碳纖維論文發(fā)表期刊推薦《能源與節(jié)能》是經(jīng)國家新聞出版總署批準，由山西省經(jīng)濟貿(mào)易委員會主管、山西能源研究會，山西節(jié)能研究會共同主辦、以及社會各界企事業(yè)單位大力支持的科技 類學術(shù)期刊。國內(nèi)外公開發(fā)行，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：14-1267/TD;國際刊號：ISNN17674-3997;國內(nèi)郵發(fā)代號：22-243;國外郵發(fā)代 號：Q8841。
　　摘要：碳纖維加固技術(shù)是一門新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，隨著其實用高效、適用范圍廣等優(yōu)越性的凸顯，碳纖維加固技術(shù)在改造工程中的應用越來越廣泛。碳纖維加固技術(shù)是20世紀80年代興起的一項新型加固技術(shù)，在日韓、歐美等國家得到迅速發(fā)展和應用，我國大約從1998年開始使用這項技術(shù)。本文重點闡述碳纖維加固技術(shù)的特性以及在改造工程中的應用，以期為碳纖維加固技術(shù)在改造工程中的應用提供參考。

　　關(guān)鍵詞：改造工程,碳纖維加固技術(shù),用途

　　碳纖維加固技術(shù)的特點

　　碳纖維加固技術(shù)是用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補強結(jié)構(gòu)上，使貼片與原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同受力，從而提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪能力。碳纖維加固包括碳纖維布、板加固兩種。碳纖維加固具有諸多特性：一是抗拉強度高，在加固修補結(jié)構(gòu)構(gòu)件時可以提高其承載力，改善其受力性能。二碳纖維布自身重量輕，基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸。三使用碳纖維加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性。四施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。五碳纖維加固為柔性加固，不影響原主體結(jié)構(gòu)的剛度，不用考慮整體結(jié)構(gòu)的應力重分布，只需對局部構(gòu)件進行加固修復。

　　一、碳纖維加固技術(shù)的優(yōu)勢及其注意事項

　　1.碳纖維加固技術(shù)的優(yōu)勢

　　碳纖維加固技術(shù)與傳統(tǒng)的加固方法加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比具有如下優(yōu)越性：第一適用范圍廣，可用于不同類型的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如板、梁、柱、墻、節(jié)點等；可用于不同的受力形式加固，如抗彎和抗剪的加固，受壓構(gòu)件如柱子也可以通過環(huán)包的形式提高混凝土的約束，從而其抗壓強度；可用于不同類型的結(jié)構(gòu)如混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)。第二綜合造價低，碳纖維盡管材料單價較貴，但由于材料用量少、工期短、用工數(shù)量少，故總投資成本仍比較低。第三加固效率高和應用時間長，施工時間短并且不需要大型的機械器具，施工工效比其它加固方法高，同時碳纖維布的材質(zhì)耐腐蝕，故能長期使用，這對處于侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)耐久性十分有利。第四施工速度快和施工干擾小，小型的施工機械，操作起來簡單；其施工占用場地少，且基本不增加既有結(jié)構(gòu)的截面,故對原有房屋使用妨礙最小。

　　2.碳纖維加固技術(shù)的注意事項

　　采用粘貼碳纖維片材進行結(jié)構(gòu)加固時，應采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。碳纖維加固不適用于素混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于國家現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的最小配筋率；且其加固的混凝土結(jié)構(gòu)長期使用的環(huán)境溫度不應高于60°C。

　　三、碳纖維加固在改造工程中的應用及實例

　　在我國，碳纖維加固技術(shù)的應用領(lǐng)域比較廣泛，隨著加固工程的逐漸增多，新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的3.7章特定明確了即有結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則。

　�。ㄒ唬┪覈鴩�情對碳纖維加固技術(shù)的需要

　　我國建國后修建的大批房屋已接近設(shè)計基準期，且由于以往的規(guī)范對建筑的結(jié)構(gòu)耐久性重視不夠，使許多建筑“未老先衰”，必須對其采取有效措施，對結(jié)構(gòu)進行修復加固。

　�。ǘ�）建筑設(shè)施對碳纖維加固技術(shù)的需要

　　近年來隨著建筑使用功能日異復雜，一些建筑的原設(shè)計用途滿足不了新業(yè)主的要求，結(jié)構(gòu)的實際使用活荷載會比原設(shè)計大，這時結(jié)構(gòu)就必須進行局部加固才能滿足規(guī)范要求。

　�。ㄈ�）抗震加固實驗解讀碳纖維加固技術(shù)的修復功能

　　隨著我國對抗震要求的逐漸提高，一些舊建筑滿足不了新的抗震設(shè)計標準，國家規(guī)定的一些重要建筑（如中小學校）需加固補強。對碳纖維加固技術(shù)的加固和修復的實操過程和效果解讀，可以用一個抗震加固的實驗來說明。用碳纖維材料包裹鋼筋混凝土柱，使纖維方向與柱軸線相垂直，可以有效提高柱的延性和承載力，增加其抗震耗能能力。另外，剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件，其破壞形態(tài)主要是受彎延性破壞或受剪脆性破壞。用碳纖維來加固剪力墻，只要方法適當，也可顯著提高其延性和承載力。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固是碳纖維材料應用的一個有效領(lǐng)域。

　　（四）應用及實例

　　近年來，我國碳纖維加固技術(shù)的應用主要集中于工業(yè)和民用建筑，而且在北京、上海、天津、江蘇等地應用較多。對其加固修復的效果，有諸多實例來說明。在廈門安養(yǎng)中心立面改造工程中就使用了碳纖維布加固；其由于立面變化，外墻荷載增加較多，導致許多外圍框架梁配筋不足，現(xiàn)取一跨JWKL6示意，其左端支座原計算配筋值為6cm²實配3φ16（三級鋼），增加荷載后計算得出配筋值為10cm²，支座彎矩設(shè)計值為160KN/M²,已有梁配筋已經(jīng)不能滿足規(guī)范要求，需進行加固。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范的9.2.3條，考慮二次受力影響，可以計算得出梁支座需粘兩層碳纖維布，其厚度為0.167mm。加固圖表示如下圖：

　　四、碳纖維加固存在的缺點

　　碳纖維加固技術(shù)的雖然廣泛應用，但其自身還存在了一些不足，主要如下1：用碳纖維進行加固時，由于碳纖維本身屬預柔性材料，需要通過結(jié)構(gòu)膠與被加固結(jié)構(gòu)粘結(jié)，要求被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強度等級不得低于C15，才有可能發(fā)揮碳纖維的加固效果，且混凝土表面處理要求比較嚴格。2：僅能提高梁的受拉、受剪承載力，受壓不能提高，當梁受壓區(qū)高度不足時，不能加固。3：防火性能較差，僅靠外面的砂漿保護層防火。4：對施工人員的要求較高，施工時均要求專業(yè)施工隊伍。5：沒有相應的比較成熟的計算軟件，設(shè)計人員設(shè)計比較麻煩。

　　結(jié)語：

　　目前國內(nèi)采用的傳統(tǒng)加固補強技術(shù)比較落后,施工方法比較復雜,設(shè)備繁多且受場地因素限制。碳纖維加固技術(shù)在這一領(lǐng)域的使用還較少，有很大的開發(fā)潛力。隨著《結(jié)構(gòu)加固修復用碳纖維片材》GB/T20490-2008及混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范（2006版）執(zhí)行，規(guī)范對碳纖維布加固設(shè)計做了詳細規(guī)定，這些都將有利于碳纖維加固技術(shù)的推廣。

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