一. 基本簡介
碳纖維增強復合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymers,簡稱CFRP)加固技術作為一種高效率、低
成本的先進結構修復方法。
二. 應用范圍
1. 修復受彎構件
對鋼結構受彎構件的修復通常是將碳纖維片材直接粘貼在受拉翼緣底部,受彎構件受力時碳纖維與受
拉翼緣共同承受拉力,提高梁的承載力。
2. 修復受拉(壓)構件
粘貼碳纖維布的試件的屈服強度和極限荷載都有較大的提高,其屈服荷載的提高幅度又隨著粘貼面積
的增加而增大,且多了碳纖維布斷裂這樣一個極限狀態來表征試件的破壞。
3. 修復承受內壓的鋼管線
用碳纖維纏繞加固的鋼管線,在內壓作用下,管壁主要是承受環向應力作用,鋼管線膨脹,而徑向變
形受到外部纏繞的碳纖維的約束,使得碳纖維和鋼管線共同受力,降低了管壁的環向應力,從而提高了
管線承受內壓的能力。
4. 修復鋼結構的疲勞
構件采用碳纖維加固后,在交變荷載的作用下,承載能力提高、應力幅值降低,間接提高了構件的疲
勞強度和疲勞壽命。
5.預應力碳纖維加固
碳纖維片材施加預應力后,再粘貼于梁受拉面進行加固,可以有效改善性能.
三. 影響因素
四. 施工工藝及驗收
1. 粘結件的處理
1).鋼結構裂紋尖端處理。
2).鋼結構表面處理。
3).鋼結構缺陷區域處理。
2. 碳纖維表面處理
采用碳纖維加固修復鋼結構時,只需要用于凈的布將碳纖維布表面的灰塵擦凈即可.
3. 涂抹粘結膠
將粘結膠按適當比例混和并攪拌均勻,配制好的粘結劑用排刷涂抹在構件的粘貼部位,涂刷粘結劑時要
求膠層厚度均勻、無氣泡,膠層厚度一般控制在0.1-0.3mm之間。
4. 鋪貼碳纖維片材
將準備好的碳纖維片材按照基準線進行鋪貼,要求碳碳纖維片材平整,用力緊壓,趕走膠層中的氣泡。
5. 表面防護
根據結構的實際要求進行表面防護處理,如噴涂防銹漆、防火涂料和裝飾材料等,并應保證防護材料與
碳纖維片材之間可靠粘結。
6. 檢驗與驗收
碳纖維片材實際粘貼面積應不小于設計量,位置偏差不大于10mm。碳纖維片材與鋼結構之間的粘結質量
可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法來檢驗,要求在缺陷應力影響區域內不能有空鼓。
五. 碳纖維片材加固鋼結構技術展望
碳纖維片材加固鋼結構可以在避免傳統加固方法的缺陷的基礎上,提高原有結構的剛度和承載能力,特
別是可以顯著提高疲勞損傷鋼結構的疲勞壽命,延緩疲勞裂紋的擴展,因此碳纖維片材加固鋼結構是一種
很有前途的加固方法,并將廣泛應用于實際工程。
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