碳纤维在某通信机房加固中的应用glnz.docx

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1、碳纤维在在某通信信机房加加固中的的应用摘要： 碳纤维维增强聚聚合物（CCarbbon Fibbre Reiinfoorceed PPolyy-meer简称称CFRRP）是是一种新新兴的高高强材料料，最早早应用于于航空航航天等高高科技领领域。近近年来在在土木工工程领域域中的研研究与应应用得到到了迅速速发展。较较之传统统的结构构加固方方法，碳碳纤维加加固技术术是一种种新型高高效的加加固修复复技术，它它具有高高强、高高效、施施工便捷捷、使用用面广等等优点。碳碳纤维加加固技术术是利用用改性环环氧树脂脂类胶结结材料将将碳纤维维片材粘粘贴于混混凝土表表面，从从而达到到结构补补强及改改善受力力性能的的目的。

2、此此项技术术在美国国、日本本等发达达国家已已成熟运运用，在在20世世纪900年代后后期国内内才开始始碳纤维维加固技技术的研研究与应应用，虽虽取得了了一定的的成果，但但至今尚尚未形成成系统的的理论。1、工程程概况随着通信信事业的的迅速发发展，各各地通信信公司相相继增设设了一批批通信机机房。因因通信设设备荷载载较大，一一般民用用建筑达达不到使使用要求求。为确确保使用用安全，需需对原建建筑进行行结构验验算、结结构加固固等工作作。某通通信公司司传输机机房位于于一办公公楼三层层楼面上上，机房房使用活活载（66.0KKN/mm2）超过过原办公公楼使用用活载22.5 KN/m2。原楼楼面结构构为主次次梁现浇

3、浇板体系系（混凝凝土强度度等级CC40，板板受力筋筋为级钢筋筋，梁受受力筋为为级钢筋筋）。结结构验算算表明，楼楼板无需需加固，而而主次梁梁正截面面需进行行加固。经经过方案案论证和和经济技技术可行行性比较较，并征征得业主主的同意意，决定定采用碳碳纤维复复合材料料进行加加固。2、材料料特性本工程程使用了了日本进进口的碳碳纤维布布（STT2000），其其主要性性能指标标见表11。表1 碳纤维维布主要要性能指指标型号单位面积积质量（gccm-22）设计厚度度mm设计抗拉拉强度fcf / MMPa弹性模量量Ecf / MMPaST20002000.1111340002.3105粘贴用用树脂采采用国产产J

4、GNN型建筑筑结构胶胶，其主主要性能能指标见见表2表2 JGNN型建筑筑结构胶胶主要性性能指标标种类拉伸强度度MPa压缩强度度MPa剪切强度度MPa适用温度度可使用时时间min基底树脂脂（JGNN-E）-038815330修补树脂脂（JGNN-F）285018038840粘结树脂脂（JGNN-D）2850180388603、加固固设计3.1基基本假定定用碳纤维维材料加加固后混混凝土梁梁的极限限承载力力计算与与普通混混凝土梁梁有所不不同，其其基本假假定为：（1）受受拉区混混凝土的的作用忽忽略不计计；（22）梁受受弯后，混混凝土、钢钢筋及碳碳纤维应应变符合合平截面面假定；（3）碳碳纤维材材料采用用

5、线弹性性应力-应变关关系：cf=EEcfcf。因因本工程程建成后后未经装装修使用用，加固固设计时时忽略碳碳纤维二二次受力力的影响响。3.2设设计方法法3.2.1实用用公式根据极极限状态态应力应应变关系系，由平平衡条件件可得：当2a时，fcmbbx+ffyAs=fyAs+cfAcf (11)MucfAcf (h-/2)+ ffyAs (hh0-/2)- ffyAs (/2-as) 当22a时， ffcmbxx+fyyAs=fyAs+cfAcf (22)MucfAcf (h- as)+ fyAs (hh0- aas)3.2.2规程程公式根据碳碳纤维片片材加固固修复混混凝土结结构技术术规程的的规定，

6、当当混凝土土受压区区高度xxcffbh时时，其极极限弯矩矩：MuffyAs (hh0- 00.5ggcfbbh)+Ecffcf Acf（11-0.5cfbb）(3)其中，界界限相对对受压区区高度：cfbb=0.8cu/（cu+cf）3.3次次梁加固固设计次梁截面面：bh=4400mmm5000mm，AAs =AAs=10018mmm2截面弯弯矩：MMu=2442Knnm3.3.1按实实用公式式计算首先估估算混凝凝土受压压区高度度122mm2ass根据公公式(22),解解得:Acf=553.11mm223.3.2按规规程公式式计算界限相相对高度度：cfbb=0.80.0003/(0.00333+

