建築加固行業自上世紀開始,便得(dé)到了廣(guǎng)泛的重視與應用。隨著科學技術的(de)不斷進步,新型(xíng)材料不斷出現,加(jiā)固方法也變得豐富(fù)起來。碳纖維加固和粘鋼加固是兩種最(zuì)常用的加固方法。二者加固原理相似,都是采用結構膠將加固材料粘貼在建築結構表麵(miàn),使之與結構形成一體,共同受力。
相比傳統的粘鋼加固而言,碳纖維加固是一(yī)種新(xīn)型(xíng)的加固方法。粘鋼加固法適用於提升建築物的承重能力,所以在對梁、板、柱(zhù)一類的承重構件進行加固時,多會使用粘鋼法。而碳纖維加固修補結構技術是繼加大混凝土截麵、粘鋼之(zhī)後的又一(yī)種新型的結構加固技術,適用性也(yě)很強。那麽在房屋加固時,碳纖維加固和(hé)粘鋼加固應該如(rú)何選擇呢?下麵小邦為大家介紹一下兩者的優劣勢對比,再做出合(hé)理的選擇。
從施工的性能上來說,碳纖維布的柔韌性使其有著得天獨厚(hòu)的(de)優勢,對於狹窄的截麵,圓(yuán)形及拱形截麵例如管道等有著(zhe)明顯的優勢。碳纖維布輕(qīng)質高強、易於裁剪,僅需人工塗膠粘貼,工序簡單,施工速度約為粘鋼加固的2-3倍。操作空間小且不影響建築自重,可兼顧節約工期與結構安全(quán)。
由於需(xū)要加固和修複的結構具有確定的形狀和外觀,一般不允許加固改變(biàn)其既(jì)有(yǒu)狀態,柔性的碳纖維片材適用於各(gè)種結構形狀(zhuàng)及結構部位的加固修補,不改變結構形狀,不影響(xiǎng)結構(gòu)外(wài)觀。且由於碳纖(xiān)維片材的柔性很(hěn)高,即使被加固的結構表麵不是非常平整也基本能(néng)保證100%的有效粘貼率,相比粘鋼加固更容易保(bǎo)證粘貼質量。
碳纖維布雖隻是一層薄薄的布,但具有極高的抗拉強度。相當於(yú)鋼(gāng)材抗拉(lā)強度的十倍以上,從強度(dù)上看能有效應用於結構受彎加固中。碳纖維(wéi)粘貼過(guò)程(chéng)中,碳纖維浸漬膠也有著很大的功勞,碳布每(měi)一根單絲之間充(chōng)滿膠液才能保證應力的有效(xiào)傳遞並分布均勻(yún),使碳布與混凝土基材形成整體共同工作的根本(běn)保(bǎo)障,讓(ràng)碳纖維高強特性得(dé)以(yǐ)發揮。
粘鋼加固(gù)由於鋼板的物理力學性能為各向同性,在進行受力的時候能夠均勻受力,但是其施工(gōng)時需要專用的夾具和施工(gōng)器(qì)械(xiè),施工工序較為繁瑣複雜。但鋼板上可以焊接(jiē)錨筋,也可鑽孔設植筋錨固,所以粘鋼加固的錨(máo)固方式更為靈(líng)活。
在加(jiā)固效(xiào)果方麵(miàn),假(jiǎ)設鋼(gāng)板采用Q235鋼,截麵為4mm×100mm,那麽它(tā)能夠提供的強度為4×100×215=86000N,加固(gù)中采用的I級300g碳布(bù)也不過0.167mm。而拿I級300g碳布來說,截麵寬同樣為100mm時,能夠提供的強度為0.167×100×3400=56780N。由此可見,同樣(yàng)采用(yòng)一層鋼板以及一層碳布時,從強度上來看鋼板的效果要更好些。雖然碳纖維布加固中存在多層加固的情形,但最(zuì)多不允許超過(guò)三層,且從第二層(céng)起加固(gù)效果就會發生折減,與5mm厚的鋼板加固效果(guǒ)相比還是(shì)存在差距的。
隨著技術的不斷發展,有(yǒu)關學(xué)者對粘鋼和粘貼碳纖維布(bù)加(jiā)固(gù)方法(fǎ)進行了深入的研究,得出以下幾條結論:對於普通小荷載結構或者構件,經計算其補(bǔ)強所(suǒ)需麵(miàn)積小,粘貼碳纖維布1-2層即可滿足要求時,則(zé)優(yōu)先考慮采用粘貼碳纖維布加固法來(lái)進行處理(lǐ),在達到加固目的(de)的(de)同時其經濟型和(hé)施工可操作性更強。當結構或構件補強所需麵積較大,即經計算粘貼碳纖維布超過(guò)3層時,則優先選用粘鋼加固法來進行施(shī)工,可大幅提高結(jié)構承載力或受力性能,並取得(dé)良好的經濟性。
在結構加固補強的方法中,沒有哪一種方法是萬能的,隻有經過合理的計算分析,針對不同的工況選用合適的加固方法及(jí)檢測報告齊全的產品,以達到最優質的加(jiā)固效果。