碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性能影响因素分析

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1、碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性能影响因素分析：碳纤维加固技术是近年来在加固行业产生的一种新型的加固方法，具有加固强度高、施工便捷、耐腐蚀等多种优点，在加固行业得到广泛的应用。本文从碳纤维加固钢筋混凝土梁的特点出发，分析了碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性能的影响因素，对工程实际中碳纤维加固技术的应用具有一定的参考价值。　　关键词：碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性能　　碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚，但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展，现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，一些建筑由于使用功能的改变，难以满足当前规

2、范使用的需求，亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。碳纤维CFRP是整个土木工程界使用最为广泛且热门的加固材料，该项加固技术兴起于20世纪80年代，于90年代后期在我国迅速发展起来，国内外很多科研单位和高校就碳纤维CFRP加固混凝土构件这项新技术进行了大量的研究。　　1碳纤维加固钢筋混凝土梁的特点　　碳纤维加固钢筋混凝土梁所使用的产品是碳纤维，是一种高强度的纤维制品，是一种导性材料。在当前的加固行业中，碳纤维的使用主要有两种个，一种是碳纤维布，另

3、一种是炭纤维板。对于碳纤维用于新建筑物，我国对其进行了深入研究，认为可以将碳纤维材料进行加工，变成片状、棒状或者卷状，具有普通的钢材料无法比拟的极高的抗拉强度和弹性模量，能增强梁的变形性能。　　与其他的建筑材料加固钢筋混凝土梁相比，碳纤维加固混凝土梁具有如下优点：第一，具有较高的强度和模量。由于碳纤维材料具有较高的强度和模量，因此，利用碳纤维材料对混凝土梁进行加固，可以提高提高梁的承载力和抗变形性能，达到高度加固的目的。第二，具有较稳定的化学性质。由于碳纤维材料具有比较稳定的化学性质，不会和酸、碱、盐等化学物质发生化学反应。因此，利用碳纤维材料对混凝土梁进行加固具有较好的耐酸碱和耐腐蚀性

4、，能防止加固过程中遇到的化学腐蚀问题。第三，具有质量轻和厚度薄的特点。碳纤维材料的这种特点，可是使加固后的构建不增加自身重量，同时其薄的特点也不会引起尺寸的明显变化。第四，具有较好的柔韧性。碳纤维的这种特点使得其很容易被裁减，利用它可以对各种结构类型、部位和形状的建筑物进行加固。同时，它的柔韧性特点使得其还可以被用于大型桥梁的桥墩、大型筒体、隧道等一些其他加固技术无法实施的构件和结构。第五，具有占地面积少的特点。碳纤维材料在用于混凝土加固时，不需要大型的施工机械，因而只需占用较少的施工场地，施工功效相对较高。　　综上所述，碳纤维材料是一种新兴的加固材料，利用其进行钢筋混凝土梁加固，有很好

5、的加固效果，在实际的运用中具有重要的推广作用。　　2碳纤维加固钢筋混凝土梁变形性能影响因素分析　　在碳纤维加固钢筋混凝土梁时，影响其变形性能的因素有很多，除了碳纤维本身的粘贴层数外，还有混凝土的强度等级、纵筋配筋率、横截面高度和剪跨比都会对碳纤维加固时的变形性能造成一定的影响。　　2.1粘贴层数碳纤维的粘贴层数对加固后的承载力具有较大的影响，从而影响钢筋混凝土梁的变形性能。如，粘贴一层碳纤维布时，极限承载力较未加固梁提高了13.6%；粘贴两层时，极限承载力较未加固梁提高了21.9%；粘贴三层时，极限承载力较未加固梁提高了30.8%；粘贴四层时，极限承载力较未加固梁提高了41.7%；粘贴五

6、层时，极限承载力较未加固梁提高了45.80k。然而承载力的提高幅度并不是和碳纤维的粘贴层数成正比关系的，而是呈现一种双线性的关系，即当粘贴层数达到一定数量后，承载力的提高幅度呈现逐渐较少的趋势。也就是说，随着粘贴层数的增加，碳纤维加固钢筋混凝土梁的承载力的提高幅度的增长率逐渐下降，进而梁也会出现更高的变形。根据这一影响因素的分析，我们认为在对碳纤维的粘贴层进行选择的时候，要权衡各种因素后选出最佳层数。　　2.2混凝土的强度等级混凝土的强度等级也会对碳纤维的加固效果产生重要影响，并最终影响到碳纤维加固钢筋混凝土梁的变形性能。混凝度的等级强度对碳纤维的加固影响界限为C30。即当混凝土的强度等

7、级为C30的时候，碳纤维的加固效果是最好的，其变形性能也为最佳。当混凝土的强度等级大于C30的时候，碳纤维的加固效果的提高会随着混凝土强度等级的提高而呈现下降的趋势，进而影响到碳纤维加固钢筋混凝土梁的变形性能。之所以混凝土的等级强度最佳值为C30，是因为，当混凝土的等级强度小于C30时，加固梁会因为钢筋的破坏而产生裂缝。随着混凝上强度提高，极限破坏时混凝上的受压区高度有所减小，因而增加了钢筋和碳纤维布的内力臂长度，因此使得碳纤维对极