碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

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提 要:近年來(lái),碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其獨(dú)特的優(yōu)越性,在國(guó)內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)工程中正得到越來(lái)越多的應(yīng)用。本文主要闡述該技術(shù)在某大廈C棟改擴(kuò)建工程中的剪力墻增強(qiáng)加固施工過(guò)程及技術(shù)要點(diǎn)。
     關(guān)鍵詞:碳纖維;加固;剪力墻
     1、 前言
     碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,因?yàn)槠渚哂袃?yōu)異的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,材料輕質(zhì)高強(qiáng),柔軟易于隨形,施工方便等,在國(guó)際土木工程加固修復(fù)領(lǐng)域中深受重視并已獲得了較廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,一些國(guó)家已有了正式的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。近年來(lái),在國(guó)內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)工程中也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。國(guó)家建設(shè)部建筑物鑒定與加固規(guī)范管理委員會(huì)于2002年6月頒布了《粘貼碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固混凝土工程施工與驗(yàn)收暫行規(guī)定(修訂本)》來(lái)規(guī)范指導(dǎo)該加固技術(shù)的應(yīng)用和推廣。
     碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),是利用粘結(jié)劑將碳纖維片粘貼在混土構(gòu)件表面,使混凝土與碳纖維片形成一體,形成復(fù)合材料體,通過(guò)其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的,是一種非常簡(jiǎn)單且優(yōu)良的加固補(bǔ)強(qiáng)方法。其主要特點(diǎn)如下:
     (1)材料特性:
     ①高抗拉強(qiáng)度、高彈性模量。
     ②施工方便,無(wú)需任何夾具、模板,能適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)外形的補(bǔ)強(qiáng)而不改變構(gòu)件外形尺寸,可多層粘貼,并能有效地封閉混凝土的裂縫;
     ③耐腐蝕及耐久性能好。
     ④不增加結(jié)構(gòu)自重。 來(lái)源:考試大網(wǎng)
     (2)適用范圍。適用于各種形式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng),并且加固后均可保持物體原狀,不影響表面裝飾。
     (3)加固機(jī)理。利用專用粘結(jié)劑將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維片粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)表面,并與之形成整體,共同工作。
     2、工程概況
     某大廈位于深圳市建設(shè)路,主體為A、B兩棟寫字樓和C棟酒店式公寓,其中A、B棟地下2層,地上28層,建筑面積65000平方米,于在2001年底完工,C棟為舊樓改造項(xiàng)目,建筑面積35000平方米,原結(jié)構(gòu)為框支——剪力墻結(jié)構(gòu),地下一層、地上26層,其中1~5層為框支——剪力墻結(jié)構(gòu),六層以上為剪力墻結(jié)構(gòu),1991年大廈結(jié)構(gòu)通過(guò)竣工驗(yàn)收,后因故停工,轉(zhuǎn)讓給深圳市中盛投資開發(fā)有限公司,于2002年進(jìn)行改擴(kuò)建施工,改造內(nèi)容主要為頂層加建,改造前經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)鑒定部門進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)后認(rèn)為,由于深圳地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高為7度,造成原設(shè)計(jì)的主樓框支梁上部分樓層剪力墻水平鋼筋配筋率低于現(xiàn)行抗震規(guī)范要求,因此決定采用剪力墻表面粘貼碳纖維進(jìn)行加固處理。
     3、 設(shè)計(jì)方案及使用材料
     本加固工程采用在需加固剪力墻表面的水平和豎直雙方向粘貼雙層碳纖維的方法進(jìn)行加固,加固方案詳見下圖:
     本加固工程用碳纖維材料采用上海同砼碳纖維布有限公司生產(chǎn)的同砼牌型號(hào)為CFS2的12K碳纖維(碳絲為T700SC),粘結(jié)劑采用華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司生產(chǎn)的華昌牌HCJ碳纖維膠粘結(jié)劑。上述產(chǎn)品均通過(guò)了建設(shè)部建筑物鑒定與加固規(guī)范管理委員會(huì)安全鑒定辦公室的鑒定,質(zhì)量合格,可以用于建筑結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的加固。施工前按規(guī)定在現(xiàn)場(chǎng)抽樣送深圳市建筑科學(xué)研究院建材質(zhì)量檢驗(yàn)站進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果為拉伸強(qiáng)度大于3000MPa,與其他特性均符合《粘貼碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固混凝土工程施工與驗(yàn)收暫行規(guī)定(修訂本)》的技術(shù)要求。