CFRP与混凝土构件连接方法
碳纤维增强混凝土构件一般采用结构粘接剂将碳纤维粘贴在混凝土构件上,碳纤维与混凝土构件之间常用两种连接方法,即表面粘贴法和表层埋设法。
影响侧粘CFRP加固效果的主要因素
影响CFRP加固效果的因素很多,大致可分为两类,包括结构本身的性能和加固材料的性能。其中,配筋率、混凝土强度、碳纤维弹性模量、层数和侧粘着高度对加固梁的承载力和破坏形式影响最大。
1.配筋率
当配筋率较小时,碳纤维的应变值较大,说明碳纤维承担的荷载比例较大,对承载力的贡献较大。当配筋率超过一定范围时,配筋梁所能承受的荷载值较小。
CFRP侧联加固钢筋混凝土梁时,较低配筋率的钢筋混凝土梁的承载力提高较大。当加筋率较高时,碳纤维的抗拉强度较小,加固效果不明显。
2.混凝土强度
随着混凝土等级的提高,钢筋混凝土梁的极限承载力有了一定程度的提高,但由于混凝土的弹性模量较小,承载力的增幅较小。
3.碳纤维弹性模量
当钢筋混凝土处于破碎破坏状态时,碳纤维的弹性模量对承载力的影响较大。弹性模量越大,碳纤维布的极限抗拉强度越高,增强梁的弯矩越大。当加固梁处于碳纤维的破坏状态时,碳纤维的弹性模量对其极限承载力没有影响。
4.CFRP侧粘层数
碳纤维增强梁的截面承载力与CFRP粘结层数不完全成正比。主要原因是随着粘结层数的增加,碳纤维布各层间的粘结质量难以保证。随着荷载的增加,当结构胶粘剂的强度达不到标准时,各层纤维之间的协同性能会变差,容易发生剥离破坏,CFRP的抗拉强度得不到充分发挥。随着粘结层数的增加,曲线的斜率明显减小,表明加筋梁的承载力随层数的增加而减小,加固效率降低。因此,在具体的承载力计算和加固施工过程中,必须考虑CFRP层折减系数。
5.CFRP侧粘高度
随着侧附着力高度的增加,曲线的斜率逐渐减小,加固梁的极限承载力的提高也随之减小。因此,在计算比承载力和加固设计时,必须考虑CFRP粘贴高度的折减因子,并将其转化为有效高度。为了便于计算,在加固设计中将粘结高度的折减系数转化为面积折减系数,减少侧粘碳纤维构件的应力较小的部分,从而引入CFRP侧粘钢筋的面积折减系数。