碳纖維布加固技能在南京百貨商店改造工程中及運用

1、.碳纖維布加固技能在南京百貨商店改造工程中的運用1、前語碳纖維復(fù)合資料（Carbon Fiber Reinforce Plastic）加固修復(fù)混凝土布局技能是將碳纖維這種高功用纖維資料運用于土木工程，運用與其相配套的樹脂類粘結(jié)劑（修建布局膠）將碳纖維張貼到布局或構(gòu)件需求加固的部位外表，構(gòu)成復(fù)合資料體（CFRP），顛末其與布局或構(gòu)件的協(xié)同作業(yè)，來進步布局或構(gòu)件的承載力和延性的一種新式加固工法。該工法與傳統(tǒng)的布局加固技能比擬，以其輕質(zhì)高強、耐腐蝕性和耐久性強、施工快捷、結(jié)布局影響較小等長處，廣泛運用于國內(nèi)外布局加固改造工程中。2、加固計劃描繪依據(jù)碳纖維資料加固混凝土構(gòu)件，通常有以下幾種方法：沿構(gòu)件

2、主軸方向張貼碳纖維，以進步構(gòu)件正截面的抗彎才能；沿與構(gòu)件主軸筆直方向張貼碳纖維，由碳纖維與原有箍筋一起分管剪力以進步構(gòu)件的抗剪承載力；沿與構(gòu)件主軸筆直方向張貼碳纖維以改進加固部位的延性，進步其抗震功用。當(dāng)前在國內(nèi)工程中運用最多的是第一種方法，即加固修復(fù)進步梁板正截面承載才能，使之滿意運用功用需求。南京新街口百貨商店一期改造工程中，顛末現(xiàn)場勘測和描繪核算，發(fā)現(xiàn)布局第1層、第2層和第5層因為運用功用的改動，局部梁抗彎承載力無法滿意運用需求，經(jīng)計劃比擬，選用在梁底通長方向張貼碳纖維布，梁端附加碳纖維布條制成U字箍，既對梁底碳纖維布有較好的錨固作用，也進步了梁端部的抗剪承載力。局部改造平面如圖1所示。

3、 圖1 南京新百一期改造平面（一層局部）1L003，300×700mm（已有，要加固）；2L004，300×700mm（已有，要加固）；3300×800mm（已有，要加固）；4原有大樓已竣工局部；5圓筒局部不變3、工程簡化核算方法3.1簡化核算假定依據(jù)平截面假定，碳纖維的應(yīng)變略大于鋼筋應(yīng)變，為簡化核算，可以近似以為碳纖維的拉應(yīng)變等于鋼筋拉應(yīng)變，這種簡化是偏于安全的。按受力持平的準則，可以將碳纖維布的面積轉(zhuǎn)化為等效鋼筋面積，即：Asefy=·Acfs·fcfs（1）式中，Acfs、fcfs、Ase和fy別離代表碳纖維布的面積、抗拉強度等效的鋼筋面

4、積和鋼筋的抗拉強度；為碳纖維布的強度折減系數(shù)。在工程運用中，對碳纖維的應(yīng)變要加以約束也即操控碳纖維的實踐拉應(yīng)力，主張取=2/3。碳纖維布的面積Acfs取其凈面積，即：Acfs = tcfs Bcfs n （2）式中，tcfs、Bcfs、n別離為碳纖維布的核算厚度（mm）、幅寬（mm）和加固梁中碳纖維布的張貼層數(shù)；為碳纖維布的張貼層數(shù)的折減系數(shù)，因為張貼層數(shù)越多，層間一起和諧作業(yè)程度下降，僅張貼一層時取=1。文獻1給出了張貼層數(shù)多于一層時的取值。3.2施工參數(shù)描繪在做碳纖維布加固受彎構(gòu)件正截面承載力描繪時，別離依據(jù)不一樣的截面類型，依照鋼筋混凝土布局受彎構(gòu)件的正截面承載力描繪公式，由外荷載的添加

