Análise do mecanismo de reforço coluna de concreto armado com fibra de carbono

1.1. Tecido de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP)

Tecido de fibra de carbono é geralmente uma fibra contínua com um diâmetro de 5-20 mícrons.O material de base é composto por resina e agente de cura.A fibra de carbono é embebida com resina (reforçador interno). Quando a resina é curada, é formado um tecido de polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP).

A densidade é pequena, 1/6 para o aço comum.

A resistência à tração é cerca de 4 ~ 6 vezes a da barra de aço comum.

A resistência à corrosão é boa, a força não é afetada pelo meio corrosivo ácido e alcalino.

O não magnetismo não afeta a propagação de sinais eletromagnéticos.

A resistência à fadiga é excelente e a vida à fadiga geralmente é maior do que o aço.

O coeficiente de variação de temperatura é equivalente ao do concreto.

O módulo elástico é semelhante ao do aço.

O alongamento limite é de 1%.

1.2 O princípio das colunas de concreto armado de fibra de carbono.

Quando os pilares de concreto armado são submetidos a compressão axial, os membros são causados por expansão lateral com valor-limite muito pequeno.Se restrições laterais podem ser criadas em torno dos membros para evitar tal expansão lateral dos membros de compressão, de modo a melhorar a capacidade de compressão e deformação dos membros.

A armadura de tecido de fibra de carbono de pilares de concreto armado é produzir contenção entre o concreto do pilar e a banda de armadura de tecido de fibra de carbono, (a interação entre eles é chamada de tensão de contenção de interface).O concreto de núcleo da zona plástica está no estado de tensão de três direções sob a ação da tensão de restrição de interface transversal.A deformação compressiva final e a capacidade de carga de pilares de concreto armado são maiores do que aqueles sob carga unidirecional, e a capacidade de dissipação de ductilidade e energia de pilares de concreto armado são maiores quando a capacidade de rolamento flexural de pilares não é significativamente reduzida sem considerar o efeito da instabilidade.

1.3 a distribuição de tensões de pilares de concreto armado sob a ação do embrulho com tecido de fibra de carbono.

1.3.1 A última resistência à compressão axial de colunas retangulares cercadas por tecido de fibra de carbono é muito menor do que a de colunas circulares devido à tensão de tração axial do tecido de fibra de carbono formado pela contenção transversal do CFRP em colunas de concreto armado, mas a resistência à flexão do tecido de fibra de carbono é muito fraca (geralmente não considerada).O sistema de retenção lateral no centro da borda retangular do pilar é fraco e o sistema de retenção lateral para a concentração de tensão no canto é grande.A tensão de retenção lateral do tecido de fibra de carbono no pilar de concreto armado só pode aumentar rapidamente quando a deformação plástica lateral ocorre na borda do pilar.

1.3.2 uma vez que a restrição de tecido de fibra de carbono em pilares de concreto armado é restrição de interface, somente quando o concreto se expande para fora e lateralmente (resultando em deformação plástica) o tecido de fibra de carbono pode gerar tensão de restrição no concreto.

Na primeira etapa, a tensão de compressão axial do concreto é pequena, a deformação transversal é pequena e a força CFRP é pequena.Na segunda etapa, com o aumento da carga, a deformação do concreto de coluna aumenta, o estresse circunferencial do tecido de fibra de carbono aumenta significativamente, e a força de contenção circunferencial aumenta rapidamente até que o CFRP atinja sua deformação de tração final.A extensão crescente da tensão e deformação do CFRP contido no concreto está relacionada às especificações do tecido de fibra de carbono, formas de união e camadas de ligação, que devem ser determinadas por experimentos.

2 fibra de carbono tecido armado de concreto tecnologia e pontos de construção

2.1. Âmbito de aplicação e condição de trabalho

A armadura de tecido de fibra de carbono de pilares de concreto armado é adequada para colunas retangulares cilíndricas ou de pequena seção (o comprimento da borda da seção é geralmente inferior a 800 mm), o que pode melhorar muito a capacidade de carga axial de pilares de concreto armado em condições instáveis.A condição prévia da armadura é que o concreto do núcleo do membro não seja destruído, e tenha certa capacidade de rolamento e deformação.

2.2 pontos-chave para o fortalecimento da construção por fibra de carbono

2.2.1. Quando os pilares de concreto armado são descarregados antes da armadura, há deformação entre o CFRP externo e a superfície dos pilares de concreto quando os elementos de concreto são enrolados com tecido de fibra de carbono sob carga.Frequentemente acontece que o concreto que não foi arrancado por tecido de fibra de carbono é esmagado.Este efeito faz com que o efeito de reforço da CFRP reduza e não pode dar pleno jogo para o alto desempenho de tração de tecido de fibra de carbono.

2.2.2.A reparação superficial de barras de concreto é muito importante, o que afeta diretamente o efeito de contenção transversal do tecido de fibra de carbono sobre o concreto.O raio da chanfra de canto da coluna retangular não deve ser inferior a 20 mm, e o lado da coluna deve ser reparado em uma superfície convexa externa para reduzir a tensão concentrada do tecido de fibra de carbono no canto.

2.2.3. Tecido de fibra de carbono de alta qualidade e adesivo devem ser selecionados.O rigoroso controle de qualidade do processo deve ser realizado na construção e a correspondência de tecido de fibra e adesivo deve ser assegurada.