Aplicação da teoria dos danos contínuos no reforço estrutural

A estrutura do concreto é danificada por vários fatores durante o uso. Devido a diferentes fatores, como histórico de carga e ambiente de trabalho, os métodos tradicionais de análise mecânica muitas vezes apresentam limitações na aplicação de estruturas de concreto armado.

Tomando como exemplo o dano ao estresse do concreto, ao determinar um determinado ponto de dano, uma vez que a ponta da fissura é danificada. Haverá relaxamento de tensão, o campo de tensão na ponta da fissura irá mudar, o campo de tensão na posição inicial da ponta da fissura não mais será determinado, e o material na área danificada tende a ser não linear. Neste momento, haverá duas situações: uma é que a fissura continua a rachar ao longo da nova zona de dano, e a outra é que o relaxamento do estresse faz com que o ponto entre em um estado de equilíbrio.

Portanto, o desenvolvimento de danos materiais está intimamente relacionado com o campo de estresse, e o valor também mudará quando as propriedades materiais do componente mudarem ou o campo de estresse mudar devido ao efeito do material de fortalecimento macroscópico.

Nos cálculos tradicionais de reforço, os materiais de armadura são frequentemente substituídos por resistência igual ou são tendenciosos para a segurança.Em vez de considerar a força da estrutura original, apenas a contribuição do material de armadura para a capacidade de rolamento é calculada. Isso está relacionado ao estado de força microscópica da estrutura. Entra e sai.O modelo de dano de concreto estabelecido no nível do material pode realmente refletir o modelo de dano da estrutura ou componente real. Substituir o modelo constitutivo livre de danos com um modelo constitutivo contendo danos não só pode acompanhar dinamicamente a degradação da resistência do concreto devido a danos e quantificar o grau de dano da estrutura do concreto, mas também encontrar um método de armadura adequado através do estabelecimento de um modelo de dano do concreto E avaliar a situação de reparo e os indicadores de desempenho mecânico dos danos estruturais após a armadura real.No entanto, quando a teoria dos danos é usada para avaliar estruturas de concreto, os cálculos são muitas vezes complicados, e aplicações de engenharia prática terão certas limitações.

Reforço de fibra de carbono

Para estruturas de concreto armado de fibra de carbono, o método atual de resistência igual é frequentemente utilizado para o cálculo, ignorando a influência do dano inicial da estrutura e do estado real de tensão no desempenho global da barra reforçada. Alguns estudiosos também realizaram pesquisas sobre essa questão, e os resultados mostram que o dano inicial tem um efeito significativo na viga de concreto armado após armadura.

Do ponto de vista macro, a fibra de carbono compartilha parte da tensão de tração através do reforço de barras de aço, alcançando assim a finalidade de reforçar estruturas de concreto armado.Do ponto de vista microscópico, a fibra de carbono pode melhorar o ambiente de estresse, absorver uma parte considerável da energia dissipada pelo desenvolvimento de fissuras internas de concreto quando a estrutura é novamente estressada, e obviamente prevenir ou atrasar a iniciação e desenvolvimento de microcracks internos.Macroscopicamente, a fibra de carbono tem um bom efeito de contenção no desenvolvimento de fissuras de concreto, por isso seu impacto nos danos de concreto é maior do que o das barras de aço. Além disso, devido às boas propriedades físicas e químicas da própria fibra de carbono, torna-se um bom material elástico que não é facilmente danificado.

Através da análise dos danos irreversíveis no interior do concreto, os danos microscópicos podem ser melhor conectados com os danos macroscópicos. Todo o processo de desenvolvimento de danos de estruturas de concreto é analisado dinamicamente, e a vida útil da estrutura pode ser ainda mais prevista de acordo com os danos da estrutura. Especialmente para a estrutura de concreto armado de fibra de carbono, uma estrutura composta por múltiplos materiais, o método de mecânica de danos pode refletir melhor suas propriedades mecânicas.