5、核算出所需彌補受拉鋼筋的面積。然后按式（1）、式（2）描繪碳纖維布布的安置參數(shù)。3.3等效配筋率的校核碳纖維布的施工參數(shù)描繪完后，還要滿意截面等效配筋率的需求。ss，max （3）式中等效配筋率；ss，max 等效最大配筋率， （4）式中b、h、ho截面寬度、高度和有用高度； fy鋼筋的抗拉強度； Ass構(gòu)件中原配受拉縱筋面積（As）與張貼碳纖維布的等效鋼筋面積（Ase）的總和，即 Ass = As + Ase； cf碳纖維布的答應(yīng)拉應(yīng)變，cf=2u，cfs/3，u，cfs為碳纖維布的極限拉應(yīng)變。4、碳纖維復(fù)合資料的挑選加固修復(fù)混凝土布局所用碳纖維資料主要有兩種：碳纖維與配套樹脂張貼劑。碳纖維

6、是高強度高彈性模量資料，強度是鋼材的十幾倍。修建粘結(jié)劑品種繁復(fù)，挑選與某種碳纖維布相容性好的粘結(jié)劑是要害。與碳纖維相配套的樹脂粘結(jié)劑通常由4局部組成。即底層粘結(jié)劑、找平資料、浸漬樹脂和防護資料。底層粘結(jié)劑有必要能滲透進混凝土外表，促進粘結(jié)并構(gòu)成長時間耐久界面的根底；找平資料用來修補布局外表的平坦度，以便運用片材；浸漬樹脂用以浸漬碳纖維片材在混凝土外表構(gòu)成原位層板；防護資料用以維護碳纖維片材免受外界條件的影響，延伸其運用壽命。樹脂粘結(jié)劑的粘結(jié)強度應(yīng)大于混凝土的拉伸剪切強度，且具有適合的作業(yè)粘度，以便于施工操作。顛末多方面剖析比擬，選用德國EP0300碳纖維布，與其配套的粘結(jié)劑選用北京中煤礦山工程

7、有限公司研發(fā)的JCT-6型碳纖維專用膠，其主要力學(xué)功用指標(biāo)如表1、表2所列。表1 碳纖維布（德國EP0300）的功用指標(biāo)核算厚度（）抗拉強度MPa彈性模量MPa單纖維開裂伸長率%單纖維直徑10-6m0.16735502.35×10520.005.3表2 粘結(jié)劑(JCT-6型)的功用指標(biāo)抗壓強度MPa抗拉強度MPa正拉粘結(jié)強度MPa拉剪粘結(jié)強度MPa8131(7d)16(7d)13(7d)5、本工程施工參數(shù)的描繪 以本工程一層2號梁為例，梁長L=7.74m,原配受拉筋325（14722），受壓筋222（7602）。因為經(jīng)營面積的添加，使該梁線荷載添加至45KN/m，以雙筋正截面承載力核

8、算，所缺受拉鋼筋面積為2712，由式（1）取fcfs=3550MPa，則張貼等效碳纖維布的面積Acfs=352。施工時選用德國EP0300碳纖維布，單層厚度為0.167，幅寬為梁底寬300，張貼一層（面積57.82）,即滿意抗拉需求.等效配筋率=0.54%，等效最大配筋率s，max=0.74%，即加固后屬適筋梁。別的，端部設(shè)4道U字箍為布局錨固辦法。梁加固方法如圖2所示。 圖2 梁加固方法示意圖(a)-立面；(b)剖面1-梁底張貼碳纖維布一層；2梁端部U字箍6、施工工藝6.1碳纖維復(fù)合資料加固混凝土布局施工工藝流程混凝土布局外表處置制造并涂刷底層粘結(jié)劑面層找平處置張貼樹脂的制造并侵潤碳纖維布張貼碳纖維布外表防護。6.2施工關(guān)鍵混凝土外表的處置程度直接影響加固作用。外表要打磨平坦直至露出新面，涂底層粘結(jié)劑前，再用丙酮清洗一遍。碳纖維布必定要用張貼樹脂滋潤透，盡可能讓粘結(jié)劑充沛進入碳纖維單絲之間的空地中，進步各單絲之間的一起作業(yè)功用。滋潤后的碳纖維布用手輕壓貼于需求的方位，用橡皮滾筒順纖維方向