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卡本科技|粘碳布多少层合适?怎么计算?每层间隔多久?

卡本材料

2020-06-09

碳纤维布因其轻质高强、耐久性好等特点,在混凝土结构加固中得到广应用。碳纤维布用量对提高混凝土受弯构件正截面承载力的提高幅度有着根本的影响,例如:混凝土梁、板加固工程中,存在应用粘贴多层碳布加固的情况。

01 碳布层数怎么确定?

在《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013规范中,参考采用纤维复合材加固,对受弯构件正截面加固计算,公式如下:

(PS:看完上面公式感觉脑瓜子嗡嗡嗡的)

简单给大家梳理一下:

  1. 根据已知构件加固后设计弯矩值算出纤维复合材(碳布、碳板等)有效截面面积。
  2. 根据算出的纤维复合材有效截面面积计算实际粘贴截面面积。
  3. 截面面积÷宽度=厚度
  4. 厚度÷单层厚度=层数

02 碳布层数有无上限?

应该无上限?根据我上面介绍简单逻辑貌似是这样,但在《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013规范中已明确打脸小编。如下图:

规范指出碳布不宜超过4层,查阅本条说明条纹内容如下:为了纤维复合材的可靠锚固以及节约材料,本条对纤维复合材的层数提出了指导性意见。

究其根本就是接下要讲的厚度折减系数

03 厚度折减系数是什么?

上面我们提到根据算出的纤维复合材有效截面面积计算实际粘贴截面面积。这里面公式就引入了厚度折减系数。如图:

为什么引入厚度折减系数?原因如下:

厚度折减系数有什么影响?

简单演示计算:

贴4层一级300g碳布(弹性模量按设计值)的厚度系数为:

1.16-(4×2.3×100000×0.167)÷308000

≈0.66≤0.90成立

可见,(不考虑其他因素,单从厚度折减系数)即有效粘粘贴截面面积为实际粘贴截面面积的66%,损失约34%,理论上4层碳布贴上去也约等于实际利用2.64层碳布效果。如果粘贴5层或更多对于材料浪费值得引起我们注意。