Reforço de Vigas de Betão Armado

1Visão geral do projeto

Um edifício de escritórios possui uma estrutura de quatro pisos com uma fundação independente. A altura do primeiro piso é de 4,8 m, e a do segundo ao quarto piso é de 3,3 m. A área construída é de aproximadamente 1910 m². O edifício de escritórios é um edifício novo. A fachada original do edifício era feita de tinta de pedra natural, mas foi agora substituída por pedra seca.

2 Projeto de Reforço

2.1 Análise de cálculo

O edifício de escritórios é uma estrutura nova, e a estrutura original do edifício não foi testada e identificada antes da renovação ser colocada em utilização. A fachada do edifício foi alterada de pintura de pedra real para pedra suspensa seca, e a carga estrutural do edifício mudou. Com base no modelo de cálculo PKPM da estrutura original do edifício, foi aplicada a carga real na parede exterior e o cálculo foi novamente verificado. Através da comparação e análise dos resultados de cálculo do software e dos resultados de cálculo do modelo de estrutura original do edifício, a capacidade de suporte da fundação da estrutura original e a capacidade de suporte da coluna de betão da estrutura cumprem os requisitos, não sendo necessário qualquer reforço. O momento fletor negativo da viga da estrutura em alguns pisos não cumpre os requisitos. Se não forem tomadas medidas de reforço, haverá um risco para a segurança estrutural do edifício de escritórios.

2.2 Esquema de reforço

As vigas de betão armado são insuficientemente reforçadas em momentos negativos, e o esquema de reforço consiste em aumentar a secção transversal do topo da viga e reforçá-lo com aço. Reforço com secção transversal alargada no topo da viga: corte da camada de proteção, instalação da armadura, amarração da armadura, apoio da cofragem, betonagem e cura do betão, resultando num período de construção mais longo. Reforço do topo da viga com aço: superfície de betão polido, chapa de aço colada, fixada com chumbadores químicos, proteção da superfície da chapa de aço, construção simples e curto período. Para encurtar o período de construção e, ao mesmo tempo, reduzir o custo, a viga de betão armado é reforçada com chapa de aço colada no topo da viga.

O cálculo mostra que o reforço de aço de ligação superior da viga de betão armado adota chapa de aço de grau Q235B com uma espessura de 5 mm, que cumpre os requisitos de capacidade de carga da parte superior da viga.

3 Construção de Reforço

3.1 Materiais de Construção

As vigas de betão armado são fixadas com aço para reforçar as chapas de aço utilizando aço Q235B, e o adesivo estrutural de aço colado utiliza adesivo estrutural de nível A. O desempenho do aço deve cumprir os seguintes requisitos:

1) A relação entre o valor medido da resistência ao escoamento do aço e o valor medido da resistência à tracção não deve ser superior a 0,85;

2) Deve existir um degrau de cedência evidente e o alongamento não deve ser inferior a 20%;

3) O aço deve apresentar boa soldabilidade e resistência ao impacto qualificada.

O adesivo para reforço estrutural (adesivo para colagem) utiliza adesivo estrutural de nível A, devendo o seu desempenho cumprir os requisitos do Artigo 4.2.2 da norma nacional "Especificação Técnica para Avaliação de Segurança de Materiais de Reforço de Estruturas de Engenharia" GB50728-2011.

3.2 Requisitos técnicos de construção

Processo operacional de construção de armaduras de aço para a colagem de vigas de betão armado em edifícios de escritórios: tratamento da superfície das vigas de betão - tratamento da superfície das chapas de aço - preparação do adesivo - colagem e colagem - cura, deteção de erros químicos e solidificação de erros - inspeção - anticorrosão.

A implementação da armadura de aço autocolante é realizada de acordo com o "Código para o Projeto de Reforço de Estruturas de Betão" GB50367-2013. Os seguintes aspectos devem ser considerados durante a construção da armadura de aço auto-adesiva para vigas.

1) Quando se utilizam chapas de aço adesivas para reforçar estruturas de betão armado, deve ser dada prioridade à descarga dos elementos estruturais originais, para além do seu próprio peso, sendo que a construção só poderá ser realizada após a descarga.

2) Antes do reforço da viga de betão, deve ser removida a camada superficial de estuque (ou gesso), manchas de óleo, sujidade, camadas deterioradas, etc. devem ser removidas, as depressões maiores devem ser reparadas com cola estrutural e o pó da superfície deve ser removido e limpo. Após a secagem completa, limpe a superfície com algodão absorvente humedecido em acetona.

3) A superfície de colagem da chapa de aço deve ser desoxidada e rugosa. Pode ser polida com jato de areia, lixa ou rebolo plano até aparecer um brilho metálico. Quanto maior a rugosidade, melhor. O padrão de lixagem deve ser perpendicular à direção da força na chapa de aço. Limpe com algodão absorvente embebido em acetona.

4) A cola para estruturas de construção é composta por dois componentes, A e B. Pegue num recipiente limpo e num instrumento de pesagem para misturar de acordo com as instruções e utilize um misturador para misturar durante cerca de 5 a 10 minutos até que a cor fique uniforme. É melhor misturar no mesmo sentido, evitando a formação de bolhas de ar e o local deve ser bem ventilado.

5) Após a preparação do adesivo, aplique uma espátula na superfície da chapa de aço processada (ou superfície de betão). A secção do adesivo deve ser triangular, com uma espessura de cerca de 3 mm no meio e uma espessura de cerca de 1 mm nas extremidades. De seguida, cole a chapa de aço à superfície de betão, faça furos na viga e fixe-a com a bucha química M12 preparada.

6) Após a colagem da chapa de aço, bata-a na superfície colada com um martelo manual. Se não houver cavitação, significa que a colagem está densa; caso contrário, a chapa de aço deve ser removida e colada novamente.

7) Tratamento anticorrosivo, a superfície da chapa de aço deve ser escovada e lixada ou pendurada com rede de arame de aço e aplicada com argamassa de cimento de alta resistência com espessura não inferior a 25 mm como camada protetora.

4 Conclusão

Em termos de projeto, o método de reforço com chapa de aço colada pode melhorar significativamente o desempenho de carga dos elementos de betão armado e satisfazer os requisitos de maior capacidade de carga das estruturas de betão armado. É um dos métodos de reforço preferenciais para programas de reconstrução e reforço estrutural de edifícios. Na construção com o método de reforço com chapa de aço colada, a tecnologia de construção do reforço com chapa de aço colada deve ser totalmente divulgada antes da construção, e a qualidade da construção do reforço deve ser rigorosamente controlada durante o processo de construção.