目前“城市更新”正在以三种方式推进旧城发展:保留维修、改建加建、拆旧建新。对于老旧维修或者改建加建项目有些面临着不同程度的构件破坏、结构性能老化、承载力不足等问题,需要通过加固改造来修复结构受力与抗震性能、改善建筑使用功能、消除房屋建筑安全隐患。现阶段混凝土建筑加固从设计以及现有加固材料考虑主要通过粘贴碳纤维布、粘贴钢板、增大截面、外包型钢、裂损基础压力注浆、托梁拔柱等方式来提高构件结构性能。基于碳纤维布和钢材在抗拉强度、弹性模量等力学性能上具备一定的相似性,粘贴碳纤维布和粘贴钢板加固原理以及施工工艺大致相同:利用树脂类胶结材料将碳纤维布(碳纤维胶)或钢板(结构粘钢胶)粘贴于结构表面,并与结构构件形成整体受力体系,增强被加固构件的抗弯或抗剪能力,从而达到对结构加固补强及改善结构受力性能的目的。
但就于材料本身特性又存在一些项目加固在设计以及施工中的运用取决的差异性:
碳纤维布强度高,密度小,厚度薄,基本不增加加固构件自重及截面尺寸,市场上一般有两种型号0.111mm(200g)和0.167mm(300g),相比钢板具备良好的抗拉性能。适用面广,对于施工截面要求不高特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固。施工便捷,无需大型机具设备,没有湿作业,无需动火,无需现场固定设施,占用施工现场场地少,施工工效高。同时具备高耐久性,非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用。
相比碳纤维布,钢板的物理力学性能为各项同性,受力性能好。粘贴钢板加固可以显著增加结构的承载能力,提高抗震性能。同时可以适用于对于加固整体受自身重量影响不大的各类标准构件(梁、板、墙、柱),尤其对于结构构件需要较大的承载能力提升和抗震性能改善,粘贴钢板加固更适合。
对于实际选用粘贴碳纤维布还是选用粘贴钢板要结合具体构件需要提高的性能、现场可以施工的作业面以及经济性周全考虑设计,同时保证施工工艺各个细节的满足来提高构件的结构性能达到安全以及延缓使用周期。