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碳纤维技术在建筑加固行业的新运用
碳纤维技术在建筑加固行业的新运用
发布时间:2014.03.12  浏览次数:
 

    如何加固受损建筑?多位业内人士表示,不同性质的建筑采用的加固修复技术不同。相比于传统加固修复技术,新的加固技术逐步得到应用,碳纤维技术引领建筑物结构补强加固趋势。此外,加固是提高现有房屋抗震能力的最有效途径。

  不同性质建筑的加固修复技术不同

  据悉,在芦山地震中,雅安全市受损的汶川地震后新建的学校、医院等公共建筑和住房主要集中在芦山、天全和宝兴三个县,被严重破坏的占新建建筑的0.82%,中度受损的占新建建筑的4.47%,其余为轻微损坏或基本完好。

  对于受损的学校、医院等公共建筑和住房,牛清云表示,由于建筑性质不同,其加固技术也不尽相同。从汶川地震后的实地考察结果看,其建筑结构主要包括砌体结构、框架结构、剪力墙结构三种。一般居民楼、学校多采用砌体结构,商场、公共建筑多采用框架结构,剪力墙结构一般多用于高层、超高层建筑。“砌体结构具有脆性性质和整体性差的特点,与其他结构相比抗震性能较差。”牛清云如是说。

  兰州大学土木工程与力学学院教授张敬书对建筑抗震加固也有研究。他指出,传统加固方法主要针对砌体结构和混凝土框架结构。对于砌体结构,主要是面层或板墙加固、包角或镶边加固以及圈梁构造柱加固等;对于混凝土框架机构,多采用增大截面法、外包钢加固法、改变受力体系加固法等。这些传统加固方法造价经济,对施工条件要求不高,效果可靠,被广泛应用于抗震加固工程。

  除传统加固方法外,粘贴纤维加固、聚合物砂浆面层加固、黏钢加固等新技术也逐步得到应用。

  碳纤维技术引领建筑结构补强加固趋势

  对于框架结构建筑的加固,牛清云表示,一般是在柱子、梁、楼板外包一层钢或碳纤维,也叫黏钢或黏碳纤维。“因为楼板中间是空的,如果采用其他形式加固,效果不好,因此一般采用黏钢或黏碳纤维。”牛清云说。

  据悉,除自然灾害外,环境侵蚀、荷载增加、结构用途改变等也易导致建筑结构承载力下降等问题。过去常采用加大截面法、体外预应力法和外包钢板法等补强方法,但由于自身缺陷,传统补强方法的应用场合受到诸多限制。与传统加固修补技术相比,碳纤维技术优势明显,是国际上建筑结构补强加固的发展趋势,但目前在国内还处于起步阶段。

  何为碳纤维技术?记者了解到,碳纤维加固修复混凝土结构技术是一种采用配套黏结树脂,将碳纤维布粘贴于混凝土表面,进而对建筑起到结构补强和抗震加固作用的技术。碳纤维布的抗拉强度是普通钢的约10-15倍,且具有良好的耐久性能,被广泛应用于建筑梁、板、柱、墙等的加固,以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其他土木工程的加固补强。同时,碳纤维具有极大的抗拉强度和弹性模量,是非常轻质的材料。目前的工程结构加固多采用碳纤片材,主要是碳纤维布和碳纤维板两种。

  此外,牛清云指出,有轻微损坏的剪力墙结构建筑也是需要加固的。如果不封死,空气容易腐蚀钢筋,可能带来诸多隐患,但因不同墙面的裂缝宽度不同,加固技术各不相同。

  加固是提高现有房屋抗震能力的最有效途径

  在地震中,除了受力结构遭受严重破坏外,还存在大量非承重结构或非结构构件的破坏。比如前述通报提到,受损情况主要表现为填充墙墙体、墙砖、地砖出现不同程度的开裂,门窗损坏、吊顶垮塌、设备受损等。

  填充墙不是主要结构,是二次结构,因此不存在钢筋问题,也不影响结构。一般情况下,可将缝填死,并使用玻璃布、碳纤维布进行修补,但具体使用何种材料还应由是否为活动性裂缝及其位置决定。

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