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東莞加固:預應力碳板加固技術
隨著國民經濟的飛速發展和社會的進步,建筑加固行業中的新技術和新材料也應運而生。從外包鋼加固法、加大截面法和噴射混凝土加固法等傳統的加固方法到碳纖維布、碳纖維板等新型材料的應用,最后到對碳纖維板施加預應力新技術的產生。
傳統的加固方法具有結構尺寸增加、使用空間減小、結構自重增加、難施工等缺點,而碳纖維布和碳纖維板新材料的應用雖然解決了上述問題,并且具有輕質高強、耐腐蝕、應用面廣等特點,但是材料的利用率低,材料浪費極大,材料的強度不能很好的被利用。
一、CFRP板施加預應力的方法
在實際工程中,對碳纖維板施加預應力的方法主要有:反拱法、不設錨具的外部反力架張拉法和端錨加固法。其中,反拱法施加的預應力太小,并且沒法準確控制施加預應力的大小;不設錨具的外部反力架張拉法對CFRP板施加反力的反力架需要很大的剛度,因此張拉設備比較笨重并且對不同跨度的加固構件適用性比較差;其次,CFRP板進行放張時,端部的應力較大容易發生剝離破壞。因此在錨具的可靠性、現場的實用性、經濟的適用性等方面,端錨加固法具有普遍適用性且更具有實際推廣價值。
端錨加固法:在加固構件上設置永久性錨具但不需要外部反力架結構,把加固構件本身作為提供反力的反力架,對CFRP板進行張拉施加預應力,張拉完畢后便用錨具固定在構件表面。這種方法以加固構件本身為反力架一方面避免了CFRP板放張時粘貼層剪切變形而導致端部的剝離破壞,減小了CFRP板由于放張引起的張拉應力的損失;另一方面這種加固方法不受構件本身尺寸的限制,具有普遍適用性,不需要笨重的張拉設備并且適合現場操作,經濟高效。但是,這種加固方法需要研制專門的錨具和張拉設備的,技術要求較高。
二、預應力CFRP板加固系統的優點
1、對CFRP板施加預應力可以充分利用CFRP板材料的高強性能,減少材料的浪費從而減少了工程成本。
2、對CFRP板施加預應力還可以抵消結構中原有的一部分荷載,減小結構中的應力,增大了剛度,延緩了裂縫的出現和寬度,緩解了剝離破壞,并且提高了結構的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載。
3、根據國內外的試驗研究,在相同的預應力水平下,碳纖維板的應力松弛比鋼絞線低。且暴露在野外環境下,預應力CFRP板加固技術比體外預應力鋼筋或鋼鉸線耐久性更好。
三、預應力CFRP板加固系統的缺點
1、CFRP板材料本身具有高度非勻質性,這就需要規格要求更高效果更好的錨具,防止碳纖維板在張拉過程中錨具端碳纖維板出現斷裂或滑移。
2、CFRP板材料的脆性會使其在張拉過程中極易被拉斷,具有很大的危險,所以需要成熟的張拉技術和設備,同樣也要做好施工安全防護工作,保障人員的安全。