Características de falha de pilares de concreto armado

1. Os modos de ruptura dos pilares de concreto armado podem ser divididos em falha de compressão (incluindo colunas de compressão axial e pequenas colunas excêntricas) e falha de tração (grandes colunas excêntricas).

(1) modo de falha da coluna de compressão axial.O processo de compressão axial dos pilares é que as fissuras longitudinais que são aproximadamente paralelas à direção de carga aparecem primeiramente sob a ação de cargas externas maiores, e então o concreto na camada protetora é esmagado e rachado.

(2) características de falha de colunas com pequena excentricidade. Quando a excentricidade é muito pequena, a seção transversal do pilar é toda comprimida, geralmente perto do lado de força axial da tensão de compressão é maior. Quando a carga aumenta, o concreto de um lado é esmagado primeiro (ocorrem trincas longitudinais), e a tensão da barra de aço compressiva atinge a resistência à compressão, enquanto a tensão do concreto do outro lado e a tensão da barra de aço não atingem a resistência à compressão quando o membro é destruído.

(3) características de falha de colunas com grande excentricidade.Para grandes colunas excêntricas de compressão, as fissuras transversais aparecem pela primeira vez na superfície externa da coluna tensionada sob carga.Com o aumento da carga, as fissuras se desenvolvem e se estendem continuamente, sendo as principais fissuras óbvias antes da falha.A tensão da barra de aço de tração atinge o limite de escoamento de tração, e em seguida a fissura transversal na zona de tração se desenvolve rapidamente e se estende até a zona de compressão, resultando em uma rápida redução da área da zona de compressão, e finalmente as fissuras longitudinais aparecem na zona de compressão, resultando em ruptura de esmagamento de concreto.

2.Motivos para uma capacidade insuficiente de transporte de betão. Há muitas razões para o reforço da estrutura de engenharia, que podem ser resumidas da seguinte forma:

(1) O design falso, a má qualidade da construção, o uso inadequado, o envelhecimento do material em ambiente severo e a violação natural acidental levam a danos estruturais, resultando em degradação da confiabilidade estrutural. 

(2) devido à mudança de função, muitas vezes é necessário reforçar a estrutura. Mudanças funcionais podem ocorrer na fase de uso, mas também podem ocorrer na fase de construção, a pedido do proprietário, o desenvolvedor no processo de construção do ajuste funcional estrutural. 

(3) o ajustamento dos códigos nacionais de concepção será também o motivo do reforço estrutural. Devido à melhoria das normas de concepção, a estrutura de utilização pode deixar de satisfazer os requisitos dos códigos existentes.

(4) Reutilização da estrutura para o serviço alargado.Para projetos com valor de relíquia cultural, é necessário prolongar sua vida através de reforço.

Métodos comuns de reforço estrutural

Existem muitos métodos de armadura de concreto armado, como o método de secção de ampliação, o método de armadura de aço, o método de armadura de biela protendida, o método de deslocamento, o método de armadura de fibra de carbono, etc.A seguir, descreve-se o método de secção de ampliação mais utilizado, o método de armadura de aço, o método de armadura de deslocamento de três métodos.

1.Reforçar a coluna de concreto armado aumentando o método de seção.

(1) O método de ampliação da seção é usar o mesmo material - concreto armado para ampliar a área de seção da estrutura de concreto original, de modo a melhorar a capacidade de rolamento da estrutura. Como a área de secção transversal e a armadura da coluna original estão aumentadas, este método pode não só melhorar a capacidade de rolamento da coluna original, mas também reduzir a relação de esbeltez da coluna e melhorar a rigidez da coluna. Especialmente na área de fortificação sísmica, a estrutura de coluna fraca do feixe forte original pode ser transformada em estrutura fraca do feixe de coluna forte que é benéfica à resistência sísmica. Os métodos específicos de reforço incluem quatro lados terceirização, um lado espessamento e dois lados espessamento.

(2) requisitos de construção e construção.Na concepção e construção de colunas reforçadas, é muito importante fortalecer a combinação entre as colunas antigas e novas, para garantir que elas possam funcionar como um todo, a fim de melhor desenvolver a redistribuição das forças internas entre elas, dar pleno jogo ao papel de novas colunas.

2. Colunas de concreto reforçadas são enroladas com aço.

(1) O reforço com aço externo é um método de reforço para os quatro cantos ou dois pães de pilares de concreto. Sua vantagem é que o tamanho da seção dos membros não é muito aumentado, mas a capacidade de rolamento de pilares de concreto pode ser muito melhorada.Para colunas quadradas ou retangulares, a maioria delas são enroladas com aço angular, e elas são conectadas em um todo com painéis transversais.Para colunas, chaminés e outros componentes, aço plano com aros é frequentemente usado.

2) requisitos estruturais. Quando o pilar de betão for reforçado por revestimento exterior, devem ser cumpridos os seguintes requisitos estruturais: o comprimento da aresta do aço de ângulo de revestimento exterior não deve ser inferior a 75 mm.A secção transversal da chapa não deve ser inferior a 25 mm x 3 mm, o espaçamento não deve ser superior a 20 R (r é o raio de rotação mínimo da secção de aço de ângulo único), e não deve ser superior a 500 mm.O aço de ângulo de terceirização deve ser contínuo e contínuo, e não é permitido cortar todos os pisos.A extremidade inferior do aço angular deve estender-se até ao topo da fundação e ser ligada com argamassa epóxi ou argamassa epóxi. Deve haver comprimento suficiente de fixação na extremidade superior do aço angular, e a tampa superior pode ser soldada com aço angular, quando possível. Quando o aço epóxi resinoso é utilizado para reforçar o concreto, a madeira compensada deve ser firmemente fixada à superfície do concreto e soldada com aço angular. Após a soldagem, o aço é selado com resina epóxi, e os furos de ar são reservados para a grautagem. Ao usar argamassa de látex para colar o aço enrolado, a madeira compensada pode ser soldada fora do aço angular, e o teor de látex não deve ser inferior a 5%.A camada protetora de argamassa de cimento 1:3 com espessura não inferior a 25 mm deve ser aplicada na superfície do aço perfilado, e os materiais anti-corrosão também podem ser usados para protegê-lo.

3. Método de substituição para o reforço de pilares de concreto.

(1) Quando a resistência dos pilares de concreto diminui e a capacidade de rolamento é insuficiente devido a erros de fogo ou construção, é necessário reforçá-los. Às vezes, o tamanho das colunas não deve ser aumentado, e às vezes o método de substituição pode ser usado enquanto a armadura local é realizada.

2) requisitos estruturais.O grau de resistência do concreto de deslocamento deve ser determinado de acordo com o cálculo real. Geralmente, deve ser pelo menos um grau maior do que o grau de resistência do projeto original, e não deve ser inferior a C25.A profundidade da substituição é determinada por cálculo.Para as lajes não devem ser inferiores a 40 mm, para as vigas e colunas, não devem ser inferiores a 60 mm, com construção em shotcrete, não devem ser inferiores a 50 mm.As pedras utilizadas para a preparação do concreto devem ser pedras duras ou pedras esmagadas.O tamanho das pedras não deve ser superior a 20 mm quando são substituídas localmente.O tamanho das pedras pode ser adequadamente aumentado quando a profundidade de substituição é grande, mas o tamanho máximo não deve ser superior a um terço da profundidade de substituição e não superior a 40 mm.

Observações finais

Após o entendimento das características de falha e causas dos pilares de concreto, métodos adequados de armadura devem ser selecionados de acordo com o aparecimento dos pilares, verificando os resultados e as condições do local.