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加固中粘贴钢板或碳布,你怎样选择?

发布时间: 2018-05-21      浏览:79

  在结构加固中,粘贴碳纤维布与粘贴钢板是混凝土结构中较为常用的两种方法,在加固方案的选择中,两种方法也常常同时出现。单从作用机理来看,两种加固方法都是通过结构胶粘剂与混凝土基材形成整体,共同受力,而在施工工艺上二者也较为相近,往往会对方法的选择造成一定的障碍。

  


  事实上,加固机理相似,并非意味着二者可以任意选择。碳纤维布与钢板,在力学性能上存在的差异,致使在加固中二者的表现也不同。其中主要的差别,我们以梁底加固,进行对比分析。

  裂缝开展的对比

  无论是粘贴碳纤维布还是粘贴钢板,在荷载不断增大的过程中,梁底受拉区混凝土均会发生开裂,且当基材存在旧裂缝时,开裂易在旧裂缝处首先发生。由于碳纤维布层数存在限制,厚度不会超过0.7mm,而手工涂胶施工的钢板可达5mm厚,相同宽幅情况下钢板截面积远大于碳纤维布截面积,因此,裂缝出现时经粘钢加固的梁所承受荷载要远高于碳布加固的梁。

  


  从主要裂缝的数量来看,随着荷载的不断增加,粘钢加固要多于粘贴碳纤维布加固,且碳布加固裂缝扩展与延伸速度较为缓慢。在限制裂缝上碳纤维布效果更好,在抗裂加固中采用碳纤维布更为合适。

  挠度变形的对比

  挠度变化,主要与梁的抗弯刚度有关。结构加固中,粘贴碳布或者粘贴钢板,都是通过两方面来提升刚度。首先,碳纤维布与钢板的弹性模量较为接近,因此对刚度的提升主要取决于截面面积。在裂缝的对比中,已经能够看出碳纤维布的截面面积要远小于钢板的截面面积,因此钢板对梁刚度的提升要远高于碳纤维布。

  


  另一方面,可以从限制裂缝发展的角度,维持梁的原有刚度。在这方面,碳纤维布加固对裂缝有更高的限制作用,因此能更好地维持梁的刚度。但两方面结合来看,通过提升截面面积来提升刚度效果要远优于限制裂缝维持刚度,具体表现为,粘钢加固中梁的挠度变化比粘碳布要慢,同时粘钢加固破坏荷载更高。也就是说,对梁的刚度及抗弯能力的提高,粘钢加固更为有效。

  耐久性的对比

  耐久性能,影响着结构长期加固的效果。从材料的角度来看,钢板耐久性较差,易发生锈蚀,而在结构加固中,钢板厚度较薄,生锈时会显著削弱截面或引起剥离破坏。而碳纤维布耐久性要远优于钢板,但应避免直接暴露于阳光下与有害介质中。除此之外,结构胶对两种加固方法的耐久性都存在影响,综合来看,碳纤维布加固耐久性要更好一些。

  


  从上述的对比中,我们能够发现虽然碳纤维布加固与粘钢加固两种方法看似相似,实则在不同的加固倾向中,适用性也不同。在实际的方案选择中,应根据现场实际加固需求,选择合适的施工工艺。


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