Reforço da CFRP princípio da coluna de concreto armado

Quando os pilares de concreto armado são submetidos à pressão axial, os membros são causados pela expansão lateral com um valor-limite muito pequeno.Por exemplo, uma restrição lateral pode ser criada em torno do membro para evitar essa expansão lateral do membro comprimido, melhorando assim a capacidade de rolamento compressivo e deformabilidade do membro.O pilar de concreto armado reforçado com fibra de carbono CFRP deve produzir contenção entre o concreto do pilar e a correia reforçada com CFRP, e a interação entre eles é chamada de tensão de contenção de interface.Afetado pela tensão limitada da interface transversal, o concreto de núcleo na zona plástica está em um estado de tensão tridimensional.Em comparação com o estado de tensão unidirecional, a deformação compressiva final e a capacidade de rolamento do concreto aumentarão.No caso de a capacidade de rolamento de flexão do pilar não diminuir significativamente, não se considera o efeito da instabilidade, e o pilar de concreto armado possui maior deformação dúctil e capacidade de dissipação de energia após a armadura.

Distribuição de tensão da coluna de concreto armado sob envoltório CFRP

1) Devido à fixação lateral da CFRP no pilar de concreto armado, a CFRP forma uma tensão de tração axial, e a resistência à flexão da CFRP é extremamente fraca (geralmente não considerada).A última resistência à compressão axial da coluna retangular sob a restrição de revestimento CFRP é muito reduzida em comparação com a da coluna, principalmente devido à tensão de retenção lateral desigual.O sistema de retenção lateral central do lado retangular da coluna é fraco e o sistema de retenção lateral para a concentração de tensão no canto é relativamente grande. Somente quando ocorre a deformação plástica lateral, a tensão de retenção lateral do CFRP no pilar de concreto armado pode aumentar rapidamente.

2) Uma vez que a fixação da CFRP no pilar de concreto armado é a contenção da interface, somente quando o concreto se expande lateralmente, a CFRP pode produzir tensão de restrição no concreto. Portanto, a coluna CFRP enrolada em anel exibe um processo de força de dois estágios quando sob carga.Na primeira etapa, a tensão de compressão axial do pilar de concreto é pequena, a deformação lateral é pequena e a tensão de CFRP é pequena.Na segunda etapa, à medida que aumenta a carga, aumenta a deformação do pilar de concreto, aumenta significativamente a tensão do aro CFRP, e a força de retenção do aro aumenta rapidamente, até que o CFRP se quebra quando atinge sua deformação de tração final.O aumento da tensão de retenção e do valor de deformação do CFRP no concreto está relacionado com a especificação, forma de pasta e número de camadas de material CFRP utilizado, e deve ser determinado através de experimentos.

Tecnologia de reforço CFRP e pontos-chave de construção de pilares de concreto armado

1) Requisitos de âmbito e condição de trabalho aplicáveis ao CFRP

Colunas de concreto armado reforçadas com CFRP são adequadas para colunas retangulares cilíndricas ou pequenas de seção transversal (o comprimento lateral da seção é geralmente inferior a 8oOrI1n1), o que pode melhorar muito a capacidade de suporte axial do pilar de concreto armado quando não é instável.O pré-requisito para a armadura é que o concreto do núcleo do componente não foi destruído e ainda tem uma certa capacidade de rolamento e deformação.

2) Tecnologia de reforço CFRP de terceirização de coluna de concreto reforçado

2.1) Preparação preliminar

Nos projectos concretos, as colunas que precisam de ser reforçadas trabalham sempre em diferentes condições de trabalho. Antes que as colunas de concreto armado sejam reforçadas, é necessária uma certa quantidade de trabalho de descarga para os componentes. Limpe a superfície do componente, remova a pasta de concreto superficial flutuante e o concreto solto, e repare os defeitos de superfície ou desníveis do componente com concreto de um nível ou argamassa de alto grau.A coluna rectangular deve ser chanfrada para aliviar a tensão concentrada nos cantos e o raio de chanfração não deve ser inferior a 20 mm.

2.2) Colar na superfície superior do concreto

De acordo com os requisitos de armadura de concreto e as condições de ensaio, pode ser usada armadura de arco de uma camada ou multi-camadas ou armadura de terceirização de seção completa. Os adesivos CFRP são todos adesivos orgânicos (especialmente projetados resina epóxi II), e os adesivos inorgânicos ainda estão na fase de desenvolvimento.A qualidade do reforço do componente tem um impacto direto na cola adesiva.De acordo com a investigação do departamento autoritário, a cola adesiva no mercado não é otimista. Portanto, a qualidade da cola adesiva deve ser testada antes da construção e só pode ser utilizada se for qualificada.

Procedimento de colagem CFRP: escovar a camada inferior de cola, colar a primeira camada de pano de fibra CFRP, e resina epóxi impregnado pano de fibra CFRP.Se você usar pasta CFRP multicamadas, repita o processo acima.

3) Pontos de construção de reforço do CFRP

3.1) Descarregamento antes da armadura de pilares de concreto armado é muitas vezes negligenciado. Quando um componente de concreto é enrolado com CFRP sob carga, há um desfasamento entre o CFRP enrolado e a superfície do pilar de concreto, e muitas vezes acontece que o CFRP não foi quebrado e o pilar de concreto foi esmagado. Portanto, a terceirização da CFRP em barras de concreto sob carga reduz o efeito de armadura da CFRP e não pode exercer plenamente as propriedades de tração de alta resistência da CFRP.

3.2) O raio da chanfração do canto da coluna retangular não deve ser inferior a 20 mm.O lado da coluna é melhor para ser transformado em uma superfície convexa para reduzir o estresse concentrado de CFRP no canto. Muitos testes têm mostrado que, mesmo assim, o dano da CFRP ainda ocorre na esquina.

3.3) A reparação da superfície dos elementos de concreto é extremamente importante, o que afeta diretamente o efeito do CFRP na contenção lateral do concreto.

Em conclusão

1) Os pilares de concreto armado com fibra de carbono CFRP podem mudar o pilar de concreto de um estado de tensão axial para um estado de tensão tridirecional, restringindo a deformação lateral do pilar de concreto, aumentando assim a capacidade de suporte axial do pilar de concreto. Especialmente para colunas de concreto armado cuja relação de compressão axial não pode atender às exigências de códigos de projeto sísmicos, o efeito é óbvio.

2) Melhorar a capacidade de rolamento e ductilidade da área de dobradiça plástica. Sob a ação repetida de cargas sísmicas, as extremidades superior e inferior do pilar de concreto armado aparecerão primeiro na área de dobradiça plástica, e a capacidade de rolamento e ductilidade diminuirão rapidamente. Após enrolamento e fortalecimento com CFRP, a deformação do concreto do núcleo na zona de dobradiça plástica é muito melhorada.

3) A tecnologia de construção é boa, o processo é simples, o efeito de contenção é bom, e a resistência à corrosão é forte. Ele só precisa de proteção e não precisa de manutenção.

4) A tecnologia de reforço CFRP de fibra de carbono não é uma prescrição " universal, e tem algumas falhas.A cola orgânica tem baixa resistência à alta temperatura, e não pode ser usada em edifícios com altas exigências para ambientes de alta temperatura e proteção contra incêndios; colunas retangulares de seção irregular ou grande devem ser usadas condicionalmente.