碳纤维布可成功地用于混凝土结构的抗震、抗剪、抗弯加固。但需要指出的是,由于碳纤维布加固结构的固有应力特性,许多混凝土结构不适合用碳纤维布加固,因此有必要对其适用性进行分析。
那么,在什么情况下不适合使用碳纤维布加固法进行施工加固呢?下面的马匹建筑将为您解答。
01刚度问题
当混凝土结构和屋面结构由于刚度不足而变形开裂过大,影响了其应用时,不宜采用碳纤维布加固。研究表明,对于梁、板等横向受力构件,碳纤维用于加固时,在正常使用极限条件下,碳纤维对结构刚度的改善作用小于10%,甚至根本没有改善。
02碳纤维抗弯加固的适用范围
碳纤维布加固混凝土结构时,其受弯承载力差,其破坏形态一方面取决于原结构的加固,另一方面取决于碳纤维的用量。假定原结构是合适的加固构件,钢筋结构的损伤形态可分为以下三种情况。
1碳纤维用量少;当破坏时,受压区边缘混凝土被碾碎,拉力钢筋屈服,碳纤维达到较高的拉伸应变。
2碳纤维用量适中。当破坏时,受压区边缘混凝土被碾碎,受拉钢筋屈服,碳纤维达到一定的中拉应变。
3多使用碳纤维。破坏时,受压区边缘混凝土被碾碎,受拉钢筋屈服,碳纤维应变很低。
在上述三种情况中,由于碳纤维用量大,强度利用率低,第三种情况不适合。第一种加固方法适用于截面高度较大的梁,第二种加固方法适用于截面高度较小的板或扁梁。这主要是因为对于板或扁梁,当碳纤维不达到高拉应变时,结构会因过度变形而损坏。具体的极限取决于碳纤维的极限拉伸应变和加载方法。
03反扭问题
对于碳纤维材料对混凝土结构的扭转加固,目前国内外研究较少。从混凝土结构的扭转损伤机理来看,无论碳纤维的纤维方向是垂直于轴还是平行于轴,都可以抑制和改变斜裂缝的发展,在加固中起到一定的作用。
然而,由于碳纤维作为补强材料,一方面,构件中的裂纹已经形成,裂缝的扩展已经被确定。另一方面,由于碳纤维的极限应变可高达10000με,而普通钢的应变小于2 0 0 0με。当应变增加到4000με以上时,混凝土裂缝的宽度已经很大,必须开始扩展到其他表面,结构接近损伤,此时碳纤维能达到的应力仍然很低。因此,碳纤维在扭转构件加固中的作用必须通过进一步的研究来确定。
04对于一些变形较大的结构,碳纤维加固效果并不理想。
虽然碳纤维本身具有高强度的特点,但规范规定,一级碳纤维布在重要构件加固中的设计抗拉强度为1600 MPa。但是,由于构件本身的大变形,当碳纤维不能达到1600 MPa时,碳纤维本身就会被破坏。因此,碳纤维的强度利用率较低,且碳纤维的高强度不能得到充分利用。那么如何处理这种情况呢?如果加筋构件有一定的变形,但变形不太大,可以采用粘贴钢板的加固方法进行加固。毕竟,钢板的强度利用率明显优于碳布。如果加筋构件变形较大,预应力筋能充分发挥其作用.