碳纖維布加

固碳纖維布加固法是近年來在工程加固領(lǐng)域興起并廣泛應(yīng)用的新型加固技術(shù)。碳纖維布本身高強(qiáng)的性能及便捷的操作性能使得它越來越受到加固人的青睞。然而，近日聽到有人說，凡是粘鋼加固的工程完全可以用碳纖維布加固來代替？這其實是一種錯誤的說法。雖然兩者有很多相似之處，但是在加固應(yīng)用上還是有所區(qū)別的?，F(xiàn)在，小悍就和大家一起來認(rèn)識一下：碳纖維布加固和粘鋼加固的適用性。

一、粘貼碳纖維布和粘鋼加固原理相同

粘貼碳纖維布和粘鋼加固法是利用樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維布或鋼板粘貼于結(jié)構(gòu)表面，并與結(jié)構(gòu)形成整體受力體系，增強(qiáng)被加固結(jié)構(gòu)的抗彎或抗剪能力，從而達(dá)到對結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。

二、粘貼碳纖維布和粘鋼加固的主要優(yōu)缺點(diǎn)

粘貼碳纖維布和粘鋼方法作為加固技術(shù)中的姊妹方法，具有相似的主要優(yōu)缺點(diǎn)。

1.主要優(yōu)點(diǎn)

堅固耐用；施工快速；簡潔輕巧，不損傷原結(jié)構(gòu)，不改變結(jié)構(gòu)外觀，現(xiàn)場無濕作業(yè)，結(jié)構(gòu)自重增加極微，不會導(dǎo)致建筑物 內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固；靈活多樣；經(jīng)濟(jì)效益較高。

2.主要缺點(diǎn)

施工受環(huán)境條件限制，環(huán)境溫度不超過60℃，粘貼時濕度不超過70%，無化學(xué)腐蝕環(huán)境，否則應(yīng)采取措施；使用過程中耐高溫和耐火性能差。

三、粘貼碳纖維布和粘鋼加固各有優(yōu)劣

粘貼碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)，常用碳纖維布的自重僅為200～300g／m2，設(shè)計厚度為0.111～0.167mm，抗拉強(qiáng)度高，為普通鋼材的8～10倍，但各向異性，即抗拉強(qiáng)度高但抗剪強(qiáng)度低；施工更為簡便，施工速度為粘鋼的2～3倍。

粘鋼鋼板的物理力學(xué)性能為各項同性，受力性能好；施工時需專用夾具和施工機(jī)具，施工工序和施工操作性較碳纖維布復(fù)雜。

四、粘貼碳纖維布和粘鋼的適用性對比

粘鋼時鋼板厚度2～5mm，不應(yīng)超過2層；粘貼碳纖維布時布厚度0.111～0.167mm，不宜超過4層；根據(jù)市場調(diào)查，一般粘鋼價格（按粘貼面積計算）約為粘貼碳纖維布價格的2～3倍。下面就粘貼碳纖維布和粘鋼的適用性進(jìn)行對比分析討論。

1.抗彎加固

以高強(qiáng)度I級碳纖維布為例，鋼板與碳纖維布按抗彎加固等強(qiáng)換算結(jié)果見表1。

表1鋼板與碳纖維布抗彎加固等強(qiáng)換算結(jié)果表（單位：mm）

鋼板與碳纖維布抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果表

對于粘貼多層（2～4層）碳纖維布加固時，碳纖維布總厚度應(yīng)乘以折減系數(shù)km=1.16-nfEftf/308000≤0.90，計算結(jié)果如下： 0.111mm厚碳纖維布km(2、3、4層)=0.90、0.90、0.81 0.167mm厚碳纖維布km(2、3、4層)=0.90、0.77、0.64

粘貼1～4層碳纖維布與鋼板等強(qiáng)換算結(jié)果見表1。 從表1中數(shù)據(jù)分析可得： （1）1層碳纖維布折算Q235鋼板厚度0.83～1.79mm，折算Q345鋼板厚度0.57～1.24mm；當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積較小，1層碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時，推薦選用碳纖維布加固方案，經(jīng)濟(jì)性和可操作性優(yōu)勢明顯，此時選用粘鋼加固法將大幅度增加工程造價和施工工期。

（2）2層碳纖維布折算Q235鋼板厚度1.49～3.22mm，折算Q345鋼板厚度1.03～2.23mm；當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積一般，2層碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時，宜優(yōu)先選用碳纖維布加固方案，經(jīng)濟(jì)性和可操作性有一定優(yōu)勢，而此時選用粘鋼加固法的工程造價和施工工期略高于碳纖維布，為增加結(jié)構(gòu)的安全性也可選用粘鋼加固方案。

（3）3層碳纖維布折算Q235鋼板厚度2.24～4.13mm，折算Q345鋼板厚度1.54～2.86mm；當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積稍大，3層碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時，粘貼碳纖維布法的經(jīng)濟(jì)性和可操作性優(yōu)勢不明顯，而粘鋼加固法更靈活，宜優(yōu)先選用粘鋼加固方案。

（4）4層碳纖維布折算Q235鋼板厚度2.69～4.58mm，折算Q345鋼板厚度1.85～3.17mm；當(dāng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)所需面積較大，4層（根據(jù)km可以得出，粘貼碳纖維布層數(shù)不宜超過4層）及4層以上碳纖維布滿足結(jié)構(gòu)承載力需要時，粘鋼加固法更具經(jīng)濟(jì)性和施工操作性，推薦選用粘鋼加固方案。

2.抗剪加固

以高強(qiáng)度I級碳纖維布為例， 鋼板與碳纖維布按抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果見表2。

表2鋼板與碳纖維布抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果表（單位：mm）

鋼板與碳纖維布抗剪加固等強(qiáng)換算結(jié)果表

同上，對于粘貼多層碳纖維布加固時，碳纖維布總厚度尚應(yīng)乘以折減系數(shù)km。 根據(jù)表2數(shù)據(jù)分析可得： （1）1層碳纖維布折算Q235鋼板厚度0.23 （0.46）～0.50（1.00）mm，折算Q345鋼板厚度0.16（0.32）～0.35（0.69）mm，由此可見，抗剪加固時粘鋼加固法的經(jīng)濟(jì)性和適用性明顯優(yōu)于粘貼碳纖維布，這是由于碳纖維布為各向異性材料，抗拉強(qiáng)度高但抗剪強(qiáng)度低，因此《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50367-2006）中實行強(qiáng)度折減，折減系數(shù)為0.28或0.56。

（2）數(shù)據(jù)表明，只有當(dāng)抗剪加固構(gòu)件斜截面抗剪需補(bǔ)足的箍筋面積較小，粘貼1～2層碳纖維布即可滿足要求時，方可優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固方案，其使用范圍大幅受限。