你们都知道吗?只有人类头发厚度十分之一的高性能碳纤维的抗拉强度是钢的7至9倍,其比重仅为钢的四分之一。看似简陋的碳纤维是新材料世界中的一匹“黑马”。在几千度的高温下,其他纤维被化成灰烬,但没有发生变化。
随着我国基础设施数量的迅速增加,建筑业的重点逐渐转向现有结构的加固和改造。近年来,粘贴碳纤维布加固结构已逐渐成为结构加固的主流方法。
碳纤维布筋用于混凝土梁的弯剪加固、楼板的抗弯加固和柱的抗震加固。广泛应用于道路桥梁、水利、能源、工厂、建筑、学校、医院等工业、民用、市政建筑的加固。它可以提高建筑物的可靠性和承载能力,保证混凝土结构的安全性、耐久性和适用性。
碳纤维布加固有许多优点,但碳纤维布加固对建筑结构的临界值是多少?
事实上,随着碳纤维布加固层数的增加,其抗弯承载力也随之增加。但碳板加固的增加不应超过构件前部受弯承载力的40%。这严重限制了碳纤维片材的强度和高性能。这无疑是对碳纤维片的浪费,但为什么呢?
首先,碳纤维布加固中存在力滞后现象,只有在原结构继续受力变形时才能起到作用。如果不控制增长,可能会导致碳纤维片材之前拉伸区混凝土的脆性破坏。同时,过高的荷载会使受压区的混凝土承受过大的荷载并被压碎,这是加固过程中应避免的。
其次,像梁这样的受弯构件增加的荷载会导致弯曲破坏和剪切破坏。其中,剪切破坏具有高度突发性。失败没有预警,后果是严重的。因此,有必要控制配筋过程中抗弯承载力的提高,注意“强剪弱弯”,以防止剪切破坏。
总之,在使用碳纤维布加固时,必须综合考虑构件条件,制定合理的加固方案,而不是盲目加固。