Reforço do Centro de Exposições de Xangai

Visão geral estrutural e projeto de retrofit

A parte principal do salão central do Centro de Exposições de Xangai é constituída por uma estrutura de arco de betão armado composta por 13 grandes arcos com um vão de 30 m e uma altura de 19,5 m. A espessura da laje de betão da cobertura é de 80 mm, e um grande arco é utilizado como fulcro para formar uma laje de betão de casca de aço arqueada unidirecional com um vão de 6 m. Devido à qualidade da construção inicial e à exposição solar e à chuva nos últimos 50 anos, um grande número de superfícies de favo de mel e cânhamo apareceram na superfície de betão do painel da cobertura em arco. Existe uma fenda que atravessa a secção do arco na superfície superior do painel da cobertura. Várias fissuras com comprimentos variados, a largura da fissura é de 0,1-0,2 mm.

Devido aos padrões de projeto e construção mais baixos nos primeiros tempos, a capacidade de suporte das lajes arqueadas é inferior aos padrões atuais. A laje arqueada é simplificada numa laje contínua unidirecional de múltiplos vãos, calculada pelo programa PKPM. A armadura da nervura principal da laje é inferior ao padrão atual de projeto sísmico em cerca de 30%.

Considerando as características de tensão da laje do telhado, os momentos de flexão positivos e negativos da laje do telhado são todos reforçados com tecido de fibra de carbono.

No projeto de reforço, a manta de fibra de carbono é convertida na quantidade de varões de aço de acordo com a resistência e calculada de acordo com o mesmo método de cálculo da resistência à flexão dos elementos de betão armado. O método do estado limite é utilizado para calcular o estado limite da capacidade de carga e o estado limite de utilização normal. A manta de fibra de carbono é colada ao longo da direção da armadura principal em caso de resistência insuficiente da estrutura de betão armado com aço. As medidas específicas são as seguintes: na parte inferior da laje arqueada, ao longo da direção da viga arqueada vertical, cole uma camada de manta de fibra de carbono com 200 mm de largura e um espaçamento de 500 mm na base de cada vão, sendo o comprimento igual à distância líquida entre as vigas arqueadas. Ao longo da direção da curvatura da viga arqueada, uma camada de manta de fibra de carbono com 200 mm de largura é colada na linha média da base do arco de cada vão.

Na parte superior da laje arqueada do telhado, perpendicular à direção da viga arqueada, com a viga arqueada como linha central, cole uma camada de tecido de fibra de carbono de 250 mm × 3500 mm com um espaçamento de 1000 mm em cada viga arqueada. Ao mesmo tempo, cole uma camada de tecido de fibra de carbono longo com uma largura de 250 mm e um espaçamento de 1000 mm, sem escalonamento do tecido de fibra de carbono curto com a abóbada. Cole uma camada de tecido de fibra de carbono na linha central da placa arqueada ao longo da curva da viga arqueada. Adota-se tecido de fibra de carbono Horse UD200, a espessura do tecido é de 0,111 mm, a largura é de 300 mm e a densidade superficial é de 200 g. Principais indicadores técnicos: a resistência à tracção é de 3800 MPa, o módulo de tracção é de 230 GPa e o alongamento é de 1,6%.

Vantagem do reforço de fibra de carbono para o Centro de Exposições de Xangai

Do ponto de vista do desempenho mecânico, o tecido de fibra de carbono Horse tem uma elevada resistência à tracção e desempenho à fadiga, o que é adequado para o reforço da maioria das vigas, lajes e paredes de betão do Centro de Exposições de Xangai.

Do ponto de vista das características do material, a fibra de carbono Horse é utilizada como um material flexível em espiral, que pode ser utilizado para contornar diversas instalações de condutas e penetrar paredes e furos, de acordo com as necessidades do estaleiro. A construção pode ser realizada em caixas de elevadores e escadas em espaços estreitos. Pode também ser sobreposta em qualquer formato para reforçar a estrutura de formas complexas.

Do ponto de vista da aplicação prática, a tecnologia de betão reforçado com fibra de carbono Horse evita as desvantagens de outros métodos de reforço, tais como o aumento do tamanho da estrutura, a redução do espaço de construção, o aumento do peso, o longo período de construção e a baixa resistência à corrosão. A planta original do centro de exposições é garantida em grande medida, e a visão desta renovação e renovação é refletida.

Em termos de controlo de engenharia, a tecnologia de betão reforçado com fibra de carbono da Horse visa atingir o objetivo de reforço colando tecido de fibra de carbono no exterior da estrutura de betão e através da força conjunta dos dois.

Em termos de economia técnica, em comparação com a tecnologia de reforço tradicional, a tecnologia de betão reforçado com fibra de carbono Horse apresenta um bom desempenho económico. À primeira vista, o preço do material do tecido de fibra de carbono é relativamente mais elevado, mas quando utilizado em projetos de reforço, o seu custo total é mais baixo.

Resumo

O projeto de reforço e renovação do Centro de Exposições de Xangai é o maior projeto de restauro de edifícios históricos de proteção de Xangai. A laje arqueada do átrio central do centro de exposições adota a tecnologia de reforço de fibra de carbono, que melhora eficazmente a capacidade de carga e a durabilidade estrutural da laje arqueada original.