利用连续纤维加固结构物的必要性.pdf

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1、第37卷第6期建筑技术开发Vo1．37。No．62010年6月BuildingTechniqueDevelopmentJun．2Ol0利用连续纤维加固结构物的必要性朱航征编译在地震地区的首要任务就是要确保建筑物的安全性和城市的防灾功能。作为建筑标准的一部分就是要通过立法推进不合抗震要求的建筑物进行必要的维修和加固。为防止建筑物在地震时发生倒塌，避免危害生命，使经济损失减连续纤维片材少到最低限度，对不符合抗震要求的现有建筑物，结合不同的建筑物环境，尽管已有一些相应的抗震加固方法，但仍希望有一种既简便，又经济，又快速的抗震加固方法。为此，本现场焊接文以连续纤维加固方法作为一般而实际使

2、用最多、相关资料又较公开的方法作为应用标准，选择以碳纤维和聚酰胺纤维钢板加固法连续纤维片材加固法片材作为中心内容介绍于后。图1结构柱抗震加固法比较1连续纤维片材加固法的优点连续纤维片材的特征是质轻、强度高又有弹性，使用尺寸几乎无变化，既不影开口部分，也不妨碍建筑物的功能。这类材料作为抗震加固材料有许多优点。与以往通常采现有的门窗等部位均可继续使用，几乎不改变建筑物的使用用的钢材相比较，采用连续纤维片材加固法的优点如下。环境。加固部位的重量虽有所增加，但并不过分影响建筑物1．1最适合边居住，边施工的总重量，对建筑物的基础结构几乎没有影响。采用钢板加固，问题之一是钢板的运输须采用重型

3、机2连续纤维片材加固法的特征械，连续纤维片材加固法，由于材料质量轻，几乎所有作业均2．1连续纤维加固材料的特征可由人工进行；作业环境仅限于进行加固结构柱的周边，作采用连续纤维加固法的主要材料为连续纤维片材与浸业空间小。采用钢板抗震加固，施工时须采用焊接，而连续渍型粘结树脂。连续纤维片材由碳纤维或聚酰胺纤维的单纤维片材加固法施工时则无明火，采用树脂粘结，施工时无丝加工而成，经浸渍树脂使其强化，从而形成加固混凝土的震动、无噪声，不影响用户正常使用。边居住、边施工是抗震塑料制品。其密度为铁的1／4～1／5，具有质轻的特点。加固施工时的重要因素。近年来，有关施工管理法规要求开连续纤维能充

4、分地保持其直线性，经浸渍树脂的连续纤发使用低挥发性不良气体的树脂，并要求采取防尘措施，据维片材的拉伸特性为普通钢筋的10倍以上的强度，由于没此可以预见，将开发出更多最佳边居住、边施工的连续纤维有屈服区，因而具有脆性破坏性质(见图2)。加固法。1．2工期短，质量高采用钢板抗震加固，从测定准备加固的结构柱尺寸开始，接着就有钢板加工、组装、焊接、灌浆等多种作业，而连I高强度)碳纤维(弹心)／聚酰胺1聚酰肘续纤维片材加固法，无需从测定柱的尺寸开始，采用粘结法粘结连续纤维片材，作业程序简单，因而可使工期大为缩

5、／，、短，实现高施工性(参见图1)。对于一般加固工程，常会发／，生停止使用建筑要

6、求，工期力求缩短，对此连续纤维加固法，，，应力钢筋(c类)则具有很大优越性。此外，采用连续纤维加固，其表面设有，FRP保护层，既可提高材料的耐久性，又可减少维修作业和普通钢筋(SD295)费用。234应变(％)1．3不改变建筑物的使用环境图2连续纤维加固材料与钢筋的单位应力一应变的关系采用连续纤维抗震加固法进行结构柱的加固，加固后的62第37卷朱航征：利用连续纤维加固结构物的必要性第6期浸渍用的粘结树脂，一般以采用环氧树脂较多，但也u可趟释散发恶臭、挥发性有机化合物VOC等，以免影响居民身体采用具有快硬、低温特性的MMA(甲基丙烯酸树脂)。环氧健康。树脂一般在5~C以下即而产生固

7、化不良。此外，还有粘度和固化时间都与温度有关，此乃施工时必须注意的事项。2．2加固设计的特征建筑物的抗震加固，在日本是以日本建筑物防灾协会先行的抗震诊断标准为其主要依据。加固设计的基本点主要与强度指标(以C表示)与韧性指标(以F表示)有关(参见图3)。为此，为提高建筑物的抗震性能就要提高强度(即增强型加固，和提高韧性(即增韧型加固)，前者以增设抗震墙、支撑为代表，后者则以连续纤维片材加固法为代表。图4采用连续纤维片材加固结构柱的施工现场此外，采用连续纤维加固法，确保现场施工技能和管理也很重要。日本纤维加固维修协会为确保连续纤维加固法的施工质量，开展了施工员与管理人员的资格认定，至

8、2008年1月，日本全国已注册登记的施工技士达632名，施工管理技士1216名。3连续纤维加固法的现状与展望韧性(韧性指标3．1连续纤维加固法的现状图3强度指标与韧性指标，即c与F的关系连续纤维加固法采用轻质、高强、高弹性碳纤维和聚酰胺纤维，日本在1990年初即分别取得相关行政管理部门的连续纤维片材加固法的设计，在日本基本上按建筑防灾评价，并开始探讨实用化问题，但一直未能获得广泛应用和协会发行的“采用连续纤维加固法进行现有钢筋混凝土及型普及，直至阪神大地震后(1995年)，突显出