高度包裹。對(duì)于抗震等級(jí)為一、二級(jí)的角柱,應(yīng)沿柱的整個(gè)高度包裹。