7、00.011)=00.19985122mmcfbbh=889.33mm根据公公式（33），解解得：Accf=551.77mm223.3.3设计计结论两种计算算结果相相比较，其其误差=（553.11-511.7）/53.1=22.644%在在工程设设计误差差许可范范围之内内。采取在梁梁底粘贴贴3000mm宽宽碳纤维维布两层层（Accf=666.66mm22），可可满足设设计和使使用要求求。3.4主主梁加固固设计主梁截面面：bh=5500mmm5500mm，AAs=22233mmm2 ，AAs=19960mmm2极限弯矩矩: MMu=4550Knnm3.4.1按实实用公计计算首先估算算混凝土土受压

8、区区高度: 29.5mmm2aas根据公式式(2),解得得:Acf=1112.1mmm23.4.2按规规程公式式计算界限相对对受压区区高度:cfbb=0.19885299.5mmmcfbbh=889.33mm根据公式式(3),解得得: Acff=1009.33mm223.4.3设计计结论两种计算算结果相相比较,其误差差=（1112.1-1109.3）/1122.1=2.55%在在工程设设计误差差许可范范围之内内。采取在梁梁底粘贴贴4000mm宽宽碳纤维维布3层层（Accf=1133.2mmm2），可可满足设设计和使使用要求求。3.5构构造做法法为了加加强梁底底碳纤维维布的锚锚固及增增加梁的的抗

9、剪能能力,在在梁端每每侧粘贴贴1000mm宽宽U型箍箍3道,在主次次梁相交交处每侧侧粘贴1100mmm宽UU型箍两两道。1柱边边3个UU型箍，宽宽1000mm，间间距1000mmm；2次梁每每侧2个个U型箍箍，宽1100mmm，间间距1000mmm；3碳纤维维3层4、加固固施工4.1施施工准备备粘贴碳碳纤维加加固工艺艺,施工工质量至至关重要要,直接接关系到到加固效效果的好好坏。为为确保工工程质量量，工程程开工前前对每个个施工环环节、环环境因素素、人员员素质进进行了细细致周密密的考虑虑，对施施工现场场进行了了清理。4.2施施工步骤骤清除加加固梁底底及U型型箍处吊吊筋等障障碍物。用砂轮轮机将粘粘贴

10、部位位打磨平平整，UU型箍转转角处打打磨成RR20mmm的圆圆弧状，用用吹风机机清除浮浮尘并刷刷丙酮去去脂。涂刷基基底树脂脂（JGGN-EE）使其其渗透至至混凝土土内部，以以提高混混凝土与与碳纤维维之间的的粘结力力。用整平平材料补补树脂（JJGN-F）修修复，填填补不平平整部位位。涂刷粘粘结树脂脂（JGGN-DD），随随即开始始粘贴碳碳纤维布布，多层层粘贴时时重复步步骤（55）。粘贴完完最后一一层碳纤纤维布后后再涂刷刷一道粘粘结树脂脂（JGGN-DD）。4.3施施工要点点因为通迅迅公司传传输房属属城市生生命线工工程中的的重点部部位，加加之本工工程加固固工作量量大，在在施工中中特别注注意以下下几

11、点：混凝土土与碳纤纤维布之之间界面面处理和和好坏直直接影响响到混凝凝土梁的的加固效效果。因因此梁底底面及UU型箍处处必须反反复打磨磨平整，去去除混凝凝土劣化化部位，凹凹陷、缺缺陷处用用修补胶胶找平。粘贴碳碳纤维布布时必须须两人密密切配合合，一人人拉紧碳碳纤维布布，一人人用刮板板从一侧侧边刮边边贴，保保证不留留气泡，粘粘贴紧密密。实践践证明，刮刮板粘贴贴碳纤维维布效果果很好，碳碳纤维布布空鼓率率基本为为零。注意搭搭接区粘粘贴，做做好标记记，保证证搭接长长度1500mm。经现场锤锤测及邵邵氏硬度度计测试试，施工工质量达达到优良良，取得得了良好好的加固固效果。5、结语语工程实实践证明明，CFFRP加加固技术术对于混混凝土结结构及构构件的补补强加固固效果十十分理想想，在基基本不增增大梁的的截面尺尺寸及自自重的前前提下，该该技术在在施工工工期、材材料耐久久性、施施工质量量等方面面均达到到了业主主的要求求，其综综合经济济效益和和社会效效益良好好，具有有较大的的推广使使用价值值。