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预应力加固技术与碳纤维复合材料的性能与介绍

预应力加固结构的技术是自20世纪末开始研究的一项新型补强技术，在传统粘贴加固技术上取得了重大突破，结构加固公司，它能充分利用碳纤维复合材料的高抗拉强度，避免碳纤维过早剥离的现象，有效地提高结构的强度与刚度，达到减小结构原有裂缝宽度和限制裂缝的形成与发展的效果，显著提高结构的工作性能。其原理与粘贴钢板加固相似，均是在结构的受拉侧粘贴抗拉材料，以起到与结构共同受力，增强配筋的作用。上海倍牢得碳纤维布品质好，达到***一级标准，具有高强度、高弹性模量、耐腐蚀、耐老化的优点。

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构构件或整体进行加固的方法，特点是通过预应力手段强迫后加部分一拉杆或撑杆受力，改变原结构内力分布并降低原结构应力水平，致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除，因此后加部分与原结构能较好地共同工作，结构的总体承载能力可显著提高。配置碳纤维板专用粘胶剂，涂抹在碳纤维板定范围内，将2层碳纤维板一层一层放入锚具内，在放置的过程中注意碳纤维板的中线应于波形锚的中线相对应。

1、预应力加固碳纤维复合材料

预应力碳纤维板弹性模量低而拉伸强度高，充分发挥需要1.5%以上的拉伸变形，而通常构件的变形限制所允许的表面应变远远小于这一变形，当加固钢筋混凝土结构时这一缺陷更加明显，钢筋的屈服变形仅为0.18%，即使在不考虑钢筋初始变形的条件下钢筋屈服时碳纤维所发挥的强度也不到12%，因此采用传统粘贴方式进行碳纤维加固时，碳纤维的高强度性能仅能被利用到很少的一部分，大部分的材料强度在结构的正常使用极限状态内都无法正常发挥，预应力加固技术可使碳纤维板在承担结构传递的荷载应力之前就已经处于较高的应力水平，预先发挥了一定的强度，从而实现了其高强性能的充分利用。碳纤维加固预应力碳纤维板即碳纤维加固补强单向板材，采用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，预应力碳纤维板在前者已有特性上提高了结构构件的开裂荷载、屈服荷载。改善使用荷载下的性能。市场上碳纤维布种类众多，品质良莠不齐，怎么判断碳纤维布品质的优劣呢。

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碳纤维加固与粘钢加固能无限的提高构件承载力吗？

任何一种加固方法都不是，碳纤维加固与粘钢加固是在原构件基础上进行的，原结构的截面尺寸、配筋、混凝土强度等级限制了发挥作用的程度。

A、以简支梁抗弯加固为例：

一bxh矩形截面梁，配有受拉钢筋As，受压钢筋As’，请问用碳纤维加固，多能增加多少抗弯能力？

答：按照《混凝土结构设计规范 》，在截面和受压钢筋一定的情况下，随着增加受拉钢筋，构件受压区高度不断增加，但不允许超过ξbh0（ξb：所相对界限受压区高度）；碳纤维双向布结构与材料简述随着我国商业经济的发展，人们的物质生活水平也在不断提高，然而越来越快的生活和工作节奏也给人们带来了或大或小的压力。所以该构件能承受的计算弯矩是不大于Mb 的。[Mb=fcbξbh0（h0-0.5ξb） fy'As’(h0-as')]

假设构件加固前所能承受的弯矩为M0，用碳纤维加固所能补充的弯矩Mj是可以事先计算出的，即Mj=Mb-M0 。也就是说如果Mb与M0差值较小，碳纤维抗弯加固的作用是有限的，粘贴更多的碳纤维也不能提高抗弯能力，而只能导致规范不允许的超筋截面。

B、以简支梁抗剪加固为例：

一承受均布荷载bxh矩形截面梁，h/blt;4，箍筋Asv，间距s，请问碳纤维加固多能增加多少抗剪能力？

答：按照《混凝土结构设计规范 》，该梁允许承受的剪力Vmax=0.25fcbh0，该梁加固前所承受的剪力V0=0.07ftbh0 1.25fyvh0Asv/s。所以用碳纤维加固所能补充的剪力Vj也可以事先计算出来，即Vj=Vmax-V0 。也就是说如果Vmax与V0差值较小，碳纤维抗剪加固的作用也是有限的。碳纤维是含碳量在90%以上的纤维材料，是由有机纤维原丝在1000℃以上的高温碳化形成。

当然，如果与其他加固方法结合采用，如增大截面、受压区加固，还能在更大程度上提高承载力。

增大截面加固法

　　增大截面法用于提高柱的抗压能力。加固柱应根据柱的类型、截面形式、所处位置及受力情况等的不同，采取相应的加固构造方式。新增纵向受力钢筋应由计算确定，但直径不应小于14mm。钢筋在加固楼层范围内应通长布置。纵筋布置以不与梁相交为宜，若相交则应采用植筋技术锚固于梁中，且应满足植筋的相关要求。纵向受力钢筋上下两端都应有可靠的锚固。纵筋下端应伸入基础，满足锚固要求。上端应穿过楼板与上层柱连接或者在屋面板处封顶锚固。新增箍筋应使新旧两部分整体工作，箍筋直径宜与原箍筋相同，且不应小于8mm。此外短切玄武岩纤维还具有良好的绝缘性能、高温过滤、抗辐射、透波性好等特点。箍筋在规定的范围内应加密，其间距和加密区范围应满足相关规范。新增混凝土强度等级应比原柱提高一级，且不应低于C25。

　　外粘型钢加固法

　　外粘型钢加固法用于大幅提高柱截面承载力和抗震能力。该方法应根据柱的类型、截面形式、所处位置以及受力情况等的不同，采用相应的加固构造方式。柱的纵向受力角钢应由计算确定，建筑加固方案，但不应小于L75*5。角钢在加固楼层范围内应通长布置。纵向角钢应有可靠锚固，角钢下端应锚固于基础，中间应穿过各楼层板，上端应伸至加固层的上一层楼板底或锚固于屋面顶板上。沿柱轴线方向应隔一定距离用扁钢制作箍板或者缀板与角钢进行焊接。（三）碳纤维加固补强的施工工艺1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理(1)将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位。箍板截面积、间距以及角钢胶缝间距与梁加固一致。

　　碳纤维布加固法

　　碳纤维布加固是砌体结构采用纤维增强材料粘贴加固，是一种比较新型的加固方法，福田加固，作用是纤维材料在加固结构中承担拉应力，改善构件的受力状态，结构加固厂家，限制裂缝的产生和发展。

　　碳纤维布加固技术是利用专用结构胶将碳纤维布粘贴在混凝土表面，形成复合结构，CFRP通过与混凝土之间协同工作，对构件或结构起到加固及改善受力性能的作用。

　　通过碳纤维布加固，能有效改善结构状态（减少变形、降低原有结构应力、减少裂缝）

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