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碳纤维加固钢结构

编辑: 上海睿玲?????发布日期:2018-05-09 13:40:28
   一. 基本概况

   碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymers,简称CFRP)加固技术作为一种高效率、低

成本的先进结构修复方法。

   二. 应用范围

   1. 修复受弯构件
 
   对钢结构受弯构件的修复通常是将碳纤维片材直接粘贴在受拉翼缘底部,受弯构件受力时碳纤维与受

拉翼缘共同承受拉力,提高梁的承载力。

   2. 修复受拉(压)构件

   粘贴碳纤维布的试件的屈服强度和极限荷载都有较大的提高,其屈服荷载的提高幅度又随着粘贴面积

的增加而增大,且多了碳纤维布断裂这样一个极限状态来表征试件的破坏。
 
   3. 修复承受内压的钢管线
 
   用碳纤维缠绕加固的钢管线,在内压作用下,管壁主要是承受环向应力作用,钢管线膨胀,而径向变

形受到外部缠绕的碳纤维的约束,使得碳纤维和钢管线共同受力,降低了管壁的环向应力,从而提高了

管线承受内压的能力。

   4. 修复钢结构的疲劳
   
   构件采用碳纤维加固后,在交变荷载的作用下,承载能力提高、应力幅值降低,间接提高了构件的疲

劳强度和疲劳寿命。

   5.预应力碳纤维加固
 
   碳纤维片材施加预应力后,再粘贴于梁受拉面进行加固,可以有效改善性能.

  三. 影响因素

  四. 施工工艺及验收
 
  1. 粘结件的处理
  1).钢结构裂纹尖端处理。
  2).钢结构表面处理。
  3).钢结构缺陷区域处理。

  2. 碳纤维表面处理

  采用碳纤维加固修复钢结构时,只需要用于净的布将碳纤维布表面的灰尘擦净即可.

  3. 涂抹粘结胶

  将粘结胶按适当比例混和并搅拌均匀,配制好的粘结剂用排刷涂抹在构件的粘贴部位,涂刷粘结剂时要

求胶层厚度均匀、无气泡,胶层厚度一般控制在0.1-0.3mm之间。

  4. 铺贴碳纤维片材

  将准备好的碳纤维片材按照基准线进行铺贴,要求碳碳纤维片材平整,用力紧压,赶走胶层中的气泡。

  5. 表面防护
 
  根据结构的实际要求进行表面防护处理,如喷涂防锈漆、防火涂料和装饰材料等,并应保证防护材料与

碳纤维片材之间可靠粘结。
 
  6. 检验与验收

  碳纤维片材实际粘贴面积应不小于设计量,位置偏差不大于10mm。碳纤维片材与钢结构之间的粘结质量

可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法来检验,要求在缺陷应力影响区域内不能有空鼓。

  五. 碳纤维片材加固钢结构技术展望

  碳纤维片材加固钢结构可以在避免传统加固方法的缺陷的基础上,提高原有结构的刚度和承载能力,特

别是可以显著提高疲劳损伤钢结构的疲劳寿命,延缓疲劳裂纹的扩展,因此碳纤维片材加固钢结构是一种

很有前途的加固方法,并将广泛应用于实际工程。

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