混杂纤维材料加固钢筋混凝土结构技术现状

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1、混杂纤维材料加固钢筋混凝土结构技术现状天津市建筑科学研究院有限公司天津市300193【摘要】随着建筑行业的发展，设计规范的不断更新，各种灾害的不利影响，以及施工过程中出现的工程质量问题等多方面因素，引发一些已建或在建的建筑物混凝土结构的承载不足、安全性不足等，混凝土结构破坏的事故在国内外屡见不鲜，并有愈演愈烈之势，亟待对其进行加固处理。纤维材料(ERP)加固是现代土木工程应用中最具有前景的加固技术，而混杂纤维(HFRP)是未来加固技术中占据主导地位。因此文章重点就混杂纤维HFRP加固钢筋混凝土结构技术现状进行论

2、述，以供参考。【关键词】混杂纤维材料；加固钢筋；混凝土结构一、混杂纤维复合材料概述HFRP定义为由两种或两种以上纤维材料增强同一种树脂基体的复合材料，它是近些年来逐渐用于混凝土结构加固修复兴起的一种新型复合材料，也是当前复合材料领域研究的一个重要方向。其发挥出的性能并不是组成混杂材料中的几种单一纤维材料性能之间的和，是因为纤维之间协调匹配，在加固受力时充分发挥单一纤维的各自优势，取讼补短，达到单一纤维加固所不能实现的效果。不同纤维进行混杂可以表现出良好的综合力学性能，異有较高的强度和韧性，扩大设计自由度，使成木

3、降低。因此，混杂材料在建筑加固领域逐渐受到广泛的研究与应用。HFRP基木性能如下：①提高并改善复合材料的某些性能。将几种纤维、几种树脂基体进行混杂，在成分、体积比例及混杂方式等因素改变下而组成不同的混杂材料，以发挥FRP的综合力学性能。②结构设计和材料设计的统一性。与单一FRP相比，HFRP的设计比较灵活，可以依据各结构对使用性能不同要求，可以通过改变量、混杂方式、混杂体积比等因素进行不同加固方案的设计。③扩大设计自由度与工艺实现的可能性。因混杂材料试件工艺实现的几率的比较大,则相对的会提高试件的设计自由度。④

4、降低成木。如果性能允许的条件下，价格较高的纤维材料被价格低的材料部分取代是降低加固成本的有效方法。这仅是从表面的价格分析，从其他角度考虑混杂加固后可以发挥综合性能、降低能耗等以此带来更大的经济效益。二、混杂纤维加固钢筋混凝土结构技术现状（一）加固钢筋混凝土梁从单一纤维到混杂纤维，对加固钢筋混凝土梁的抗弯、抗剪，始终是国内FRP加固钢筋混凝土结构中研宄最多的一个方向。熊光晶等首次提出混合采用玻璃纤维布和碳纤维布对钢筋混凝土梁进行加固的思路，并进行了用了高强玻璃纤维、碳纤维混杂材料加固混凝土梁的抗弯试验研究，为了更

5、合理的评价试件的延性，重新定义了挠度延性和能量延性。试验表明，在保证提高承载力的前提下混杂纤维加固梁的挠度延性、能量延性分别比碳纤维加固梁高89.5%和57.9%，加固价格低38.2%,而刚度仅低10%分别仅比普通梁低13.7%和21.4%。（二）加固钢筋混凝土楼板板由于种种原因出现承载力不足的问题，需要进行加固，通过研究表明，用FPR加固结构板能够提升板承载力，所以广人研究者针对混杂纤维加固板结构进行了深入的研宄。在以往的这方面研究中，主要都是研究混杂纤维加固普通混凝土板、单项受力板的各种性能，在现今几年中又

6、出现了对混杂纤维加固钢板剪力墙的这种非单向受力板结构的各种性能的研究。在彭晓彤用冇限元分析和非线性分析的方法对混杂纤维加固剪力钢板结构的抗震性能进行了研宄。实验结果表明，混杂纤维的加固效应比单一纤维较好，混杂纤维既保留了混杂的各种纤维各自的优点，同时还获得了更为优异的综合性能，荷载冇不同纤维共同承扪，能够发挥出不同种纤维的优势。试验中纤维加固后的试件相比参考试件抗拉抗压能力都奋显著的提高，增大了钢板的屈服极限，增加了钢板使用范围。（三）加固钢筋混凝土柱随着科技和时代的发展，人跨度、人空间型的建筑频频出现，而这些

7、建筑往往避免不了设立大量的钢筋混凝土柱。但钢筋混凝上柱在长期腐蚀、碰撞等不利地效应下，往往需要进行加固处理，传统的加固方式造价高，不宜操作，单一纤维加固鲜果也受到单一纤维性质的局限，而采用混杂纤维片进行柱体结构加固具冇可行性高、造价低、等特点，也有不错的结构抗压效砬和抗剪效应效果。尹毓良对单一纤维和混杂纤维加固的短柱进行了轴心受压和偏心受压的物理效应做了对比分析研究。实验结果表明，相对于不加固的的混凝土短柱、加固的短柱达到应力极限吋不会成爆裂性破坏，而是随着纤维布的破坏而逐渐破坏，而且极限砬力提高。通过对不同混

8、凝上形状和纤维成分比较实验得知混凝上形状为无倒角，相对脆性的纤维材料更适宜作为抗压加固材料。三、混杂纤维自身特性研宄技术现状（一）混杂纤维合理配比混杂纤维是解决单一纤维突出缺点的有效途径，它能充分发挥单一纤维材料的优势，扬长避短，并且可能表现出特有的性质。混杂纤维在发挥艿高强、轻质等特点的吋候很重要的因素就是其合理配比，由于混杂纤维的混杂材料和混杂方式都是不确定的，不同的材料和方式会产