碳纤维加固设计要求
碳纤维材料加固混凝土结构构件设计时,通常有以下几种考虑方式:
3.1沿构件的主轴方向粘贴碳纤维,以提高构件的抗弯能力;
3.2沿与构件主轴垂直方向粘贴碳纤维,由碳纤维与箍筋共同分担剪力以提高构件的抗剪承载力;
3.3沿与构件主轴垂直方向粘贴碳纤维布以改善加固部位的延性,提高其抗震性能。
目前在国外应用较多的是碳纤维用于结构抗震补强加固,利用碳纤维材料优异的力学性能,通过约束混凝土的形式,改变原结构在地震反复荷载作用下的变形能力,达到补强加固的目的,具体而言,其对于提高结构的抗震性能主要体现在以下两方面:
3.3.1提高了压区混凝土的变形能力:通过与相同强度下混凝土轴心受压σc~εc本构关系对比可以发现,在碳纤维约束下的混凝土变形能力得到了很大的改善,尤其是碳纤维加固量较大时下降段还改变为上升段,并且混凝土的极限压应变有明显提高,这样就能推迟压区混凝土的脆性破碎,从而充分发挥钢筋的塑性变形性能,改善结构延性。
3.3.2提高结构在地震作用下的耗能能力:对于抗震结构的要求除了要有足够的强度,不发生强度破坏外还必须有一定的延性,保证结构具有良好的塑性变形能力,能够耗散更多的地震能量,大量试验结果表明:碳纤维约束下的混凝土构件可以较为充分地发挥碳纤维的抗拉强度,因而在地震反复荷载作用下表现出良好的延性性能。
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