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钢筋混凝土柱碳纤维加固应用技术 | |||||||||
| 来源：本站原创 新闻频道 时间：2015/4/10 8:30:45 点击：904 | ||||||||||
钢筋混凝土柱碳纤维加固应用技术 碳纤维CFRP加固钢筋商品混凝土柱的试验研究相对较少，但试验研究结果表明碳纤维CFRP加固钢筋商品混凝土柱具有施工简单、抗腐蚀能力强、约束效果好、基本不需要维修保养等特点，下面就该加固技术进行简要介绍。 1、钢筋商品混凝土柱CFRP加固机理分析
1.1、碳纤维CFRP材料
碳纤维CFRP一般是直径为5μm～20μm的连续纤维，基材由树脂和固化剂组成，用树脂（内加固化剂）浸润碳纤维，待树脂固化后便形成了碳纤维增强塑料（简称CFRP）。其特性：密度小，为普通钢材的1/6；强度高，抗拉强度约为普通钢筋的4～6倍；抗腐蚀性能好，强度不受酸碱腐蚀介质的影响；非磁性，不影响电磁信号的传播；抗疲劳性能优良，疲劳寿命普遍高于钢材；温变系数和商品混凝土相当；弹性模量和钢材相近；极限延伸率1%.
1.2、钢筋商品混凝土柱CFRP加固原理
钢筋商品混凝土柱在承受轴向压力时，构件是由于受到极限值非常小的横向扩张引起的，如能在构件四周创造横向约束，以阻止受压构件的这种横向扩张，从而提高构件抗压承载力和变形能力。
碳纤维CFRP加固钢筋商品混凝土柱就是在柱商品混凝土和CFRP增强带之间产生约束作用，（它们之间的相互作用力称为界面约束应力）受横向界面约束应力的作用，塑性区的核心商品混凝土处于三向应力状态，与单向受力状态相比，商品混凝土的极限压应变和承载力会提高，在柱弯曲承载力没有明显下降的情况下，并不考虑失稳的影响，加固后钢筋商品混凝土柱具有较大的延性变形与耗能能力。
1.3、钢筋商品混凝土柱在CFRP包裹作用下的应力分布情况
1.3.1、由于CFRP对钢筋商品混凝土柱的横向约束后使CFRP形成轴向拉伸应力，而CFRP的抗弯能力极弱（一般不考虑），矩形柱在CFRP包裹约束下其最终极限轴向抗压强度相对圆柱而言大大降低，主要由于侧向约束应力不均匀。矩形柱边中央侧向约束弱，拐角处侧向应力集中约束较大，柱边只有在发生侧向塑性变形时CFRP对钢筋商品混凝土柱的横向约束应力才能极速增长。
1.3.2、由于CFRP对钢筋商品混凝土柱的约束为界面约束，只有当商品混凝土向外横向扩张时（产生塑性变形）CFRP方能对商品混凝土产生约束应力，因此柱环向外包CFRP在承受荷载时表现出两阶段的受力过程：第一阶段，商品混凝土轴向压应力较小，横向变形较小，CFRP受力较小；第二阶段，随着荷载的增加，柱商品混凝土变形增大，CFRP环向应力显著增长，环向约束力迅速增加，直到当CFRP达到其极限拉伸应变时发生断裂。 1.3.3、约束商品混凝土与无约束商品混凝土应力—应变关系
2、碳纤维CFRP加固钢筋商品混凝土柱的技术及施工要点
2.1、适用范围及工况要求
CFRP加固钢筋商品混凝土柱适用于圆柱或小截面矩形柱（截面边长一般小于800mm），在未失稳状态下能大幅提高钢筋商品混凝土柱的轴压承载能力。加固的前提条件是构件的核心商品混凝土未被破坏，尚具有一定的承载和变形能力。
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