浅谈粘贴钢板和碳纤维加固设计的综合应用论文_王烨璐

浅谈粘贴钢板和碳纤维加固设计的综合应用论文_王烨璐

广东科艺新泰建筑科技开发有限公司 广东省东莞市 523000

摘要:随着建筑行业的不断发展,现代人类对建筑功能的需求也在逐渐增多,建筑工程维护技术和加固技术类型也逐渐丰富起来,粘贴钢板和碳纤维两种加固方式的综合应用则是现阶段应用范围最为广阔的加固技术。为此,本文分析了加固方式的选择,以及粘贴钢板和碳纤维加固设计、应用的性能和构造。

关键词:粘贴钢板;碳纤维加固设计;综合应用

引言:建筑结构加固技术在我国的发展时间较短,但是却取得了较为显著的发展成果,其中,最主要的就是在混凝土加固方面取得的技术成果,并且标志着我国的混凝土结构加固技术进入到了新的发展阶段。加固技术的类型较为丰富,单是混凝土加固技术便可以分为多种类型,因此便涉及到了加固技术的混合应用。

1.加固方式选择分析

加固方式的选择需要秉承着安全、经济、实用、便捷等原则。比如,混凝土框架梁加固技术可以分为加大截面技术、预应力加固技术、粘贴钢板加固技术、碳纤维加固技术等几种,并不是每一种加固技术都符合安全、经济、实用、便捷的原则,如加大截面技术应用对建筑空间有一定的要求,因此在大多数情况下不被应用;预应力加固技术对施工技术的要求较高,并且施工成本较高,因此在大多数情况下也不选择应用。

但是此次研究探讨的粘贴钢板和碳纤维综合加固技术,相对于上文提到的两种加固技术来说,具有施工成本较低、施工操作简单、技术性要求较低等优点,并且具备良好的加固效果。尤其是碳纤维加固技术,除了原材料成本相对较高这一特点外,不存在其他显著局限性,并且由于其原材料质量较轻,能够在极大程度上减少建筑结构的自重,为建筑的结构的稳定性奠定了基础。

2.粘贴钢板和碳纤维加固设计综合应用的性能分析

2.1胶黏剂的性能分析

此次选择的粘贴钢板和碳纤维加固设计主要以粘贴为加固方式,因此涉及到了胶黏剂的应用,胶黏剂的性能则在极大程度上决定了加固方式的应用效果。此外,由于钢板和碳纤维属于两种不同性质的建筑加固材料,因此在各自胶黏剂的选择上也应当遵循不同的选择标准。

粘贴钢板过程中应用的胶黏剂需要是专门配置的环氧树脂系胶结剂,并且分为A级胶和B级胶两种,建筑企业需要结合建筑物安全等级级别和加固需求选择不同级别的胶黏剂。其中,A级胶的抗拉强度超过了30MPa,B级胶超过了25MPa;A级胶的伸长率超过了1.3%,B级胶超过了1.0%;两种胶黏剂的抗压强度均超过了65MPa;A级胶的抗弯强度超过了30MPa,B级胶超过了35MPa,且不能呈现出脆性破坏。在粘贴过程中,A级胶的钢粘结抗拉强度超过了33MPa,B级胶超过了25MPa,两种胶黏剂中不可发挥物质的含量均超过了99%。

粘贴碳纤维过程中应用的胶黏剂需要是专门配置的环氧树脂系胶结剂,并且严禁应用不饱和的聚酯树脂和醇酸树脂,同样分为了A级胶和B级胶两种,建筑企业需要结合建筑物安全等级级别和加固需求选择不同级别的胶黏剂。其中,A级胶的抗拉强度超过了40MPa,B级胶超过了30MPa;两种胶黏剂的伸长率均超过了1.5%;两种胶黏剂的抗压强度均超过了70MPa;A级胶的抗弯强度超过了50MPa,B级胶超过了40MPa,且不能呈现出脆性破坏。在粘贴过程中,A级胶的钢粘结抗拉强度超过了20MPa,B级胶超过了15MPa,两种胶黏剂中不可发挥物质的含量均超过了99%。

2.2钢板的性能

钢板是一种有着非常高强度的加固材料,广泛用于柱、梁等结构的加固,结构加固工程中应用的钢板一般采用Q235级或Q345级,钢材的性能设计值按现行国家标准《钢结构设计规范》取值。以常用10mm钢板为例,Q235级钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值达到215MPa,抗剪强度设计值达到125MPa;Q345级钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值达到310MPa,抗剪强度设计值达到180MPa。

