从钢结构加固缺陷看碳纤维加固的未来

随着我国经济建设和交通事业的飞速发展，现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，一些建筑由于使用功能的改变，难以满足当前规范使用的需求，急需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多，碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。

碳纤维加固的优势

由于受生产、制造、施工、使用及环境等因素的影响，在钢结构中不可避免地存在各种各样的缺陷和损伤，影响结构的安全。传统的钢结构加固方法是将钢板焊接、螺栓连接、铆接或者粘接到原结构的损伤部位。这种加固方法存在种种问题。

1、采用焊接加固时，高温作用使焊接部位的组织及性能劣化、焊缝缺陷及焊接结构内部存在残余应力以及焊接使结构形成连续的整体，裂缝一旦失稳扩展，就有可能一断到底，引发重大事故。

2、采用螺栓连接需要在损伤部位附近的母材上开孔，削弱了截面，形成新的应力集中区；普通螺栓在动载作用下易松动，高强螺栓易发生应力松弛现象，降低了结构的修补效果。

3、采用粘钢加固技术时，须在钢结构表面用结构胶粘贴钢板，依靠结构胶使之粘结成整体共同工作，以提高结构承载力。

4、结构重量增加较大，钢板不易制作成各种复杂形状，运输和安装也不方便，且钢板易锈蚀，影响粘结强度，维护费用高等。

碳纤维复合材料是随着军工事业发展起来的一种新型材料，属于高新技术产品。碳纤维复合材料具有一系列优异性能：高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电系数小、传热系数小、热膨胀系数小等。碳纤维片材用于加固钢结构可以发挥碳纤维片材的优势，且可以避免传统钢结构加固方法的缺陷。