Reforço Sísmico de um Edifício Público

O edifício público funciona como edifício de ensino. Foi construído em 1960. O corpo principal é uma estrutura de estrutura interna de quatro andares com colunas de duas filas. A coluna da estrutura interna adota uma fundação independente. A profundidade de enterramento da fundação é de -3,2 m, a altura do edifício é de 20,4 m e a área local é de alvenaria de quatro pisos. A estrutura física, a área do edifício é de 8.267 metros quadrados e o layout da planta é apresentado na Figura 1. Devido ao tempo de construção anterior do edifício, a fortificação sísmica não foi considerada no projeto. Os estribos das extremidades das vigas e colunas na zona dos nós da estrutura interior não são densificados, de modo a que o edifício tenha capacidade sísmica suficiente. De acordo com a "Norma de Avaliação Sísmica de Edifícios" (GB0023-95), foi realizada a avaliação sísmica do edifício. A conclusão mostrou que a área dos nós da viga-coluna da estrutura interior necessita de ser reforçada sismicamente, uma vez que o diâmetro e o espaçamento dos estribos não cumprem os requisitos.

Determinação do plano de reforço sísmico

A área dos nós viga-pilar da estrutura de pórtico é complexa devido à força exercida. Para garantir o princípio de projeto de "nós fortes e elementos fracos" previsto no código, é geralmente adotado o princípio de reforço em arco em determinadas zonas das extremidades dos pilares e vigas para evitar falhas frágeis na zona dos nós e melhorar o desempenho sísmico da estrutura. Devido aos requisitos de período de construção, capital e função do edifício, este projeto apresenta muitas restrições ao plano de reforço, e o plano de reforço sísmico tradicional é difícil de implementar. Com base nisto, formulamos vários planos razoáveis e comparamos as vantagens e desvantagens de cada plano para determinar o melhor plano.

Opção 1 - Método de reforço de aço colado

O método de reforço de aço por colagem é um método de reforço tradicional normalmente utilizado na China. No entanto, a interface entre a cola adesiva e a chapa de aço pode enferrujar facilmente, o que enfraquece a resistência da colagem e afeta o efeito do reforço.

Opção 2 - Método de reforço de fibra de carbono aglomerada

Comparada com os métodos tradicionais de reforço, esta tecnologia apresenta muitas vantagens evidentes, tais como alta resistência e alta eficiência, construção conveniente, vasta gama de aplicações e boa durabilidade do material. Devido aos elevados requisitos da tecnologia de reforço neste projeto, os métodos tradicionais de reforço são difíceis de trabalhar. O reforço com fibra de carbono é mais adequado porque requer menos equipamento e ferramentas, não produz chamas abertas, não altera o tamanho da estrutura original, não aumenta a carga da estrutura original e tem menor impacto na construção. A comparação dos esquemas é apresentada na Tabela 1. Pode-se observar que o esquema 2 é um método de reforço mais adequado para este projeto.

No projeto do reforço, com base nos estribos originais das vigas e colunas de betão, a fibra de carbono é colada ao longo da direção em U ou circunferencial, perpendicular à direção axial do elemento. A taxa total de conversão do arco cumpre os requisitos das especificações correspondentes, e o desempenho sísmico da área da junta é significativamente melhorado.

O reforço da estrutura principal deste projeto foi concluído. A área de ligação em fibra de carbono é de 300 metros quadrados e o prazo total de construção é de 20 dias. O prazo de construção é garantido, a qualidade do reforço também foi bem garantida e foi obtido um bom benefício abrangente.