




芳纶纤维板加固技术的应用现状
随着时代经济的快速发展与进步,许多旧时建造的建筑物的稳定性和牢固性能都在慢慢地减弱。因此需要加固处理的项目也越来越多。本文将介绍芳纶纤维板材在现实应用中的现状。
芳纶纤维板具有高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大这些优异的性能,其力学性能与碳纤维板相似。本应在工业与民用建筑物的梁、板、柱、墙,天路公路桥梁,隧道,烟囱,塔结构等设施的加固补强得到广泛应用。然而粘贴芳纶纤维板材的加固实例不仅少之又少,其在钢筋混凝土梁的抗弯性能研究也是凤毛麟角。在国外,芳纶纤维板的研究与应用虽已趋于成熟,相关学术研究成果较多,而国内对于芳纶纤维板的研究尚刚起步,并且由于芳纶纤维价格较高,而其力学性能却与碳纤维相近,综上,芳纶纤维板的性价比不如碳纤维板,相关研究成果又少,使得芳纶纤维并未得到广泛的应用。
预应力混凝土梁应怎样加固混凝土凭借其优质的力学性能与耐久性,在各种土木工程中,都有广泛的应用。混凝土具有较高的抗压强度,而抗拉强度却较低,在实际工程中,易受拉导致开裂。为避免混凝土因拉应力过高而开裂退出工作,施加预应力形成预应力混凝土构件,有效提高混凝土抗裂性能,已成为大跨径梁主要采用的形式。
预应力混凝土梁随着使用年限的上升,由于前期设计、施工的缺陷以及荷载的不断增加,同样也会产生病害。如今预应力混凝土梁病害发生正呈现上升趋势,应当引起重视。
预应力混凝土梁病害影响
与常规混凝土结构类似的是,预应力混凝土梁病害发生的直观表现也是裂缝。不论何种原因产生的裂缝,都会对桥梁安全性产生影响。混凝土的开裂,会造成保护层失效,内部钢筋外漏,加快钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀同时承载力降低,会进一步加速裂缝的开裂,***终甚至导致梁体的完全***。
而当预应力混凝土梁由于承载力不足,产生结构性裂缝时,往往证明结构已经受到了较大的安全威胁。预应力梁体裂缝出现,有可能是梁体预应力损失、或结构承载力已无法满足现今使用要求,而部分裂缝的出现甚至是承载力达到极限的标志,预应力梁体可能随时发生脆性***,必须及时进行加固处理,避免安全事故发生。
预应力混凝土梁病害治理
在未施加预应力的混凝土梁加固中,有多种加固方法可供选择。各种加固方法各有所长,而其中粘贴碳纤维布与粘贴钢板两种方法得到了较多的使用。二者共同点居多,施工方便且力学性能较好,在预应力梁加固中表现如何呢?
首先,预应力梁因采用预应力技术,承受荷载往往较高,在加固中需要采用高强度的加固方式。粘贴碳纤维布与粘钢等方式,存在一大缺点,只有桥梁进一步产生变形时,才会抵御变形产生拉力起到加固效果。而混凝土的抗拉强度很低,极有可能在梁上部荷载不断增加的过程中,碳纤维布或钢板未完全发挥强度,达到理想加固效果,而混凝土优先开裂退出工作导致整体结构***。
另一方面,规范中强调,采用粘钢加固、碳纤维布加固等方法需要首先卸载,以减弱加固材料受力滞后带来的不利影响。而大跨径梁自身自重较高无法忽视,在加固时,必须考虑到梁体混凝土自重导致的加固材料受力滞后。另一方面,针对于桥梁来说,若采用禁止车辆通行的方式降低荷载,难免会对交通造成影响,因此在大跨径预应力梁的加固中,应当结合实际采用更***率的加固方法。
柱抗震加固在中国建筑中,有“横梁直柱”的说法,柱是建筑物中垂直的主结构件,承托在它上方物件的重量。鉴于柱的重要性,在***中一旦受到侵害,其对整体结构的影响将不堪设想。
