粘貼碳纖維布和粘鋼方法作為加固技術(shù)中的姊妹方法,具有相似的主要優(yōu)缺點(diǎn)。
堅(jiān)固耐用;施工快速;簡(jiǎn)潔輕巧,不損傷原結(jié)構(gòu),不改變結(jié)構(gòu)外觀,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè),結(jié)構(gòu)自重增加極微,不會(huì)導(dǎo)致建筑物 內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固;靈活多樣;經(jīng)濟(jì)效益較高。
施工受環(huán)境條件限制,環(huán)境溫度不超過(guò)60℃,粘貼時(shí)濕度不超過(guò)70%,無(wú)化學(xué)腐蝕環(huán)境,否則應(yīng)采取措施;使用過(guò)程中耐高溫和耐火性能差。
現(xiàn)代建筑中,粘鋼加固和碳纖維加固應(yīng)用較多,此處將兩種加固方法進(jìn)行對(duì)比:
碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng),厚度為0.111-0.167mm,抗拉強(qiáng)度高,為普通鋼材的8-10倍,但各向異性,即抗拉強(qiáng)度高但抗剪強(qiáng)度低;施工更為簡(jiǎn)便,施工速度為粘鋼的2-3倍。
鋼板的物理力學(xué)性能為各項(xiàng)同性,受力性能好;施工時(shí)需專用夾具和施工機(jī)具, 施工工序和施工操作性較碳纖維布復(fù)雜。
下表中,我們對(duì)碳纖維布與鋼板進(jìn)行換算,通過(guò)分析得出:
對(duì)于普通小荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,其補(bǔ)強(qiáng)所需面積較小,粘貼碳纖維布1-2層即可滿足要求時(shí),優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固,其經(jīng)濟(jì)性和施工操作性優(yōu)勢(shì)明顯:而當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)所需面積較大時(shí),即粘貼碳纖維布超過(guò)2-3層時(shí),優(yōu)先選用粘鋼加固方案,可大幅提高結(jié)構(gòu)的承載力或受力性能,并取得良好的經(jīng)濟(jì)性。
表1 鋼板與碳纖維布抗彎加固等強(qiáng)換算結(jié)果表④(單位:mm)
當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積較大,4層(根據(jù)km可以得出,粘貼碳纖維布層數(shù)不宜超過(guò)4層)及4層以上碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時(shí),粘鋼加固法更具經(jīng)濟(jì)性和施工操作性,推薦選用粘鋼加固方案。
以高強(qiáng)度I級(jí)碳纖維布為例, 鋼板與碳纖維布按抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果見(jiàn)表2。
表2鋼板與碳纖維布抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果表(單位:mm)
數(shù)據(jù)表明,只有當(dāng)抗剪加固構(gòu)件斜截面抗剪需補(bǔ)足的箍筋面積較小,粘貼1~2層碳纖維布即可滿足要求時(shí),方可優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固方案,其使用范圍大幅受限。