一种frp加固钢结构的方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种FRP加固钢结构的方法，特别是基于碳纤维(CFRP)的加固方法。
【背景技术】
[0002]在役钢结构，如桥梁、建筑物、构筑物、海岸和近海工程、石油化工用压力容器、管道、塔桅等，因在设计、制造、施工过程中可能产生各种缺陷，在使用中因超载、锈蚀、疲劳等原因会引起结构的损伤累积，从而影响结构的安全。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，这些方法虽在一定程度上改善了原结构缺陷部位受力状况，但同时又给结构带来一些新的问题，如产生新的损伤和焊接残余应力等。
[0003]为了克服上述问题，本发明设计一种FRP加固钢结构的方法，纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)结构加固技术则克服了上面各种方法的缺点，并且由于FRP的比强度和比模量高、耐腐蚀及施工方便等特点，在混凝土结构加固修复中已得到广泛的应用。近年来的研究表明，FRP加固钢结构也显示出很好的效果。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种FRP加固钢结构的方法。其技术方案是一种FRP加固钢结构的方法，其特征是:本发明中的FRP采用的是碳纤维增强复合材料(CFBR)，具体是以中间相浙(MP)基碳纤维为原料，中间相浙青基碳纤维是通过热聚合高芳香含量的同性浙青得到的具有中间相或液晶结构的浙青将其进行纺丝加工而制成的纤维，得到本发明中的FRP。
[0005]FRP加固修复钢结构是采用FRP板(或布)粘贴到钢结构构件损伤部位或者无损钢梁部位，提高或改善其受力性能，实现加固作用。
[0006]FRP加固钢结构的薄弱环节是钢与FRP界面间的胶粘剂，本发明采用双组份的环氧树脂粘合剂，具有粘合强、连接性好的特点。在粘贴CFRP之前，加强钢材表面的处理可以增强粘贴强度和耐久性。表面处理或者喷砂处理可以从钢结构表面除去铁锈、各种涂料和油漆，增强粘结效果。当表面处理完成后15h内必须粘贴CFRP，否则会降低粘结强度。应用加速养护方法，比如电热毯或加热器来提高粘结剂的养护速度。
[0007]具体应用情形有:受弯构件加固(包括无损伤缺陷钢梁的加固、损伤钢梁的加固)、受拉(压)构件的加固、疲劳加固。
[0008]本发明的特点是:纤维增强复合材(FRP)由于具有比强度和比刚度高、耐腐蚀等特点，已在混凝土结构加固中得到广泛应用，FRP加固钢结构也显示出很好的效果。FBR材料具有较高的弹性模量，强度高；应力松弛性小，即在材料保持长度不变，应力随时间增长而降低缓慢；有良好的抗疲劳性能；有良好的耐久性能，如抗冻性、抗风化性、抗化学侵蚀性、疲劳性能、冲击韧性等。FRP加固钢结构方法具有有比强度高、施工快捷、施工后结构承载力明显提闻等特点。
【具体实施方式】
[0009]一种FRP加固钢结构的方法，其特征是本发明中的FRP采用的是碳纤维增强复合材料(CFBR)，具体是以中间相浙青(MP)基碳纤维为原料，中间相浙青基碳纤维是通过热聚合高芳香含量的同性浙青得到的具有中间相或液晶结构的浙青将其进行纺丝加工而制成的纤维，得到本发明中的FRP。
[0010]FRP加固修复钢结构是采用FRP板(或布)粘贴到无损钢梁部位，提高或改善其受力性能。
[0011]FRP加固钢结构的薄弱环节是钢与FRP界面间的胶粘剂，采用双组份的环氧树脂粘合剂，具有粘合强、连接性好的特点。在粘贴CFRP之前，加强钢材表面的处理可以增强粘贴强度和耐久性。表面处理或者喷砂处理可以从钢结构表面除去铁锈、各种涂料和油漆，增强粘结效果。当表面处理完成后15h内必须粘贴CFRP，否则会降低粘结强度。应用加速养护方法，比如电热毯或加热器来提高粘结剂的养护速度。
[0012]无损伤缺陷钢梁的加固:经过钢材表面除锈等处理后，在粘贴CFRP板之前先粘贴铝合金蜂窝板，这样可以提高钢材的抗弯抗压能力，得到加固钢材的效果。
【主权项】
1.一种FRP加固钢结构的方法，其特征是:基于碳纤维(CFRP)的加固方法，以中间相浙青(MP)基碳纤维为原料，中间相浙青基碳纤维是通过热聚合高芳香含量的同性浙青得到的具有中间相或液晶结构的浙青将其进行纺丝加工而制成的纤维，得到本发明中的FRP。
2.根据权利要求1所述的一种FRP加固钢结构的方法，其特征是:FRP加固修复钢结构是采用FRP板(或布)粘贴到钢结构构件损伤部位或者无损钢梁部位，提高或改善其受力性能，实现加固作用。
3.根据权利要求1所述的一种FRP加固钢结构的方法，其特征是:本发明采用双组份的环氧树脂粘合剂，具有粘合强、连接性好的特点，在粘贴CFRP之前，加强钢材表面的处理可以增强粘贴强度和耐久性，表面处理或者喷砂处理可以从钢结构表面除去铁锈、各种涂料和油漆，增强粘结效果，当表面处理完成后15h内必须粘贴CFRP，否则会降低粘结强度，，用加速养护方法，比如电热毯或加热器来提高粘结剂的养护速度。
4.根据权利要求1所述的一种FRP加固钢结构的方法，其特征是:具体应用情形有:受弯构件加固(包括无损伤缺陷钢梁的加固、损伤钢梁的加固)、受拉(压)构件的加固、疲劳加固等。
【专利摘要】本发明公开了一种FRP加固钢结构的方法。其技术方案是：一种FRP加固钢结构的方法，本发明中的FRP采用的是碳纤维增强复合材料（CFBR），具体是以中间相沥（MP）基碳纤维为原料，中间相沥青基碳纤维是通过热聚合高芳香含量的同性沥青得到的具有中间相或液晶结构的沥青将其进行纺丝加工而制成的纤维，提高或改善其受力性能，实现加固作用，本发明的特点是：纤维增强复合材（FRP）由于具有比强度和比刚度高、耐腐蚀等特点，已在混凝土结构加固中得到广泛应用，FRP加固钢结构也显示出很好的效果。FRP加固钢结构方法具有有比强度高、施工快捷、施工后结构承载力明显提高等特点。
【IPC分类】E01D22-00, E04B1-24, E04G23-02
【公开号】CN104695720
【申请号】CN201310657191
【发明人】马文超
【申请人】青岛平度市旧店金矿
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月9日