从构件疲劳破坏谈钢筋混凝土结构加固

钢筋混凝土结构是目前常见的结构形式，伴随着时间的推移，钢筋混凝土结构出现运营障碍是很常见的现象，对它的维修加固是关系生命安全的很重要的工作。

在所有外力对钢筋混凝土结构的破坏中，疲劳破坏是结构承载能力退化的主要原因之一。

疲劳破坏，是指材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的长久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。

理解疲劳破坏并不难，例如地震，地震对建筑物的损坏一般是对建筑材料的疲劳破坏。

地震来临时，“山崩地裂”“地动山摇”，我们知道建筑物是建造在地面上的，其所受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。也就是说，建筑物震损有三种方式：上下颠簸、水平摇摆、左右扭转。多数时候，还是三种方式的复合作用。

地震波传播方式有纵波、横波、面波，由于地球表层岩性的复杂性，传播过程中也会出现像激流中“漩涡”的复杂情况。纵波使建筑物上下颠簸，力量非常大，建筑物来不及跟着运动，使底层柱子和墙突然增加很大的动荷载，叠加建筑物上部的自重压力，若超出底层柱、墙的承载能力，柱、墙就会垮掉。底层垮掉后，上面几层建筑的重量就像锤子砸下来一样，又使第二层压坏，发生连续倒塌，整个建筑直接“坐”下来，原来的第三层瞬间变为“第一层”。

面波使建筑物水平摇摆，相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力，若底部柱、墙的强度或变形能力不够，就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒。

第三种作用是扭转。引起扭转的原因是有的地震波本身就是打着“旋儿”过来的，也有的情况是因为面波到达建筑物两端早晚的时间差引起的。这种情况引起建筑物扭动。建筑物一般抗扭能力较差，很容易扭坏。震区有的房子角部坍塌，多属这种情况。

在中国唐山、汶川、雅安等特大地震中，生灵涂炭，人民损失惨重，其中很重要的原因是我们的房屋建筑抵御强烈地震的能力太低。2008年之后，全社会对建筑抗震给予关注，社会加大抗震设防力度，而在工程界，采用粘贴碳纤维布抗震加固建筑物成为潮流。

大量的工程实践表明，界面粘结性能良好可以很大程度上提高加固工程的结构可靠性，减少加固构件在运营阶段的风险，有效防止粘结界面提前发生剥离破坏，保障了整体加固结构的安全性和经济性。

地震对任何材料都会发生疲劳破坏，因此工程结构加固用碳纤维胶必须考虑疲劳极限，以免造成不必要的财产损失和人身伤亡事故。

疲劳强度，是指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。

《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728-2011中对加固材料的疲劳强度注有测定方法，悍马遵照国标对碳纤维浸渍胶做疲劳强度实验：

在室温下，以频率5Hz、应力比5:1.5、大应力为4.0Mpa，经200万次等幅正弦波疲劳荷载作用后，观察试件是否被破坏。

实验证明，在经200万次等幅正弦波疲劳荷载作用后，试件不破坏。拥有稳定的疲劳强度是地震面前碳纤维布加固支撑构件的至关重要的性能。

后，我们需明白，结构物在强烈地震中不损坏是不可能的，抗震设防的底线是建筑物不倒塌，只要不倒塌就可以大大减少生命财产的损失，减轻灾害。抗拉强度≥3400MPa、高强、轻质、耐腐蚀的碳纤维布，配套高强粘结性能的碳纤维浸渍胶，抗震加固效果可达较好。在生死攸关的瞬间，多延缓一秒倒塌时间，就是多争取一秒逃生时间，就是多一份伟大生命的重生。这是加固人的使命，也是信仰。