Reparação de rachaduras em vigas

1 Visão geral do projeto

Uma estrutura de betão armado de um edifício industrial com dimensões planas de 48 m x 30 m e um total de quatro pisos apresenta fissuras numa viga do segundo e terceiro pisos seis meses após a conclusão e utilização da estrutura principal. As características das fissuras das duas vigas são as mesmas. Uma fissura transversal surge na base do vão da viga e estende-se por ambos os lados. A altura da fissura atinge os 150 mm, e a camada de proteção cai ligeiramente na parte superior da viga. Uma fissura transversal surge na parte superior do suporte da viga (borda do pilar) e estende-se para baixo com um comprimento de 180 mm. A largura da fissura é superior a 0,3 mm, a forma é triangular, o bordo exterior é largo e a fissura estende-se para o interior, curta e gradualmente fina, atravessando a secção transversal da viga. Da análise do formato da fissura da viga, conclui-se preliminarmente que a fissura é provocada pela insuficiente capacidade de suporte da viga de betão. Para estar seguro, é necessário analisar e recalcular as causas das fissuras para confirmar se devem ser tomadas medidas de reforço para reforçar as vigas.

2 Análise de causa de fissuras

Nos desenhos, não existem paredes sobre as vigas. No entanto, devido à alteração da função de utilização, a Parte A não obteve o consentimento do projetista para construir 180 paredes com mais de 2 m de altura sobre as vigas sem autorização.

3 Esquema de reforço

3.1 Esquema 1: método de reforço de secção transversal crescente

Por modulação de amplitude, a estrutura de betão armado é reforçada na base da viga. O novo grau de resistência do betão é C25, ligeiramente superior ao do betão original (C20), como se pode observar na Figura 1. Requisitos de projeto e construção da armadura:

(1) Tratamento da interface da estrutura de betão original: cinzelar a uma profundidade de 10-25 mm e enxaguar a superfície de betão recém-derramado com o tratamento de agente de interface.

(2) A armadura de aço na base da viga tem 4x25. A armadura curta de 25 está soldada à armadura de aço do elemento original. O comprimento da armadura curta é de 125 mm e a distância central de cada armadura curta é de 500 mm. Através da ligação acima, as armaduras de aço novas e antigas trabalham em conjunto.

(3) A armadura em U deve ser instalada durante a armadura. Os estribos em U devem ser soldados sobre os estribos originais, com uma única soldadura de 10 dias. O diâmetro dos estribos em U é o mesmo dos estribos originais.

(4) A armadura é ancorada por meio de uma barra de aço de assentamento e a profundidade da coluna implantada é de 200 mm.

3.2 Esquema dois: Método de reforço com fibra de carbono colada

O princípio de funcionamento do método de reforço com fibra de carbono é utilizar materiais resinosos para unir fibras de carbono à superfície da estrutura, formando um composto de PRFC. Graças à resistência ao cisalhamento e à capacidade de ancoragem do ligante de alta resistência, este pode trabalhar em coordenação com os elementos estruturais, explorando ao máximo as propriedades de tração das fibras de carbono e alcançando o objetivo de reforçar os elementos estruturais.

Quando a fibra de carbono é utilizada para reforçar a viga, a chapa de fibra de carbono suporta apenas a força de tração, e não a pressão. Neste projeto, quando o suporte da viga é reforçado por flexão, as fibras de carbono são coladas em torno da coluna em ambos os lados da viga. A largura de cada lado é de 250 mm e o comprimento da borda do suporte é de 3300 mm. A viga é contornada e ancorada na parte inferior da placa. Quando a parte inferior da viga é reforçada por flexão, a parte inferior da viga é colada ao longo da direção longitudinal da viga, com uma largura de 250 mm e uma espessura de quatro camadas, até ao bordo do suporte.

O arco em forma de U feito de chapa de fibra de carbono é fixado em ambos os lados do ponto de ação da carga concentrada e em ambas as extremidades do suporte. A largura do arco é de 125 mm, o que pode aumentar a ancoragem da fibra de carbono na base da viga.

3.3 Comparação dos efeitos abrangentes dos esquemas de reforço

Por fim, escolha fibra de carbono para o reforço da viga.

4. Observações finais

O edifício foi colocado em utilização após ter sido reforçado. Dadas as condições de construção, a fibra de carbono e a superfície da viga estão bem aderidas. O ponto mais espesso é o arco em forma de U (cinco camadas) na base da viga, com uma espessura de 0,167 mm por camada. Isto basicamente não aumenta o tamanho da secção transversal e o peso próprio da viga. Cumpre os requisitos do proprietário em termos de período de construção, área útil, durabilidade dos materiais e qualidade da construção, e proporciona um efeito de reforço satisfatório.