六种碳纤维建筑加固方法

对于喜欢车的朋友们来说，碳纤维并不算很陌生的材料。一些高级的汽车会用碳纤维作为内饰的材料，在顶 级的跑车范畴内，碳纤维甚至取代了钢铁被制作成车架。看似只是软软的一块“布料”，通过加工就可以发挥出人意料的作用。近年来，碳纤维材质的发展迅速——就连建筑行业，也打起了碳纤维的“算盘”。

碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料。碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，强度是铁的20倍。

读到这里有些朋友可能会有疑问，如标题所示，为什么需要建筑碳纤维结构加固？那是因为它满足不了自身所应达到的功能要求。结构构件如梁、板、柱、墙的强度主要由其截面的抗弯能力来体现，所以以满足静力强度要求的结构加固首先想到的就是维持或提高原构件的抗弯能力。因此，就有了如下几种结构加固方法。

1. 加大截面加固法——这是结构加固*基本的方法，也是理论应用到实践的直观的方法。采用加大截面加固法能直观、有效的增加截面的惯性矩，从而降低截面*外缘的应力，使截面材料能够承受该应力，达到加固的目的。本方法理论完备、技术成熟、工艺简单、易于掌握，为许多加固工程师所推崇。

2.   外包型钢加固法——采用外包型钢，少许增大了构件截面，对结构截面抗弯刚度E1的提高有所帮助，但真正的效能是型钢增大了截面外缘承受应力的能力。对于长柱，该方法尤为有效。

3. 粘贴钢板加固 法——粘贴钢板也是少许增大了构件截面，对结构截面抗弯刚度E1的提高有所帮助，但主要效能还是增强了构件截面外缘承受应力的能力。

4.锚钉粘贴钢板加固法——为使粘贴钢板的效能得到更好的发挥，目前粘贴钢板加固法有了改进型，即锚钉粘贴钢板加固法。该方法是在钢板与混凝土之间增加了异形锚钉，异形锚钉使钢板与混凝土结合更加紧密，同时使钢板受到拉力。加固完毕后，钢板的弹性收缩使混凝土受到预压应力，这样使构件外缘的应力承受能力相比外包型钢法、粘贴钢板法有更大提高。该方法已成为加固工程师们乐意采用的方法。

5.粘贴碳纤维复合材料加固法——按照抗弯设计状态设计建造的构件，其截面所能承受额弯矩，实际体现在构件截面外缘的拉应力数值上。为增强构件截面外缘承受应力的能力，用纤维材料替代钢板实施粘贴，可达到钢板的同等效果，所以当前采用纤维复合材料加固技术正在蓬勃发展，大有取代粘钢补强加固之势。纤维复合材料还具有其他更多优点，所以本方法也是大多数加固工程师愿意采用的方法。

6.预应力加固法——同样针对增强构架截面外缘承受应力的能力问题，采用体外预应力使构件截面产生预压应力，有比粘钢粘纤维材料更直接、有效的优势。加固工程师们很乐意在结构上使用本方法。