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1、FRP复合材料在结构加固工程中的应用论文.freelm左右,一般不需打磨,而碳纤维则需要30mm左右,若采用芳纶纤维就可以节约很多工时。2.2地铁、隧道因地铁和隧道是一种在地下工作的结构,所以它的受力与地面结构是不一样的。在洞顶和洞侧,它都有土压力的作用,而且也有净空的要求,所以进行裂缝修补时,传统的加固方法不可行,而用芳纶纤维布(不导电)进行加固维修就可以满足它的各方面要求,因为在地铁或隧道的拱顶或侧壁的裂缝一般是多向且不规则的,这就要求修复材料必须具有良好的抗剪性能,而且还是一种不导电的材料,所以芳纶布在隧道地铁工程中是一种最佳的选
2、择。2.3烟囱、水塔由于烟囱水塔这样向高空发展的结构,加固维修特别困难,传统加固方法(如扩大截面法、粘钢法)基本上很难解决这样的问题,而采用轻质高强、耐腐蚀、耐久性能都很好的复合材料(尤其是芳纶纤维)进行加固,就是一种很好的方法。3几种加固方法的比较3.1扩大截面法这种加固方法是通过增大受力面积来提高结构的承载力,一般用在一些较小且对净空没要求不高的结构中。这种方法虽然具有成本较低的优点,但是增加了原结构的自重,同时减小了净空,工期长,有很大的局限性。目前,在较大的工程中很少用。3.2粘钢法在用钢板加固时,一般将钢板贴在被加固的结构受力
3、部位的外边缘,同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷,约束混凝土的变形。粘钢法加固的特点:①既可提高结构强度,又可提高刚度;②适应结构(钢结构)又粘又铆,适应节点加固;③延伸率大,适应冲击、振动结构加固;④钢板表面处理要求严格,粘结面易生锈;⑤厚钢板端点处应力集中,混凝土易剥离。由上述可知,采用这种方法加固必须注意几点:①对钢板的尺寸要求很严格。抗弯时宜薄点,以保证它和原结构的变形协调;抗剪时不仅宜厚点,而且在锚固时应使端部钢板延伸到应力较小区,防止应力集中造成对结构承载力的损害;②贴完后,必须对钢板边缘裂缝进行处理;③还要对钢板进行防腐处理,这
4、也是一项长期的任务。所以其造价很高,而且它的使用范围还有一定的局限性,一般只用在刚度要求很严格的地方。3.3FRP复合材料法FRP复合材料法加固的特点:①高强度、高弹模,厚度薄、重量轻;②材料可任意长度,任意交叉,适应任意曲面和任意形状结构;③耐腐蚀,抗疲劳性能好;④施工简便,与混凝土结合密实;⑤材料防潮要求严格,且不宜加固节点区域。在目前的FRP材料加固市场中,碳纤维占的比例最多。碳纤维是一种导电、易发生脆性破坏的材料,可以承受很大的静载,但在绝缘性要求很高的电气化铁路、地铁及隧道工程中,不宜采用;同为高强高弹模的芳纶纤维不存在这样的
5、局限,能经常承受冲击载荷,芳纶纤维的极限破坏形式为塑性破坏,而且还是它的优势所在,其在抗剪方面也有很大的优势,在加固墩子时一般也是利用它优异的抗剪性能,但芳纶纤维在裁剪时须用专门的陶瓷剪刀。4FRP复合材料的选择4.1环境影响在高碱度和高潮湿度的地区,宜选择碳纤维复合材料,不宜选择玻璃纤维复合材料;在温度变化较大的地区,玻璃纤维的热膨胀系数与混凝土相似,宜选择玻璃纤维;玻璃纤维和芳纶纤维是良好的绝缘体,而碳纤维是可导电体,为避免钢筋的潜在电流腐蚀,碳纤维材料不应与钢筋直接接触。4.2荷载影响对于经常承受冲击或振动荷载的结构,应优先选择芳
6、纶纤维和玻璃纤维复合材料,它们的韧性、抗冲击性能都比碳纤维复合材料好;对于要求耐蠕变和疲劳的结构,应优先选择碳纤维复合材料,碳纤维材料耐蠕变和疲劳的能力比芳纶纤维和玻璃纤维材料好得多。4.3保护层影响保护层的厚度和类型应根据FRP复合材料的要求选择。对环境的抗力(如潮湿、温度、冲击、曝晒等)、施工现场抗力、人为破坏的抗力等,应采取有效的保护措施,以免使FRP复合材料的力学性能减退。保护层通常采用两种方法:①在FRP复合材料外加厚树脂胶层,提供有弹性的保护层;②在FRP复合材料外粉抹一层高强水泥砂浆,保护FRP复合材料不受损害。5结语在我
7、国,自现在及今后相当长的一段时期,各类桥梁及房屋建筑结构的维修、加固、改造将成为建设工程的侧重点。目前国内常用的加固方法主要有纤维布复合材料加固、粘钢板、扩大截面等方法,由上述分析可知,FRP复合材料加固法具有非常明显的优势,并且具有良好的经济效益,必将在结构工程中得到广泛的应用。【
