1 Análise de danos sísmicos

1) Projeto conceitual sísmico estrutural

A fim de assegurar que a estrutura satisfaz os requisitos de segurança sísmica, podem ser adoptados regimes adequados e razoáveis de separação ou de ligação firme entre as unidades estruturais de acordo com a situação real.A estrutura deve ser disposta o maior número possível de linhas de defesa anti-sísmicas, como uma reserva de segurança sísmica, deve considerar o impacto da redistribuição das forças internas da estrutura após uma determinada linha de defesa ser violada em caso de dano sísmico.A estrutura deve ter alta ductilidade e rigidez adequada, e os principais componentes dissipadores de energia não devem ser selecionados para suportar a carga vertical.No plano, as barras laterais resistentes à força devem ser dispostas razoavelmente para reduzir o efeito de torção da estrutura sob o terremoto.A rigidez vertical e a capacidade de rolamento da estrutura devem ser distribuídas contínua e uniformemente ao longo da altura da casa para evitar a formação de partes fracas locais da estrutura.No mesmo andar, quando o principal componente consumidor de energia atinge o rendimento, garantir que os outros componentes laterais resistentes à força ainda estão na fase de trabalho elástico para garantir que a estrutura tenha um estado de contenção de longo prazo, de modo a melhorar a ductilidade e resistência ao colapso da capacidade da estrutura.Controlar razoavelmente as partes inelásticas da estrutura (área de dobradiça plástica), compreender o processo de rendimento da estrutura, e esclarecer o mecanismo de rendimento final.O desenho sísmico do quadro também observa os seguintes princípios: colunas fortes, vigas fracas e nós mais fortes na área do núcleo. Durante o processo de projeto, devem ser tomadas medidas eficazes para evitar falhas quebradiças, como deslizamento de aço, ruptura precoce do cisalhamento do concreto e esmagamento.

2) Modos comuns de ruptura de pilares de concreto armado

2.1) A coluna é destruída pela pressão de cisalhamento.

Quando a seção transversal do pilar é muito pequena, a resistência de retenção do estribo é insuficiente, e a resistência à compressão do concreto é insuficiente, o pilar sofrerá uma falha de compressão por cisalhamento sob a ação combinada de terremotos horizontais e verticais quando o terremoto ocorrer.

2.2) Falha da coluna.

Na estrutura, a parede entre as janelas tem um efeito de restrição sobre as colunas, o que faz com que o comprimento efetivo das colunas seja muito reduzido, formando uma coluna curta. Quando ocorre um terremoto, os pilares sofrerão uma falha de cisalhamento.

2.3) Falha de dobradiça plástica da coluna.

Quando ocorre um terremoto, o topo e o pé do pilar de concreto armado na estrutura do quadro absorvem uma grande quantidade de energia sísmica, e as dobradiças plásticas aparecem, resultando em grande deformação da estrutura, mas a estrutura geral não vai colapsar.

Pode-se observar que as estruturas de construção de engenharia muitas vezes usam colunas de concreto armado como seus componentes importantes de suporte de carga, que tem grande significado prático de engenharia para a armadura de pilares de concreto armado.O reforço ou armadura de pilares de concreto requer não só aumentar a capacidade de rolamento vertical da estrutura original, mas também melhorar ainda mais sua ductilidade e desempenho flexural para melhorar a capacidade de rolamento sísmico da estrutura. Portanto, a pesquisa sobre a tecnologia de reforço de tecido de fibra de carbono para pilares de concreto tem grande valor econômico, que pode orientar e padronizar projetos reais.

2 Características técnicas de pilares de concreto armado reforçados com tecido de fibra de carbono

2.1 Introdução à tecnologia de reforço de fibra de carbono

Os materiais reforçados com fibra de carbono são divididos em dois tipos: pano de fibra de carbono e placa de fibra de carbono.Na década de 1980, os Estados Unidos, o Japão e outros países desenvolvidos começaram a estudar a aplicação de materiais de fibra de carbono na armadura e reparação de estruturas de concreto.Com o rápido desenvolvimento de projetos de infraestrutura de construção e transporte econômicos nacionais, a China também precisa urgentemente desenvolver essa tecnologia de reforço. Nos edifícios existentes, há muitos padrões baixos de requisitos de carga de projeto na época que não atendem aos requisitos de uso atuais, e há uma necessidade urgente de manutenção e reforço. Atualmente, existem muitos tipos de métodos de reforço comumente usados na engenharia, tais como: método de reforço de aço externo, método de secção ampliada, método de reforço de fibra de carbono, método de reforço de aço ligado e assim por diante.Entre eles, a tecnologia de estrutura reforçada e reparada por fibra de carbono é um novo tipo de medida técnica de reforço estrutural, que apresenta vantagens óbvias em relação ao método tradicional de secção ampliada.

