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Envoltório de fibra de carbono para viga
Capacidade insuficiente de flexão e cisalhamento da viga
Através da análise de cálculo e aplicação de engenharia da estrutura de betão reforçada por invólucro de CFRP colado, é demonstrado que o método de reforço por invólucro de CFRP é uma tecnologia de reforço eficaz para estruturas de betão.
Um projeto de construção abrangente de uma empresa de desenvolvimento de Nanquim está localizado no subúrbio leste da cidade. Possui seis andares. Os dois pisos inferiores são de pórticos e os quatro pisos superiores são de colunas de pórtico com um formato especial. A área total do pavimento é de 8.000 m². O piso original do projeto é um centro comercial e a função dos dois pisos superiores é residencial. Devido à mudança de função de utilização, a carga do pavimento aumenta. De acordo com o aumento da carga, toda a estrutura é verificada e calculada. Os resultados mostram que a capacidade de flexão e cisalhamento das vigas no âmbito local da estrutura do segundo piso é insuficiente, e a capacidade de suporte à flexão das lajes é insuficiente.
Como o edifício já foi construído e utilizado, os restantes pisos deverão estar em funcionamento normal durante o período de reforço. Após uma comparação abrangente dos esquemas (ver tabela 1), decidiu-se finalmente utilizar pasta de envoltório de fibra de carbono e o método de reforço de aço colado localmente.
| Item | Structural strengthening methods | ||
| FRP strengthening | Steel jacketing | Enlarged section | |
| Application | Widely | Restricted | -- |
| Weight | Light | Heavier | Heavier |
| Strength | High strength | High | -- |
| Reinforcement coordination | Good | Good | Good |
Length and lap | The length is arbitrary, and the lap is convenient. | Limited length, welded connection | -- |
| Price | High | High | Lower |
Durability | Good | Lower | Good |
Construction period | Short perio | Longer period | Longer period |
Difficulty of operation | Simple operation | Complex | Complex |
| Impact on the outside world | Small | Big | Big |
Material de reforço
O aço colado F W B adota chapa de aço Q345 de 4 m, envoltório reforçado com fibra de carbono de 0,167 m de espessura (ou 300 g/m) e adesivo correspondente grau A. O adesivo correspondente inclui adesivo de fundo, massa epóxi niveladora e resina de ligação.
Projeto de reforço
No plano reforçado do segundo piso, a capacidade de suporte da distância de flexão negativa do piso deve ser aumentada em 25%. De acordo com os cálculos e análises, a deficiência da distância de flexão negativa do pavimento reside na utilização de uma única camada de fibra de carbono (CFRP) com 200 m de largura e 400 m de comprimento, totalizando 2.500 m de comprimento. A capacidade de suporte da viga Liang Shouwan necessita de ser aumentada em 20%, e três camadas de tecido de fibra Liang Kuan devem ser coladas ao longo da base da viga. Além disso, os arcos em forma de "U" são colados nos suportes em ambas as extremidades da viga e em ambos os lados da viga secundária para reforço de cisalhamento, e as ancoragens longitudinais de entrada da barra com 200 m de largura são coladas em ambas as extremidades dos arcos em forma de "U".
Processo de construção do reforço e efeito de reforço
A superfície da chapa de aço colada à superfície do componente de betão deve ser à prova de ferrugem, e o material à prova de ferrugem deve ser inofensivo para a chapa de aço e para o adesivo.
O projeto utilizou, na realidade, cerca de 145 m de invólucro reforçado com fibra de carbono, concluído em 15 dias úteis. A camada mais espessa é o arco em forma de "U" na base da viga, e três camadas de invólucro reforçado com fibra de carbono com 0,167 mm de espessura. Basicamente, não aumenta o peso e as dimensões geométricas da estrutura, atendendo aos requisitos do proprietário em termos de prazo, espaço útil e qualidade da construção. Além disso, a ligação entre o invólucro de CFRP e a superfície de betão é intacta, a durabilidade é boa e o efeito de reforço é notável.
Observações finais
Através da análise de cálculo e da aplicação de engenharia da estrutura de betão reforçada com invólucro de CFRP colado, demonstrou-se que o método de reforço com invólucro de CFRP é uma tecnologia de reforço eficaz para estruturas de betão. Comparada com a tecnologia de reforço tradicional, a tecnologia de betão reforçado com invólucro de fibra de carbono apresenta um bom desempenho económico abrangente. A aplicação de estruturas de betão reforçado com fibra de carbono apresenta amplas perspetivas de aplicação.
