Reforço de paredes e colunas de betão

O projeto é uma estrutura de parede de cisalhamento de pórtico de 23 andares. O tamanho da secção da coluna do pódio é de 400X500, o tamanho da secção da coluna do edifício principal é de 400X550 e a espessura da parede de cisalhamento do edifício principal é de 25. Foi utilizado betão comercial para verter durante a construção. Quando o corpo principal foi construído para o segundo piso, verificou-se que parte das paredes e colunas do primeiro piso estavam mal moldadas e a resistência do betão era inferior ao valor de projeto. Posteriormente, a resistência de cada parede e de cada coluna de toda a camada de betão foi testada à resistência local e à resistência ao ressalto. Os resultados do ressalto mostram que a resistência do betão do edifício principal com seis colunas e uma parede é de apenas cerca de C27 (67,5% da resistência calculada), e a resistência da parede de cinco pilares e duas peças é de apenas cerca de C32 (80% da resistência original de projeto). Embora a resistência do betão de algumas colunas na sala de grupo não cumprisse os requisitos de projeto, após verificação pode cumprir os requisitos de projeto sem reforço. Portanto, este projeto apenas reforça as paredes e colunas defeituosas do edifício principal.

1Determinação do plano de reforço

1.1 Reforço exterior com chapa de fibra de carbono. Para paredes e colunas com uma resistência do betão de cerca de C32, utiliza-se chapa exterior de fibra de carbono para melhorar a resistência à compressão e cumprir os requisitos de projeto.

1.2 Chapa interior de aço e chapa exterior de fibra de carbono. Para paredes e colunas com graus de resistência de betão até C27, são utilizadas chapas finas de aço coladas internamente (chapas finas de aço com largura de 500 mm e 6 mm) e chapa exterior de fibra de carbono para melhorar a resistência à compressão e satisfazer os requisitos de projeto.

A base para utilizar os métodos acima referidos para reforçar paredes e colunas defeituosas é:

① A chapa de fibra de carbono possui excelentes propriedades físicas e mecânicas, com uma resistência à tracção 10 a 15 vezes superior à do aço comum e um módulo de elasticidade próximo do da chapa de aço. As experiências demonstram que paredes e colunas defeituosas podem conter eficazmente o betão através da ação do arco da chapa de fibra de carbono, melhorando significativamente a ductilidade das colunas de betão comprimidas axialmente e permitindo que as paredes e colunas obtenham maior resistência à compressão. A resistência à compressão das paredes e colunas reforçadas com chapa de fibra de carbono pode atingir cerca de 1,4 vezes a do betão do mesmo tipo;

②A chapa de fibra de carbono é um material de espessura fina, leve e de excelente flexibilidade. Possui uma elevadíssima resistência à fadiga, resistência a ácidos e álcalis, resistência à fluência e resistência a altas temperaturas. Quando utilizada para reforçar colunas de parede, cumpre os requisitos de resistência à compressão, flexão e sismos, e basicamente não altera as dimensões exteriores após o reforço;

③Este tipo de método de reforço tem as vantagens de não destruir a estrutura original e de ser de construção simples. Após a conclusão do reforço, a estrutura não necessita de investimentos em custos de manutenção durante o processo de utilização e tem uma longa vida útil. Embora o preço dos materiais seja relativamente elevado, pode poupar custos de construção e apresentar benefícios abrangentes a longo prazo.

2Construção de reforço de folha de fibra

Folha de fibra: largura 100. Passo: 300. 2 camadas de espessura.

O processo de tratamento é: tratamento da superfície da base, limpeza da superfície da base, aplicação de primário, reparação de folheado, folha de fibra de carbono e manutenção.

3 O efeito do reforço de paredes e colunas

3.º Após o reforço com fibra de carbono, não há basicamente vestígios de reforço, e o tamanho geométrico da secção transversal é apenas 2 a 7 mm maior que o original.

3.2 Não é necessário considerar a manutenção no processo de utilização futura após o reforço. Embora o custo do reforço de fibra de carbono seja superior ao do reforço de aço colado, a sua velocidade de construção é rápida, o que pode poupar custos de construção. Também apresenta benefícios abrangentes a longo prazo.

3.3 Múltiplas observações realizadas no espaço de um ano após a conclusão do reforço mostraram que os pontos de medição na parede, na base da coluna e na parte superior da armadura não se alteraram, e o som fixo da batida do martelo na parte reforçada com fibra de carbono não se alterou. O ensaio de resistência ao ressalto no local foi novamente realizado, e os resultados do ressalto mostraram que a resistência mínima do betão da parede e da coluna reforçadas foi de C41 (102,8% da resistência de referência) e a máxima de C45 (113,2% da resistência de referência), todos cumprindo os requisitos de projeto (a resistência de projeto é de C40).