Fissuras em betão reforçado com fibra de carbono

Visão geral do projeto

Um edifício industrial ligeiro de dois pisos possui uma estrutura de vigas e pilares no piso térreo, com um vão de 9 m entre vigas e um espaçamento de 6 m entre vigas. O piso superior é uma estrutura de tijolo e betão. A viga principal utiliza vigas de betão armado pré-fabricadas no local, e a extremidade superior é soldada à chapa de aço embutida na lateral da coluna através de peças embutidas. O pavimento é feito de betão armado pré-fabricado. Durante a utilização, verificou-se que duas das superfícies da viga apresentavam fissuras diagonais penetrantes junto às duas extremidades da viga. A largura máxima da fissura é de 5 mm e o comprimento varia entre 20 a 200 mm, como se pode observar na Figura 1.

Análise de danos

1 Julgamento do modo de rotura Da superfície, o modo de rotura da viga principal da estrutura é muito semelhante à rotura por cisalhamento. O julgamento preliminar é a rotura por cisalhamento causada pela capacidade de cisalhamento insuficiente da viga. Considerando que o reboco da superfície da viga pode ter um efeito adverso na análise e no julgamento, é decidido conduzir uma inspeção e análise adicionais após a remoção do reboco. Quando o reboco foi removido, não foi encontrada qualquer fissura na extremidade da viga. Foram encontradas várias pequenas fissuras na viga perto do meio do vão, a direção era perpendicular ao eixo da viga, o espaçamento era uniforme e o comprimento das fissuras era de cerca de 1/3 a 1/2 da altura da viga. De acordo com a fissura da viga, pode-se concluir basicamente que a viga está danificada devido à capacidade de flexão insuficiente, e a possibilidade de danos devido à capacidade de cisalhamento insuficiente é descartada.

2. Análise da causa do dano

A ausência de desenhos técnicos da estrutura original dificultou a determinação da causa dos danos estruturais. Após investigação no local, foram constatadas operações ilegais na construção da viga principal, tendo os trabalhadores de campo reportado que a viga não cumpria o tempo de manutenção especificado, tendo sido necessário o levantamento da estrutura. Considerando os danos na viga e a grande deflexão, a falta de resistência do betão pode ser uma das razões para o insucesso da pecuária. Após uma cuidadosa investigação no local, verificou-se que a parede de tijolos de dois andares foi construída diretamente sobre o pavimento de betão armado. Esta carga não existe no projeto original da estrutura. Devido à alteração artificial da carga estrutural, a força estrutural real é inconsistente com a carga de projeto.

Após o ensaio de carbonização do betão, não foram encontradas situações anormais. Considerando que a resistência do betão pode ser um fator de dano, a combinação de ultrassons e ressalto é utilizada para testar a resistência do betão. Após a conversão de acordo com o método especificado na especificação, a resistência à compressão cúbica do betão obtida cumpre os requisitos do projeto original C25.

De acordo com os resultados da investigação no local e da análise de dados experimentais, as principais razões para os danos estruturais são as seguintes: (1) A alteração artificial da utilização da estrutura resulta numa grande discrepância entre a carga real e a carga de projeto; (2) O modelo de cálculo simplificado da estrutura durante o projeto Tratado com vigas fixas em ambas as extremidades, resultando numa configuração insuficiente do reforço de aço de flexão de secção transversal.

Método de reforço da estrutura da viga

Considerando que o edifício da fábrica está em utilização e o espaço interior é limitado, não é adequado utilizar o método de aumento da secção transversal com um longo período de construção. Existem materiais inflamáveis no edifício da fábrica, pelo que os equipamentos de soldadura não são adequados. Com base nas vantagens e desvantagens dos métodos acima referidos, decidiu-se utilizar tecido de fibra de carbono unidirecional para reforçar a viga danificada.

Entre eles, o tecido de fibra de carbono de 300 g é utilizado para resistência à flexão, e a sua função é equivalente às barras de aço longitudinais em betão armado. O tecido de fibra de carbono de 200 g é utilizado para restringir o tecido de fibra de carbono de 300 g e, ao mesmo tempo, tem uma certa resistência ao cisalhamento para garantir que a falha por cisalhamento da estrutura sob carga acidental não ocorre antes da falha por flexão.

Para concluir

A utilização de tecido de fibra de carbono para reforço estrutural é um novo tipo de método de reforço estrutural. Devido à sua construção simples, boa resistência à corrosão e à fadiga, pode ser adequado para diversos formatos de estruturas reforçadas. Apresenta inúmeras vantagens, como a elevada resistência, sem aumento de peso estrutural e sem ocupação de espaço. É um novo tipo de material de construção que pode ser amplamente utilizado no reforço estrutural e na reconstrução de edifícios existentes.