CFRPa armadura e o reparo de estruturas de concreto é um novo tipo de tecnologia que utiliza materiais compósitos de alto desempenho ligados externamente para reforçar estruturas.A fibra de carbono tem uma resistência à tração dez vezes maior do que a do aço e um módulo de elasticidade equivalente a 1 a 2 vezes.A folha de fibra de carbono é colada na superfície da estrutura de concreto com resina epóxi, e sua boa resistência à tração é usada para alcançar o objetivo de aumentar a capacidade de rolamento do componente. Ele tem as vantagens de alta resistência, peso leve, alta eficiência e conveniência. Como a folha de fibra de carbono e a mesma tecnologia para a reparação de estruturas de concreto é um novo tipo de tecnologia de armadura estrutural, que é diferente de outros métodos de reforço, é necessário discutir mais profundamente as propriedades e o projeto de reforço de materiais compostos de fibra de carbono para garantir a qualidade dos projetos de armadura de fibra de carbono.

Fase de trabalho da seção normal do membro quando o CFRP é reforçado pela flexão

Etapa 1: Antes das rachaduras de concreto. Estágio II: Trincas de concreto para a produção de barras de aço com tensão longitudinal. Etapa III: A barra de aço longitudinalmente tensionada atinge seu estado final após a produção.

Como a capacidade de restrição do tecido de fibra de carbono no concreto é diferente quando a quantidade de armadura é diferente, na segunda e terceira etapas, a alteração da rigidez da seção está relacionada à diferente área de força da seção de concreto e à quantidade de armadura de fibra de carbono.Se o componente tiver rachado ou a fissura for grande antes da armadura, o pano de fibra de carbono só pode conter o desenvolvimento adicional da fissura com base na fissura original.Se o fim do pano longitudinal de fibra de carbono estiver ancorado, ele conterá o feixe como um todo. Portanto, a alteração da rigidez da seção da viga reforçada é afetada por fatores como a quantidade de reforço de tecido de fibra de carbono, histórico de carga e método de ancoragem.

Os principais modos de falha dos membros durante a armadura de flexão

O mecanismo da armadura de fibra de carbono externa é colar tecido de fibra de carbono de alta resistência e de alto módulo na superfície da barra de concreto danificada, de modo que seu excelente desempenho (especialmente o desempenho de tração) possa ser exercido, de modo a alcançar o propósito da armadura. 

Os modos de falha dos membros durante a armadura de flexão incluem principalmente o seguinte:

1) A barra de aço de tração atinge o rendimento primeiro, e em seguida, o concreto na zona de compressão é esmagado. Neste momento, a folha de fibra de carbono não atinge sua deformação de tração permissível;

2) A barra de aço de tração atinge a flambagem primeiro, e depois a folha de fibra de carbono excede sua deformação de tração permissível e atinge a deformação de tração final. Neste momento, o betão na zona de compressão não foi esmagado;

3) A quantidade de armadura é muito grande, e o concreto na zona de compressão é esmagado antes que a barra de aço de tração atinja o rendimento;

4) Antes de atingir a capacidade de rolamento final da seção normal, a tensão normal local e tensão de cisalhamento na ligação com o pano de fibra de carbono pode alcançar a resistência à tração e resistência ao cisalhamento do concreto.O concreto é arrancado pelo CFRP após ser cortado, ou seja, o CFRP e o concreto descascam.

Determinação da quantidade de fibra de carbono em barras de armadura de flexão

Semelhante à falha quebradiça de vigas RC com menor armadura e super armadura, os membros reforçados com CFRP também precisam controlar a quantidade de reforço CFRP para evitar falha quebradiça.

O reforço dos membros é frequentemente realizado em um estado não-descarregável, ou seja, antes do reforço, a seção do membro original estará em um determinado estado inicial de deformação sob a força interna da interface.A fibra de carbono só se deformará e participará quando houver um aumento na carga. Estudos comprovam que quando o momento inicial de flexão calculado do membro antes da armadura é inferior a 20% de sua capacidade de flexão, o momento inicial de flexão tem pouco efeito. Ou seja, a influência da força secundária pode ser ignorada, e a influência do estresse e tensão iniciais deve ser considerada.

Quando a barra estrutural de concreto armado de fibra de carbono atinge o estado limite de falha, a resistência à tração final da folha de fibra de carbono muitas vezes não é totalmente utilizada. Neste momento, o valor de deformação alcançado pela folha de fibra de carbono quando o estado limite de falha é alcançado deve ser usado para determinar sua contribuição. Ao mesmo tempo, a folha de fibra de carbono exibe uma fragilidade significativa quando finalmente é quebrada. Portanto, mesmo que a folha de fibra de carbono possa atingir sua resistência à tração final quando o componente é quebrado, a deformação de tração permissível inferior à sua deformação de tração final deve ser selecionada como padrão para projetar o estado limite para garantir confiabilidade suficiente.

Sugerir

1 A tecnologia de reforço CFRP melhora a rigidez da viga em certa medida e inibe o desenvolvimento de fissuras de concreto;

2 A tensão inicial irá reduzir o efeito da armadura de fibra de carbono, então tente descarregar antes da armadura

3 Quando a rigidez da viga de concreto armado é insuficiente e a fissura é muito grande, não é adequado usar diretamente a armadura de fibra de carbono para melhorar seu uso.

4 Em circunstâncias normais, o reforço dos elementos estruturais é local, e o sistema estrutural pode ser alterado após o reforço. Depois de dobrar e fortalecer, evite a falha de cisalhamento antes da falha de flexão.

5 A influência do grau de dano de peeling do CFRP na resistência à tração do CFRP precisa de mais estudo