2.2 Vantagens da tecnologia de reforço

Em primeiro lugar, em termos de propriedades do material, as vantagens do tecido de fibra de carbono são óbvias: pequena espessura, peso leve, boa flexibilidade, resistência ácida e álcali, alta resistência à temperatura, resistência à fadiga e resistência à fluência são extremamente elevados.O material pode atender aos requisitos de compressão, flexão e resistência ao terremoto, e ao mesmo tempo pode proteger a coluna reforçada de vários ácidos, álcalis e corrosão de sal. Após a armadura, o pano de fibra de carbono forma uma segunda camada protetora na superfície do pilar de concreto, o que aumenta a durabilidade do concreto. Tem muito pouco efeito no aumento do peso e do tamanho da seção transversal da coluna, e atende facilmente às exigências de aparência e uso da armadura.

Em segundo lugar, em termos de características de tensão, o tecido de fibra de carbono tem resistência à tração extremamente elevada e é fácil de formar uma boa ligação na superfície do concreto. Ao rodear a coluna lateralmente, o estado de tensão do concreto é alterado de duas para três direções, formando concreto confinado, que tem sido muito melhorado e melhorado em termos de capacidade de rolamento e ductilidade.

Por fim, em termos de aplicabilidade da engenharia, ela pode alcançar as vantagens de reforço não destrutivo da estrutura original, construção simples e garantia da qualidade da construção. Ao contrário de outros métodos de reforço, durante todo o processo de construção do reforço de fibra de carbono, não há necessidade de ser equipado com grandes máquinas e ambiente de trabalho úmido, e não há necessidade de implementar um grande número de medidas de salvaguarda fixas.A taxa de ocupação do local de construção é pequena e a eficiência é alta.Em termos de qualidade da armadura, mesmo que a superfície da armadura original seja desigual, devido à excelente flexibilidade do material de fibra de carbono, a eficiência de aderência pode ser bem garantida, os custos de manutenção posteriores são relativamente baixos e a vida útil é relativamente longa.

3 Pesquisa sobre desempenho sísmico de pilares de concreto armado reforçados com tecido reforçado com fibra de carbono

O método de reforço de tecido de fibra de carbono pode efetivamente melhorar o desempenho sísmico de pilares de concreto armado.O método CFRP de fortalecimento de pilares de concreto armado tem bom desempenho na capacidade de rolamento estrutural e ductilidade, desempenho dinâmico de resposta e capacidade de consumo, e tem alcançado melhorias eficazes.

Em segundo lugar, considere a influência dos três fatores da razão de compressão axial, da quantidade de reforço de fibra de carbono e da razão de span de cisalhamento em colunas reforçadas com CFRP.A pesquisa indica:

1) Tanto o coeficiente de flexão forte-escava-fraca quanto o valor total de aros são proporcionais ao coeficiente de ductilidade de deslocamento, e aumentam à medida que o primeiro aumenta.

2) A fim de evitar fissuras em pilares de concreto e limitar o desenvolvimento de fissuras diagonais, o tecido de fibra de carbono pode ser usado para fortalecer os pilares de concreto.A capacidade de cisalhamento de pilares de concreto foi significativamente melhorada, de modo que as exigências sísmicas de fortes curvas de cisalhamento e fracas são realizadas.

3) A quantidade de armadura de fibra de carbono pode afetar diretamente a forma de ruptura transversal do pilar de concreto. Quando a quantidade de tecido reforçado com fibra de carbono é aumentada, a forma de ruptura de cisalhamento da seção oblíqua pode ser transformada na falha de flexão da seção normal, e a ductilidade do pilar é muito melhorada.