***对房屋结构的作用力
1.地基基础影响的***。房屋建筑物所在的地基土质、下卧岩层的结构与深度、基础的类型和深度以及地表地形特征,都对房屋建筑物的******有影响。当加速度较小时或地质坚实时,地表层或下垫层可能会先达到屈服点,岩石、土层将产生塑性变形,导致地基承载力下降甚至地基失效造成的***和强烈***引起的振动导致基底土质液化引起房屋建筑物的下沉、倾斜和滑坡造成的***,在历次***灾害中并不少见。
2.竖向***力导致的***。纵波使房屋建筑物产生上下颠簸,若房屋建筑物的竖向稳定性不是太好,而***力较大时,会使底层柱子和墙体瞬间增加很大的动荷载,叠加上部的自重,当超出底层柱子和墙体的承载能力,底层墙柱会垮掉从而导致***。
3.横向***力导致的***。横波是房屋建筑物损坏水平摇摆,***力很大。它相当于给房屋建筑物施加水平方向来回反复的作用力,商场加固,大小和引起的变形超出底部墙体和柱子的极限时,就会使整幢房屋建筑物倾斜或倾倒从而导致***。
4.旋转***力导致的***。各种原因引起的旋转***力,导致房屋建筑物围绕水平轴或竖向轴扭转,这种扭转力对房屋建筑物的影响很大,因为房屋建筑物一般抗扭能力较差,很容易扭坏。
竖向***力、横向***力和旋转***力在离震中较近的范围内,往往会交织作用,给房屋建筑物以毁灭性的***。
***对柱呈现怎样的***形式?
1.角柱***
当房屋发生扭转时,角柱受剪大。同时又因双向受弯,所以震害比内柱重。
2.短柱***
短柱刚度大,分配到的***剪力也大,常发生剪切***。
3.柱端弯剪***
因柱端弯矩、剪力、轴力都较大。
4.柱身剪力***
由剪力、扭矩复合作用引起。
5. 梁柱节点***
因箍筋不足,在剪压作用下节点区***。
“强柱弱梁”概念
建筑抗震设计规范》要求强柱弱梁,更强的节点。意思就是,建筑物的柱子要比梁做的坚固,梁柱节点要更坚固。
这是为什么?
在强烈***作用下,梁柱节点往往是多层框架***的主要部位。***中节点的***多为柱端混凝土被压碎、剥落,钢筋压屈外鼓,***首先发生在柱子上。这对整个框架很不利,因为某层某一柱端发生***,其他柱端也容易发生***,从而使建筑物倒塌。
反之,如果***发生在梁端,要待所有的梁或绝大部分的梁出现***时,整个建筑物才会倒塌。所以,在设计上有意加强柱子的抗震能力,在***作用下形成“梁铰型”***机制。
但在汶川***中,框架柱的***明显重于梁,柱端与节点的***较为突出,即所谓的“强梁弱柱”结构很普遍。
哪一种加固方法适合柱抗震加固?
柱抗震加固方法很多种,碳纤维布是近年来被使用***多的加固新材料之一,其对钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固十分有效。当对柱粘贴碳纤维布抗震加固时,应当满足以下几点:
当柱轴心受压的正截面承载力不足时,可采用环向围束法对齐进行加固,即就是沿柱全长进行无间隔地环向连续粘贴碳纤维布来对其进行加固;
当柱斜截面受剪承载力不足时,可将碳纤维布粘贴成环型箍,且纤维方向与柱的纵轴线垂直;当加固大偏心受压的钢筋混凝土柱时,应将碳纤维布粘贴于构件受拉区边缘混凝土表面,且纤维方向应与柱的纵轴线方向一致。
当对延性不足的柱进行抗震加固时,可采用环向粘贴碳纤维布构成的环向围束作为附加箍筋。环向围束的碳纤维布层数,对圆形截面不应少于2层,对正方形和矩形截面柱不应少于3层;环向围束上下层之间的搭接宽度不应小于50mm,环向截断点的延伸长度不应小于200mm,且各条带搭接位置应相互错开。
碳纤维布抗震加固柱子效果佳,但应选择优良的碳布碳胶材料,注意粘贴的方式方法,否则就达不到真正意义上的抗震加固。
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