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一、概述
碳纤维板是一种碳纤维加固补强单向板材,其成型工艺是将碳纤维浸渍树脂后在模具内固化并连续拉挤成型。采用优质碳纤维原料与良好基本树脂,碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。碳纤维单向板材能充分发挥碳纤维的强度和弹性模量,在施工时可免除碳纤维单向织物的树脂固化阶段,强度利用效率高,施工方便。
预应力碳纤维板施工设计张拉力!
建议张拉控制应力σcon一般采用碳纤维板材强度的 0.5-0.58倍,即0.50-0.58σb。
碳纤维板的张拉力 Pj可按下列公式计算:Pj=σcon×Ap式中:σcon---张拉控制应力;Ap---碳纤维板截面积。张拉预应力损失有孔口摩阻,内缩值等,张拉锚固的预应力损失取值≤3%。常用碳板规格如下表所列,具实际需要提供的张拉力进行设计选取。
预应力碳纤维板加固技术的优势!
碳纤维材料弹性模量与钢筋相近、但抗拉强度是普通钢筋的10倍。要发挥碳纤维材料抗拉强度需要1.7%的拉伸应变,而钢筋屈服时拉伸应变仅为0.15%;当碳纤维板材与构件内部钢筋 共同工作时,不考虑钢筋原有的初始应变,钢筋屈服、混凝土结构就已经发生破坏(钢筋拉断,混凝土压坏)时碳纤维板材所能发挥的强度也仅为抗拉强度的10%左右。因此,传统不加预应力的碳纤维加固混凝土结构技术,无法发挥纤维增强复合材料的高强度特性,造成资源的浪费。预应力碳纤维板锚固体系,通过对碳纤维增强复合材料施加预应力来克服上述缺陷。对碳纤维施加了预应力后,避免了碳纤维片材应变滞后的现象,使碳纤维板强度有效发挥,提升结构承载力,同时提高受弯构件的抗弯刚度,减小原构件的挠度,抑制构件变形和裂缝扩展,解决了碳纤维强度和弹性模量比值过高的矛盾,对碳纤维强度的利用远远超出未施加预应力的情况,具有非常良好的经济效益和社会效益。
与其他加固方法(加大截面法、外包钢加固法、外部粘钢加固法、预应力加固法、增设支点加固法、喷射混凝土加固法、碳纤维布加固法等)相比,预应力碳纤维板加固法具有以下优点:
1)高强高效
预应力碳纤维板加固技术充分发挥了碳纤维材料的高强性能,有效提升结构承载力与抗弯刚度,节约碳纤维用量,降低工程总造价。
2)重量轻、空间要求小
碳纤维比强度高、质量仅为钢的1/5,基本不增加原结构自重,碳纤维板可以盘卷,能以较大长度供应而无须搭接。没有湿作业,不需大型施工机具,施工占用场地少,加固完成后不影响原结构使用空间。
3)良好的耐久性和耐腐蚀性
耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀,不须定期维护。预应力碳纤维板锚固体系,通过对碳纤维增强复合材料施加预应力来克服上述缺陷。对碳纤维施加了预应力后,避免了碳纤维片材应变滞后的现象,使碳纤维板强度有效发挥,提升结构承载力,同时提高受弯构件的抗弯刚度,减小原构件的挠度,抑制构件变形和裂缝扩展,解决了碳纤维强度和弹性模量比值过高的矛盾,对碳纤维强度的利用远远超出未施加预应力的情况,具有非常良好的经济效益和社会效益。
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