新材料遇到“老"结构,你会用吗?(一)「卡本碳纤维布抗拉强度」

卡本加固材料 2020-12-06

碳纤维布砌体结构房屋加固

1281 字丨阅读本文需 7 分钟

长期以来,我国占主导地位的砌体材料烧结土砖已有2000多年的历史。解放以来,我国砖的产量逐年增长。据不完全统计,自八十年代初至今,我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积已达70~80亿m2。目前,大量现役的砌体结构已经进入老化阶段,需要进行拆除或加固后才能继续使用。

砌体结构有多种加固方法,随着纤维片材在加固领域的应用,纤维片材加固砌体的工程也越来越多。今天就跟大家介绍下纤维片材新材料如何在砌体结构上使用。

1. 材料选取

1.1 砌体加固用碳纤维片材,选用聚丙烯腈基(PAN基)12K或12K以下的小丝束纤维编织的碳纤维片材,严禁使用大丝束。

因PAN基碳纤维最符合砌体结构的安全性和耐久性;做出以上严格规定的原因:小丝束的抗拉强度稳定性十分稳定,离散性很小,其变异系数均在5%以下,在生产和使用过程中容易对其性能和质量进行有效的控制;大丝束则变异系数高达15%~18%,可靠性差。

1.2 有防腐蚀要求时,应采用碳纤维片材或玄武岩纤维片材。

1.3 截面面积。材料性能检测和加固设计时,纤维片材截面面积按下列方法确定:

1.3.1 纤维布截面面积:S=计算厚度×宽度。计算厚度按单位面积质量/厚度确定;因为碳纤维布的质地柔软,实测厚度离散性很大。

1.3.2 单向纤维板截面面积:S=实测厚度×宽度。

1.3.3 单位面积质量应符合下表:

1.4 找平材料

1.4.1 找平材料宜采用聚合物改性水泥砂浆,其力学性能指标应符合下表(平均值);必须保证材料的力学性能,否则极易出现空鼓、剥离等病害。

2. 加固设计

2.1 一般规定

2.1.1 加固设计使用年限按照GB50702-2011《砌体结构加固设计规范》中要求:由业主和设计单位共同商定,一般情况下宜按30年考虑,到期后重新进行可靠性鉴定,检查的时间间隔可由设计单位确定,但第一次检查时间不得超过10年。

2.1.2 加固砌体结构设计时应符合下列规定:

1)加固时应使纤维片材沿纤维方向承受拉力作用;

2)砌体结构实测抗压强度平均值≥7.5MPa;

3)长期使用温度不应高于60℃,主要为防止结构胶在高温下失效。

2.2 砌体平面内受剪

在加固墙体受力的过程中,应采取有效锚固措施使纤维片材与墙体保持变形协调,不发生因粘贴面过早剥离而导致加固失效,本条规定的设计计算方法均是基于这一前提。

2.2.1 纤维片材条带在砌体墙面上宜等间距布置,条带宽度100mm≤D≤200mm;条带数一般不宜少于3条。

2.2.2 粘贴方式如下图所示。宜采用斜向交叉粘贴方式。

2.2.3 墙表面粘贴纤维片材平面内受剪加固时,墙体截面受剪承载力计算公式:

2.3 砌体抗震加固

墙体抗震截面受剪承载力计算公式:

2.4 构造规定

2.4.1 宜采用双面单层粘贴加固方式,当墙体一面不能粘贴时,可采用单面单层粘贴加固方式。

2.4.2 外墙面应跨楼层连续粘贴,遇到洞口时,应粘贴至洞口边缘处锚固;在门窗洞口的墙砌体,纤维片材宽度≥100mm,长度≥400mm。

2.4.3 纤维片材宜采用连续条带,中间不宜断开,当采用搭接方式时,不应在墙体对角线斜截面附区域搭接,且同一面上相邻条带的搭接接头宜互相错开,搭接接头不应出现在砌体墙两面的同一部位;纤维片材的搭接长度不应小于200mm。

3. 未完待续

以上从材料的基本要求、设计计算和构造措施,对纤维片材加固砌体结构进行了介绍。后续会继续对纤维片材加固砌体结构的施工工艺和施工验收做进一步介绍,欢迎大家继续关注。

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