CFRP板条加固钢筋混凝土梁在结构改造工程中的应用

1、CFRP板条加固钢筋混凝土梁在结构改造工程中的应用一、工程概况重庆市綦江县一综合办公楼于1999年建成,在2022年8月的质量检查中发觉如下问题:(1)部分框架梁在跨中消失上小下大的显然裂缝,有露筋,且锈蚀现象较严峻,造成平安隐患;(2)原设计砼强度为C30,实测砼强度在C20C30之间。该工程是因为施工质量低劣而影响了构件强度。但对相关框架梁举行加固改造之后,该办公楼仍可连续使用。二、碳纤维板条的性能分析及加固方案决定1.CFRP材料的性能优势(1)轻质高强。分量轻,基本不会增强被加固结构的分量。强度高,其抗拉强度时钢材的10倍左右。尤其是高弹模型碳纤维,其抗拉强度比钢材大68倍,弹性模量比

2、钢材大2.0倍2.6倍。(2)高耐久性。在600高温下其性能保持不变,在-180低温下仍很柔韧;不与恶劣环境下酸、碱、盐发生腐蚀。(3)施工性好。因为碳纤维布质轻又可折可弯,可使用不同构件样子,成型很便利,可按照受力需要粘贴若干层。(4)热膨胀系数小。碳纤维材料的热膨胀系数十分小.其在纤维方向的热膨胀系数几乎等于0。这一特性是目前其他任何材料无可比拟的,垂直于纤维方向的热膨胀系数虽然比较大,但各向同性制品与其他材料相比又最小。2.本工程加固方案决定按照常用的几种加固方法的工艺要求及本工程的详细条件,并综合考虑经济因素,采用排解法来决定终于的加固方案。首先,因为该大楼主要为办公用房,层高较低,因

3、此对于加大载面法来说,会进一步降低使用空间,不符合该工程的实际状况,所以第一个被排解。其次是常用的粘钢加固,务必沿钢板纵向每隔一定距离用注胶胀栓将钢板与混凝土梁表面贴紧,这就务必在混凝土梁表面钻大量的孔。因为该综合办公楼旁边就是綦江县敬老院,钻孔噪音必定会对四周居民产生严峻影响。故粘钢加固方法也予排解。第三,对于预应力加固方法来说,因其对施工机具要求较高,现场施工繁琐,且造价相对较高,因此也被排解在外。三、CFRP板条加固设计1.本工程加固设计基本指导思想本综合办公楼部分框架梁的混凝土庇护层已经开裂,造成较为严峻的钢筋锈蚀现象,引起钢筋截面积削减,钢筋强度降低,且钢筋与混凝土之间粘结强度降低。

4、在举行碳纤维加固时,应针对结构锈蚀程度不同,来计算纵向碳纤维布所需数量,以提高抗弯承载力;计算横向碳纤维布数量,以提高抗剪承载力。2.CFRP布用量计算3.锚固长度CFRP布与混凝土之间的粘结性能,无论从变分布还是应力分布来看,都存在一段有效锚固长度。从应变与裂缝的距离曲线图中可以看出,除了数值大小有差别以外,曲线的样子非常相像,说明碳纤维布中的应变和应力在安稳地进展;同时,粘结应变和应力主要在离裂缝50mm以内发生显然变化,从而可以说明,碳纤维布的粘结锚固长度取100mm左右最合适的。本工程框架梁和次梁的宽度均为250mm,把各相关参数代入上述公式计算得到沿梁底需通长粘贴2层200mm宽和0

5、.111mm厚的碳纤维片材,梁顶在1/3梁跨范围内粘贴2层200mm宽和0.111mm厚的碳纤维片材,并用100mm宽的纵向碳纤维片材压条举行锚固。四、施工质量控制1.施工卸载为降低原结构加固前的应力水平指标,应尽量卸载。卸载方法分为直接卸载和间接卸载法。直接卸载法即加固前卸掉原结构上一切的可卸荷载。间接卸载法一般采用模升卸载法、螺旋千斤顶顶升卸载法、体外施加预应力反向加载卸载法。2.表面处理目的主要是确保混凝士结构与纤维布粘结结实,去掉混凝土、钢筋表面锈蚀及老化部位,利用结构胶修补裂缝、填补孔洞、调节高差、削除尖角。由于碳纤维的脆性性能,所以待加固构件表面的内凹角应通过修补胶泥、外凸角应通过打磨加以圆化。3.配制粘贴树脂务必由专人负责,严格根据配制比例举行操作,并尽可能做到少配多用,防止放置时光较长,粘贴树脂产生初步固化。4.粘贴纤维布施工时务必决定纤维粘贴方向与受力方向全都,纤维布一定要铺设平整,不能裙皱,不能弯曲,浸渍胶务必浸透,并