碳纤维布在某通讯机房加固中的运用

碳纤维布在某通讯机房加固中的运用碳纤维增强聚合物（CarbonFibreReinforcedPoly-mer简称CFRP）是一种新式的高强资料，最早运用于航空航天等高科技领域。近年来在土木工程领域中的研讨与运用得到了迅速发展。较之传统的布局加固办法，碳纤维加固技能是一种新式高效的加固修复技能，它具有高强、高效、施工快捷、运用面广等长处。碳纤维加固技能是运用改性环氧树脂类胶结资料将碳纤维片材张贴于混凝土外表，然后到达布局补强及改进受力功能的意图。此项技能在美国、日本等发达国家已老练运用，在20世纪90年代后期国内才开端碳纤维加固技能的研讨与运用，虽取得了必定的作用，但至今没有构成系统的理论。1、工程概略跟着通讯作业的迅速发展，各地通讯公司相继增设了一批通讯机房。因通讯设备荷载较大，通常民用修建达不到运用需求。为包管运用安全，需对原修建进行布局验算、布局加固等作业。某通讯公司传输机房坐落一办公楼三层楼面上，机房运用活载（6.0KN/m2）超越原办公楼运用活载2.5KN/m2。原楼面布局为主次梁现浇板系统（混凝土强度等级C40，板受力筋为Ⅰ级钢筋，梁受力筋为Ⅱ级钢筋）。布局验算标明，楼板无需加固，而主次梁正截面需进行加固。颠末计划证明和经济技能可行性比拟，并征得业主的赞同，决议选用碳纤维复合资料进行加固。加固平面如图1所示。图1机房加固平面2、资料特性⑴本工程运用了日本进口的碳纤维布（ST200），其首要功能指标见表1。表1碳纤维布首要功能指标类型单位面积质量（g·cm-2）描绘厚度mm描绘抗拉强度fcf/MPa弹性模量Ecf/MPaST2002000.11134002.3×105⑵张贴用树脂选用国产JGN型修建布局胶，其首要功能指标见表2表2JGN型修建布局胶首要功能指标品种拉伸强度MPa紧缩强度MPa剪切强度MPa适用温度℃可运用时间min基底树脂（JGN-E）---0～3815～30修补树脂（JGN-F）＞28＞50＞180～38＞40粘结树脂（JGN-D）＞28＞50＞180～38＞603、加固描绘3.1根本假定用碳纤维资料加固后混凝土梁的极限承载力核算与一般混凝土梁有所不同，其根本假定为：（1）受拉区混凝土的作用疏忽不计；（2）梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变契合平截面假定；（3）碳纤维资料选用线弹性应力-应变联系：σcf=Ecf×εcf。因本工程建成后未经装修运用，加固描绘时疏忽碳纤维二次受力的影响。3.2描绘办法3.2.1有用公式依据极限状况应力应变联系（图2），由平衡条件可得：当χ≥2a’时，fcmbx+fy’As’=fyAs+σcfAcf(1)Mu≤σcfAcf(h-χ/2)+fyAs(h0-χ/2)-fy’As’(χ/2-as’)当χ2a’时，fcmbx+fy’As’=fyAs+σcfAcf(2)Mu≤σcfAcf(h-as’)+fyAs(h0-as’)图2截面极限状况应力暗示图3.2.2规程公式依据《碳纤维片材加固修复混凝土布局技能规程》的规则，当混凝土受压区高度x≤ξcfbh时，其极限弯矩：Mu≤fyAs(h0-0.5gξcfbh)+Ecf[εcf]·Acf（1-0.5ξcfb）(3)其间，边界相对受压区高度：ξcfb=0.8εcu/（εcu+[εcf]）3.3次梁加固描绘次梁截面：b×h=400mm×500mm，As=As’=1018