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玻璃纖維聚合物在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2008-06-27  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:李衛(wèi)娟 王艷武 李彥輝
核心提示:玻璃纖維聚合物在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

  摘  要:玻璃纖維在混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗震和耐久性加固中的介紹與設(shè)計(jì)依據(jù)。

  關(guān)鍵詞:玻璃纖維;  抗彎計(jì)算;  抗剪計(jì)算;  抗震加固 來自中國灌漿料網(wǎng)--碳纖維加固網(wǎng) 

  1、引言

  
隨著我國基本建設(shè)的突飛猛進(jìn),已有建筑物的維修、改造和加固已成為工程建筑界最緊迫、重要的課題之一。傳統(tǒng)的加固方法存在耐腐蝕性差、構(gòu)件自重增加、施工難度大、周期長等缺陷,為此需要新材料、新工藝用于補(bǔ)強(qiáng)加固工程。在這種環(huán)境下,國內(nèi)外出現(xiàn)了以無堿無捻玻璃纖維布作為高分子片材,以環(huán)氧樹脂為基質(zhì)纖維材料(FRP) 代替鋼板作為混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料的新型加固技術(shù)。這種新材料較傳統(tǒng)材料有較高的優(yōu)越性,強(qiáng)度高(590~1130N/mm平方) 、自重輕(115~210g/cm立方) 、耐腐蝕性好。同時(shí),玻璃纖維增強(qiáng)塑料(Glass fiber rei nforced plastic,GFRP)與混凝土的線膨脹系數(shù)接近,且與混凝土結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作性能良好,可全面提高被加固構(gòu)件的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo),并改善構(gòu)件的受力性能,是一種極具優(yōu)勢的補(bǔ)強(qiáng)加固材料。 

  2、GFRP 加固混凝土梁

  
2.1受彎承載力計(jì)算

  鋼板加固鋼筋混凝土梁在國內(nèi)外已有廣泛的應(yīng)用,但由于鋼板的腐蝕造成鋼板與梁之間的粘貼破壞,進(jìn)而使整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞, 用GFRP 材料加固混凝土結(jié)構(gòu)具有易于施工、基本不改變結(jié)構(gòu)自重,加固后的混凝土構(gòu)件剛度強(qiáng)度提高較多等優(yōu)點(diǎn)。

  2.2加固構(gòu)件抗彎計(jì)算

  對于抗彎加固,GFRP 片材一般粘貼在梁受拉區(qū), 其作用類似受拉鋼筋。加固構(gòu)件抗彎計(jì)算(略): 

  2.3抗剪承載力計(jì)算

  在實(shí)際工程中,設(shè)計(jì)失誤、荷載增加、使用功能改變等原因往往造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度不能滿足要求。加上構(gòu)件的剪切破壞是脆性的,比受彎破壞更具危險(xiǎn)性。 在上述情況下,需對構(gòu)件抗剪加固來保證它的承載能力。目前對抗剪加固的研究還主要集中在粘貼方式、錨固方式、布條間距等因素的影響上。

  2.4加固構(gòu)件抗剪計(jì)算(略):

  3、GFRP加固混凝土柱

  
3.1常用加固方式

  目前, 國外采用粘貼GFRP 進(jìn)行加固最多的構(gòu)件就是柱子。在日本阪神地震和美國加州地震中, 大量高架高速公路的橋墩由于延性不足, 受到嚴(yán)重的破壞,因此, 日本和美國都大量采用CFRP 或GFRP 帶對橋墩進(jìn)行加固。

  3.2柱的抗震加固

  采用封閉式粘貼玻璃纖維布條約束混凝土對柱進(jìn)行抗震加固時(shí),柱端箍筋加密區(qū)的總折算體積配箍率:

  4、結(jié)論

  玻璃纖維加固方法是一種有效的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù),加固設(shè)計(jì)時(shí)可將玻璃纖維布按強(qiáng)度換算成鋼筋量,按照與鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎計(jì)算同樣方法進(jìn)行計(jì)算。玻璃纖維布加固施工簡便快捷。過程采用手工操作, 施工空間不受限制, 不影響結(jié)構(gòu)的正常使用,維護(hù)費(fèi)用極低,具有良好的防水效果,可以抑制混凝土劣化和鋼筋銹蝕,應(yīng)特別注意加固界面的處理以及玻璃纖維布粘貼的密實(shí),以確保加固效果。與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比,玻璃纖維布加固混凝土技術(shù)具有良好的綜合性能及經(jīng)濟(jì)性能。采用GFRP 加固混凝土梁柱,可在保證提高構(gòu)件承載力的前提下,既提高構(gòu)件的延性,又降低加固成本,剛度僅略有下降。而采用SGF 與CF 配合效果更好。應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求開展適合于混凝土加固用的層間GFRP 研究。

  參考文獻(xiàn): 
1.周長東,黃承奎.玻璃纖維聚合物在混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固工程中的應(yīng)用.混凝土與水泥制品,2001.4 
2.熊光晶,蔣小青等.玻璃纖維布碳纖維布混雜加固混凝土梁柱的試驗(yàn)研究
3.黃奕輝,歐陽煜.玻璃纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù).華僑大學(xué)學(xué)報(bào),2001,1(4) 
4.混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范(CECS25:90).中國計(jì)劃出版社,1991
5.碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS146:2003).中國計(jì)劃出版社,2003 

 
 
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