相对于当今最常见的混凝土结构,钢结构具备明显的优势。钢结构自重轻,抗震性能好,资源回收价值高,被称为可重复利用型与环保型绿色建筑。如今,钢结构的数量,更标志着一个国家或地区的经济实力,自我国提出在建筑中“积极、合理的用钢”后,我国钢结构的数量也在逐年呈上升趋势。

卡本加固材料:碳纤维布能否用于钢结构?-焦点中国网

与混凝土结构类似,钢结构在外界环境与荷载的长期作用下,同样会不可避免的出现各种损伤与缺陷。钢结构损伤的长期累积,会导致结构力学性能劣化,甚至导致结构失效,为保证结构安全与节约资源就必须对钢结构进行加固处理。

钢结构传统加固方法

钢结构加固中,最传统的方式要属焊接加固。焊接加固即在结构受损部位焊接金属盖板或型钢,对钢结构起到加固补强的作用。焊接加固应用时间长,技术成熟度高,但存在焊接后材料性能变差、受操作人员影响程度高的风险。

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另外,钢结构加固还可通过在原有钢结构上开孔,采用铆接与螺接的形式对钢结构进行加固。此种方式削弱了开孔处截面,产生新的应力集中,且受材料影响过大,加固效果不易保证。

碳纤维布钢结构中的应用

碳纤维布在混凝土加固中取得的良好效果,令其在钢结构加固中也得到了关注。与钢结构中传统的修复方法相比,碳纤维布加固具有明显的优势。碳纤维布加固基本不增加原结构的重量与尺寸,最重要的是碳纤维布加固无需开孔、焊接,不会对钢结构造成损伤,保证原结构强度与整体性。

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根据大量碳纤维布加固钢结构的试验与工程实例,已经证明了碳纤维布能够对钢结构起到有效加固,尤其是对受损结构与疲劳结构,能够有效提高结构承载力,延长结构寿命。

钢结构加固中碳纤维材料的要求

既然钢结构可以像混凝土结构一样采用碳纤维布进行加固,是否意味着二者对于材料有着相同的需求呢?我们都知道,碳纤维布加固是通过配套浸渍胶,将碳纤维布与基材形成整体来共同受力,也就是说,碳纤维布与基材之间,能否形成整体将是影响加固效果的重要因素。而钢结构与混凝土结构属于不同种类基材,对材料的要求,自然会存在不同。

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在GB 50728-2011安全性鉴定中,对钢结构中用到的浸渍胶进行了特殊的要求。相对于混凝土结构,钢结构对浸渍胶的各项指标要求有很大的提升。钢结构对胶体的高要求,导致大量在混凝土结构加固中采用的浸渍胶,在钢结构中变为不合格产品,在选择碳纤维布对钢结构进行加固时,应当尤为注意。

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截止目前,碳纤维布在钢结构中的应用,还达不到混凝土结构加固那样成熟。由于两种基材的差异性,导致碳纤维布加固钢结构的难度要远高于混凝土结构。卡本将继续带来更多碳纤维布加固钢结构的相关讨论,与加固同仁共同进步。