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2.3碳纤维布的性能

碳纤维布是粘贴钢板和碳纤维加固设计综合应用中的关键构件,因此采用强度等级为高强度I级的碳纤维布,对于重要结构加固是,抗拉强度设计值为1600MPa,弹性模量的设计值为2.3*105MPa,200g规格的碳纤维布厚度为0.111mm,300g规格的碳纤维布厚度为0.167mm。现阶段,国内的碳纤维布生产技术有待提高,生产出来的碳纤维布不符合建筑结构加固的要求,为此,在加固过程中应用的碳纤维布大多产自国外。

3.粘贴钢板和碳纤维常规加固设计综合应用的构造分析

3.1钢筋混凝土受弯构件粘贴钢板加固应用分析

对钢筋混凝土受弯构件进行截面加固,其正弯矩区轴向受拉加固钢板需要适当向端部延伸部分,具体延伸位置为支座的边缘,并且加固操作人员需要在钢板的边端和集中负荷作用点的两侧设置U形箍进行锚固。如果操作人员发现已经将加固钢板延长至支座的边缘,但是仍然不能满足技术要求中关于延伸长度的规定,可以在延伸钢板的两端设置一个加强U形箍用来加固。

同时,在应用钢筋混凝土受弯构件的过程中,加固操作人员需要注意以下几点操作要求:第一,如果支座位置处没有加固障碍,操作人员要将负弯阶段区域内完成钢板衔接工作,并实现连续性粘贴,具体的延伸长度及其截断点需要由实际情况和施工规范确定;第二,支座位置处有加固障碍,操作人员在进行梁上浇板时需要绕过柱位,并在梁侧4倍浇板厚度范围内,将钢板粘贴在加固位置处,以此来完成钢筋混凝土受弯构件加固。

3.2钢筋混凝土轴心受压构件外粘型钢加固应用分析

对钢筋混凝土轴心受压构件进行加固,其加固角钢厚度不应小于5mm,对柱的加固,角钢的边长不应小于75mm,箍板及缀板截面不应小于40mmx4mm,且其间距不应大于20倍单根角钢截面的最小回转半径,且不应大于500mm,在上下端尚应加密处理。

在应用混凝土轴心受压构件加固过程中,加固操作人员需特别注意以下几点:第一,外粘型钢的注胶应在型钢构架焊接完成后进行,粘钢胶的胶缝厚度宜控制在3mm~5mm,局部允许有长度不大于30cm、厚度不大于8mm的胶缝,但不允许出现在角钢端部600mm以内;第二,因为钢材作为直接受力材料及胶粘剂在高温下会丧失粘结性能,所以型钢的除锈、防锈的防腐蚀防火非常重要,是加固构件使用年限的重要保障,型钢表面应抹厚度不小于25mm的高强水泥砂浆作为保护层,且砂浆内应加设钢丝网防裂。也可以采用其他防腐蚀和防火的材料进行保护。

3.3钢筋混凝土结构粘贴纤维加固应用分析

如果在粘贴钢板和碳纤维加固设计综合应用中应用的是纤维复合材,操作人员在应用此材料进行钢筋混凝土承载力加固时,需要满足以下几点要求:第一,条件允许的情况下,操作人员要尽量选择环形箍或者加锚应用的U形箍;第二,U形箍的受力方向需要和构件的轴向方向一致;第三,在应用U形箍或环形箍时,如果涉及到了对斜截面承载力加固的应用,操作人员需要确保两种结构的间距不能超过最大箍筋间距的0.7倍,且不能超过梁高的0.25倍;第四,U形箍的粘贴需要满足相关的规范标准,并且U形箍粘贴的上段需要紧紧粘合纵向压条,随后,操作人员需要对压条进行加固处理;第五,如果建筑物的梁高超过600mm,操作人员在应用粘贴钢板和碳纤维加固设计方式时,需要在建筑物梁部增加一条纵向的腰压带。

结束语:近年来,为了确保建筑物加固技术的应用质量和效率,行业内部制定了并定期更新了关于混凝土加固的准则规范,但是众多加固技术在实际建筑工程中的应用还存在一定的不适应性,并未按照现行规范要求应用加固技术。粘贴钢板和粘贴碳纤维两种加固方式,均具有良好的加固效果,在应用时应注意按规范应用保证其加固质量。

参考文献:

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[2]陶礼龙,黄俊,杨剑维,邹恩葵,王燕燕.某烂尾住宅楼的抗震鉴定、加固及续建设计[J].工程抗震与加固改造,2018,01:130-134.

[3]刘晓兵.基于路桥施工的路桥加固技术应用[J].住宅与房地产,2018,02:181.

论文作者:王烨璐

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/23

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