mm2截面弯矩：Mu=242Kn·m3.3.1按有用公式核算首要预算混凝土受压区高度χ≈12mm2as’依据公式(2),解得:Acf=53.1mm23.3.2按规程公式核算边界相对高度：ξcfb=0.8×0.003/(0.0033+0.01)=0.1985χ≈12mmξcfbh=89.3mm依据公式（3），解得：Acf=51.7mm23.3.3描绘定论两种核算结果相比拟，其差错［δ=（53.1-51.7）/53.1=2.64%］在工程描绘差错答应规模之内。采纳在梁底张贴300mm宽碳纤维布两层（Acf=66.6mm2），可满意描绘和运用需求。3.4主梁加固描绘主梁截面：b×h=500mm×550mm，As=2233mm2，As’=1960mm2极限弯矩:Mu=450Kn·m3.4.1按有用公核算首要预算混凝土受压区高度:χ≈29.5mm2as’依据公式(2),解得:Acf=112.1mm23.4.2按规程公式核算边界相对受压区高度:ξcfb=0.1985χ≈29.5mmξcfbh=89.3mm依据公式(3),解得:Acf=109.3mm23.4.3描绘定论两种核算结果相比拟,其差错［δ=（112.1-109.3）/112.1=2.5%］在工程描绘差错答应规模之内。采纳在梁底张贴400mm宽碳纤维布3层（Acf=133.2mm2），可满意描绘和运用需求。3.5布局做法为了加强梁底碳纤维布的锚固及添加梁的抗剪才能,在梁端每侧张贴100mm宽U型箍3道,在主次梁相交处每侧张贴100mm宽U型箍两道,具体做法如图3所示。图3梁加固暗示1－柱边3个U型箍，宽100mm，距离100mm；2－次梁每侧2个U型箍，宽100mm，距离100mm；3－碳纤维3层4、加固施工4.1施工预备张贴碳纤维加固工艺,施工质量至关重要,直接联系到加固作用的好坏。为包管工程质量，工程开工前对每个施工环节、环境要素、人员素质进行了详尽缜密的思考，对施工现场进行了整理。4.2施工步调⑴铲除加固梁底及U型箍处吊筋等障碍物。⑵用砂轮机将张贴部位打磨平坦，U型箍转角处打磨成R≥20mm的圆弧状，用吹风机铲除浮尘并刷丙酮去脂。⑶涂刷基底树脂（JGN-E）使其浸透至混凝土内部，以进步混凝土与碳纤维之间的粘结力。⑷用整平资料补树脂（JGN-F）修复，添补不平坦部位。⑸涂刷粘结树脂（JGN-D），随即开端张贴碳纤维布，多层张贴时重复步调（5）。⑹张贴完最终一层碳纤维布后再涂刷一道粘结树脂（JGN-D）。4.3施工关键由于通迅公司传输房属城市生命线工程中的重点部位，加之本工程加固作业量大，在施工中特别注重以下几点：⑴混凝土与碳纤维布之间界面处置和好坏直接影响到混凝土梁的加固作用。因而梁底面及U型箍处有必要重复打磨平坦，去除混凝土劣化部位，洼陷、缺点处用修补胶找平。⑵张贴碳纤维布时有必要两人密切配合，一人拉紧碳纤维布，一人用刮板从一侧边刮边贴，包管不留气泡，张贴严密。实践证明，刮板张贴碳纤维布作用很好，碳纤维布空鼓率根本为零。⑶注重搭接区张贴，做好符号，包管搭接长度≥150mm。经现场锤测及邵氏硬度计测验，施工质量到达优秀，取得了杰出的加固作用。5、结语工程实践证明，CFRP加固技能关于混凝土布局及构件的补强加固作用非常抱负，在根本不增大梁的截面尺度及自重的前提下，该技能在施工工期、资料耐久性、施工质量等方面均到达了业主的需求，其归纳经济效益和社会效益杰出，具有较大的推行运用价值。点击查看更多宜兴市华威碳纤维布知识内容。