Devido à atualização das especificações e ao surgimento de estruturas em camadas, alguns edifícios que não podem satisfazer os requisitos de utilização precisam ser reforçados para garantir a sua segurança. Como um componente importante na estrutura, o reforço de colunas é particularmente importante.O artigo introduz principalmente vários métodos de reforço de coluna, incluindo o método de seção crescente, o método de armadura de aço colado externamente, o método de reforço de material composto reforçado com fibra de carbono e o método de reforço de placa de cobre cola.E foco na análise dos princípios de projeto de vários métodos de reforço, que podem ser usados como referência para a prática de engenharia de reforço

Método de reforço de secção alargada

O método de reforço de seção aumentada utiliza materiais de concreto para aumentar a área de corte transversal da barra original, melhorando assim a capacidade de carga e rigidez da barra original. Como um dos métodos tradicionais de armadura, o método de armadura de seção transversal ampliada possui uma tecnologia muito madura, que é caracterizada por construção simples e é adequado para componentes onde o tamanho da seção transversal do pilar de concreto é muito pequeno ou a relação de compressão axial precisa ser significativamente melhorada. Ao projetar, é necessário adicionar barras de aço longitudinais em vários ou todos os lados da seção do pilar de acordo com a situação específica e despejar concreto para fortalecer o pilar. Durante a armadura, as barras de aço novas e velhas devem ser soldadas para fazer um bom trabalho na combinação do concreto novo e velho.

Método de reforço de aço de ligação externa

O método de reforço de aço de ligação externa é um método de reforço em que o aço de seção (aço angular, placa de aço plana, etc.) é enrolado na superfície do membro, e o quadro é formado pelo material afixado, e o adesivo estrutural é ligado ao membro original para alcançar um efeito de trabalho comum. Todos ou parte dos componentes originais são substituídos pela estrutura de aço de outsourcing, de modo a alcançar o objetivo da estrutura de aço de outsourcing e os componentes originais sob a mesma força.O processo de construção da coluna retangular é que os quatro cantos da coluna são enrolados com aço angular, e as colunas são separadas por uma certa distância na direção transversal e soldadas com placas.

A vantagem do método de reforço de aço ligado externamente é que o tamanho da seção do membro não é significativamente aumentado, e tem um bom efeito na melhoria da capacidade de rolamento do membro.O aço externo tem a função de restringir o concreto do componente, o que melhora a capacidade de rolamento e ductilidade da coluna original.O método de reforço de aço de união externa também tem as características de construção simples e curto período de construção.No entanto, a desvantagem do método de aço externo é que ele custa mais materiais e a construção é mais complicada, especialmente para a armadura de aço exterior, ancoragem e construção de união na área do nó de moldura.

Método de reforço de material reforçado com fibra de carbono (CFRP)

A tecnologia da armadura de estrutura de fibra de carbono colada é usar adesivo estrutural para colar o material compósito de fibra na superfície do componente, principalmente na superfície da principal área de tensão do componente, para melhorar a resistência à flexão, cisalhamento e compressão de concreto da seção.

Porque materiais compósitos de fibra e concreto são dois materiais com propriedades diferentes.A dificuldade do método de reforço de material compósito de fibra é garantir que o material reforçado de fibra possa coordenar a força com o membro original.O estudo da interface entre os dois é a dificuldade do método de reforço. Além disso, a alta resistência e o baixo módulo elástico dos materiais de fibra também são um fator que os impede de exercer seu efeito máximo de armadura. Para fazer com que o método de armadura composta com união de fibra exerça seu efeito de reforço, é necessário garantir que o material de armadura e o membro original tenham medidas de ancoragem suficientes.

Método de reforço da placa de aço colado

O método de reforço de chapa de aço de fixação é uma nova tecnologia de reforço para a construção de engenharia estrutural, que é semelhante ao método de reforço de aço externo.A diferença entre os dois é que a armadura de aço-ligada utiliza principalmente uma placa de aço fina para ser colada na superfície principal do rolamento do membro para melhorar a capacidade de rolamento da seção.Para vigas ou placas simplesmente suportadas, a placa de aço deve ser colada na superfície inferior da barra. Quando a capacidade de rolamento da armadura na zona de momento de flexão negativa é insuficiente, a placa de aço deve ser fixada ao topo do componente. Além disso, o reforço de aço de vara do componente contínuo é afetado por obstáculos como colunas de parede, e medidas correspondentes precisam ser tomadas. Comparado com outros métodos de armadura, o método de chapa de aço de colagem tem muitas vantagens, que são mostradas em: não altera a forma do componente de concreto, não afeta o espaço de construção, e a construção é conveniente e rápida.

Estudo de caso

Adição e reforço da secção B do edifício principal de ensino de uma escola.O edifício de ensino original tem 4 andares. Devido às exigências funcionais, 2 pisos de estruturas de aço precisam ser adicionados ao topo do edifício. Ou seja, a estrutura original é aumentada por uma estrutura de aço de dois andares, o piso é uma placa de aço perfilada piso composto, eo telhado é um telhado de aço leve.O nível de segurança da estrutura do edifício é Classe II, e a classe de proteção sísmica do edifício é Classe C. Grau sísmico estrutural: quadro de concreto é grau três, estrutura de aço é grau quatro.A intensidade da fortificação sísmica é de 7 graus (0.1g), e o grupo de terremoto projetado é o primeiro grupo. Categoria do estaleiro: Classe II.

Devido à adição de mais duas camadas de estrutura de aço, a razão de compressão axial de alguns pilares não atende aos requisitos sísmicos, e os pilares precisam ser reforçados. Há muitas maneiras de reforçar as colunas. Nos quatro métodos de reforço introduzidos neste artigo, cada método pode ser utilizado em princípio.O método de reforço adequado deve ser selecionado de acordo com a situação específica.Este projeto requer que o espaço de uso da estrutura original não seja reduzido tanto quanto possível e o período de construção é relativamente curto, de modo que o método de aumentar a seção de coluna não pode ser usado para reforço.É bom colar reforço de fibra de carbono, mas porque após adicionar 2 camadas de estrutura de aço, de acordo com o cálculo, é necessário colar mais de 3 camadas de fibra de carbono, que é relativamente caro, então consideramos usar aço externo para reforço. Além deste método de armadura, o aço externo e o antigo pilar de concreto armado podem trabalhar em conjunto para melhorar a capacidade de rolamento do pilar.A coluna de aço exterior forma uma faixa apertada geral, que retém parcialmente o concreto original. Aumentar a resistência à compressão do concreto original também pode aumentar a capacidade de rolamento do pilar.O diagrama de reforço é mostrado na figura abaixo.

Em conclusão

Este artigo introduz as respectivas características do método de seção ampliada, o método de armadura de aço externamente colada, o método de armadura de material composto reforçado com fibra de carbono e o método de armadura de chapa de aço colada.No projeto de reforço e renovação de pisos extras do edifício de ensino, o projeto deve considerar a influência da parte extra-cômodo na estrutura original e selecionar um método de reforço razoável para reforço após cálculo e análise em combinação com o código atual. Ele se concentra em comparar os prós e contras de vários métodos para fornecer referência para o futuro reforço de engenharia real.