隨著結(jié)構(gòu)病害、老化的現(xiàn)象不斷增多，結(jié)構(gòu)修復(fù)加固工程也在呈倍數(shù)的增長中。加固行業(yè)的發(fā)展，帶動了眾多新技術(shù)的運用，從曾經(jīng)只能利用鋼筋混凝土進行加固，演變成各種新材料、新工藝的廣泛應(yīng)用。我們經(jīng)常提到的碳纖維復(fù)合材，便是其中最具代表性的材料之一。
碳纖維復(fù)合材中，碳纖維布具有輕質(zhì)高強，質(zhì)軟易施工的特性。高強度的碳纖維布能夠有效作用于受彎結(jié)構(gòu)，提高承載力延長結(jié)構(gòu)壽命，同時對于各種特殊截面尤為適應(yīng)。然而，看似優(yōu)質(zhì)萬能的碳纖維布，卻仍然存在影響結(jié)構(gòu)加固的缺陷弊端。
碳纖維布的弊端
首先在設(shè)計上，使用碳纖維布對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固，加固后正截面承載力的提高幅度不應(yīng)超過40%，并應(yīng)驗算其受剪承載力。這條規(guī)定是為了防止受彎構(gòu)件承載力提高后導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞而制定的，僅40%的提高幅度，對于碳纖維布強度的發(fā)揮往往會造成限制，致使高強度材料的浪費。
另外，二次受力也是造成碳纖維布不能充分發(fā)揮強度的重要原因之一。規(guī)范要求在利用碳纖維布施工時，要首先進行卸載，就是為了減輕二次受力所造成的影響。二次受力，簡單來說，就是指常見受彎結(jié)構(gòu)例如梁、板，在受到上部荷載作用時其下部會發(fā)生拉伸變形，如果未進行卸載而直接粘貼碳纖維布，就會造成碳纖維布的拉伸變形滯后于梁板的變形，導(dǎo)致碳纖維布只有在梁板進一步受力變形之后，才會產(chǎn)生形變?yōu)榱喊逄峁├瓚?yīng)力。二次受力會嚴重影響碳纖維布強度的發(fā)揮，甚至造成結(jié)構(gòu)優(yōu)先于碳纖維布破壞的情況。
事實上，碳纖維布強度的發(fā)揮還與另一重因素有關(guān)，那就是原結(jié)構(gòu)的配筋率。極限狀態(tài)下，碳纖維布強度的發(fā)揮程度會受到原結(jié)構(gòu)變形的限制，與原結(jié)構(gòu)的配筋率有直接的關(guān)聯(lián)。原結(jié)構(gòu)配筋率高，極限狀態(tài)下碳纖維布產(chǎn)生的應(yīng)力便低；反之原結(jié)構(gòu)配筋率低，極限狀態(tài)下碳纖維布產(chǎn)生的應(yīng)力就高，強度發(fā)揮也更為充分。因此，若想達到較高的材料利用率，部分情況下碳纖維布的采用還是有待商榷的。
新的解決思路
可以看出，之所以碳纖維布會存在諸多的弊端，歸根結(jié)底還是因為在加固中過于"被動"。碳纖維布等一系列加固材料，都存在此種共性問題，它們僅能提高結(jié)構(gòu)承載力，而不能改善結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力狀態(tài)。因此，無論是出于提高材料利用率，還是改善結(jié)構(gòu)內(nèi)部受力的角度，都應(yīng)該采用更有效的加固方式。
預(yù)應(yīng)力碳板的出現(xiàn)，為上述問題的解決帶來了很大的幫助。預(yù)應(yīng)力碳板最大的突破，就是將材料被動加固的特性徹底改變，通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)對結(jié)構(gòu)起到主動加固的作用。預(yù)應(yīng)力碳板能夠有效改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，主動提高結(jié)構(gòu)承載力，減輕結(jié)構(gòu)負擔，同時，預(yù)應(yīng)力碳板能夠充分發(fā)揮材料性能，在資源利用方面效果同樣十分優(yōu)異。
如今預(yù)應(yīng)力碳板的運用，也趨于越來越廣泛的形式。上海施邦預(yù)應(yīng)力碳板，憑借3000MPa高強度、爆炸式破壞的碳板以及耐疲勞、錨具效率高的錨具，在預(yù)應(yīng)力碳板中脫穎而出。上海施邦預(yù)應(yīng)力碳板打破了人們認為預(yù)應(yīng)力碳板只適合在橋梁中應(yīng)用的觀念，已成功用于多種民用建筑中，在越來越多的領(lǐng)域護航結(jié)構(gòu)安全。
