[發明專利]預應力碳纖維布加固鋼筋混凝土柱施工方法

有效

• 申請號: 201610226100.5
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105888277B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王強;盧春玲;朱萬旭;吳有勝;魏峰;席季柳
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于結構加固領域，特別涉及一種預應力碳纖維布加固鋼筋混凝土柱施工方法。本方法適用于一般房屋建筑，尤其適用大型公共建筑(如學校、商場)以受軸心壓力為主的鋼筋混凝土柱的加固補強與改造工程。

背景技術

近年來，需加固補強的房屋建筑日漸增多，對于鋼筋混凝土柱，傳統的加固方式有加大截面法、粘鋼加固法以及粘碳纖維布加固等方法，其中粘碳纖維布加固法又以其施工方便、不增加建筑物自重等優勢近年來得到廣泛應用，但使用后問題隨之而來。首先，經大量文獻試驗研究表明，該加固方法能提高構件的受壓承載力有限(一般在10％左右)，且未能充分發揮碳纖維高強度的特點，利用效率較低；其次，粘結碳纖維布所用的膠體耐久性能較低，接硬后，長期暴露在空氣中易老化，造成碳纖維布整體的剝離、脫落，從而喪失加固效果。為了解決這些問題，可對碳纖維布施加環向預應力，從而對核心混凝土提供主動約束，有效提高碳纖維布的使用效率；同時，經研究發現該加固方法可提高構件的承載力比普通粘貼的方法高(能提高30％左右)，且該加固方法依靠自鎖式錨具進行預應力，無需使用膠體進行粘結。但該加固方法在實施過程中也會遇到一些問題，首先，混凝土表面打磨后不是非常光滑，其與碳纖維布的摩擦阻力會影響預應力的傳遞，從而影響其加固效果；其次碳纖維布為單向絲狀編織物，當通過自鎖式錨具施加預應力時，由于受力不均勻，使得碳纖維布表面個別絲束斷裂，發生表面“起毛”現象，從而降低了碳纖維布的整體受力性能，影響被加固構件承載力的提高。本發明針對于此，通過在施工過程中對被加固柱以及碳纖維布進行預處理，使其能有效降低與被加固構件表面的摩阻力，減小預應力損失，更加均勻傳遞預應力，同時加強碳纖維布的整體受力，使其破壞時能充分發揮碳纖維布的強度，從而改善加固效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種預應力碳纖維布加固鋼筋混凝土柱施工方法。

本發明的思路：通過對打磨處理過的混凝土表面涂環氧樹脂，待固化后再進行碳纖維布的包裹，并使用自鎖式錨具對碳纖維布施加預應力，能夠有效降低碳纖維布與混凝土表面的摩阻力，使其均勻傳遞預應力；同時通過對張拉后的碳纖維布表面涂環氧樹脂，以及對布條的端部貼透明膠帶，從而防止個別絲束“斷裂起毛”現象，使得布條在整個截面上受力均勻，構件破壞時能充分發揮碳纖維布的強度，使得鋼筋混凝土柱的核心部分處于三向受壓狀態，從而提高其承載能力，起到加固補強效果。

具體步驟為：

步驟1、將待加固鋼筋混凝土柱的四個角部用打磨機進行打磨倒角，確定其需進行預應力碳纖維布包裹范圍，然后進行表面清潔、打磨、補洞處理。

步驟2、在待加固鋼筋混凝土柱需進行預應力碳纖維布包裹范圍的表面均勻涂刷一層環氧膠，在常溫下固化5小時后，形成光滑表面，碳纖維布與該表面的摩擦系數為0.01～0.2；固化后的環氧膠層厚度為0.01～2mm，其為與涂刷在預應力碳纖維布上的環氧膠同一型號或者滿足兩者粘結力大于其與混凝土粘結力條件的任一型號環氧膠。

步驟3、確定碳纖維布的下料長度，碳纖維布下料長度為碳纖維布在錨具錨頭裹緊3圈的長度與碳纖維布在錨頭內夾緊的長度之和的2倍加上包裹位置處柱的周長再減去兩錨頭中心線間距。

步驟4、根據下料長度裁剪好碳纖維布，在碳纖維布兩個端部單側各自粘貼一條膠帶，在碳纖維布條上下邊緣間隔或連續粘貼膠帶，防止散絲現象，完成對碳纖維布的表面處理；所述膠帶為透明或半透明，其寬度不大于3cm。

步驟5、將表面處理過的碳纖維布放入錨具夾片中，錨具螺栓和螺栓墊片放入錨具安裝孔中，將其擰緊使兩錨具夾片上緊，然后將表面處理過的碳纖維布沿著錨具夾片環向纏繞3圈，并保證纏繞過程中碳纖維布與錨具夾片之間裹緊。

步驟6、將與自鎖式錨具連接好的碳纖維布包裹在待加固鋼筋混凝土柱表面預先涂膠處理好的相應位置，將螺桿和螺桿墊片穿入錨具中的螺桿安裝孔，將螺母套在螺桿上。

步驟7、為了防止自鎖式錨具下墜影響碳纖維布預應力施加的準確度，在自鎖式錨具下緣用支撐水平地撐起錨具。

步驟8、對碳纖維布施加初始拉力，同步交替擰緊上下兩根螺桿上的螺母，直至碳纖維布裹緊在被加固柱表面不能自由移動為止，撕除貼在碳纖維布上下邊緣的透明膠帶。

步驟9、對碳纖維布施加預應力，用兩個扳手固定住上下兩個螺桿端部，另外兩個扳手同步交替擰緊上下兩根螺桿上的螺母，在擰緊的同時用刻度尺測量自鎖式錨具兩端頭的距離，保證其兩端頭水平距離相同，從而確保碳纖維布同步受力，根據扳手擰緊螺母的圈數與碳纖維布預應力大小的線性關系確定碳纖維布上施加的預應力度。