Estudo sobre o reforço sísmico da Folhas CFRP

1 polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) para fortalecer o quadro

A estrutura do quadro de concreto reforçado tornou-se uma das formas estruturais mais comuns na China. Tem mostrado bom desempenho sísmico em muitos terremotos, garantiu a segurança das vidas e propriedades das pessoas, e desempenhou um papel importante na construção econômica da China.

Wang Xinling e outros projetaram e fabricaram uma estrutura de concreto armado baseada em uma estrutura de uma fábrica de concreto armado de dois andares. Folha de fibra de carbono foi colada na extremidade do feixe, extremidade da coluna e articulação da moldura. Os resultados dos testes mostram que o quadro RC reforçado com folhas CFRP tem bom desempenho sísmico e capacidade de dissipação de energia histerética.

Após o terremoto, a estrutura do quadro pertence à categoria de "repairable".Reforço e restauração razoáveis podem economizar mais recursos humanos e financeiros do que a reconstrução de empurrar para baixo. Ao mesmo tempo, pode acelerar a recuperação e a reconstrução da zona de catástrofe.Para estudar o comportamento sísmico de armações de concreto armado reforçadas com folhas de CFRP após danos causados por terremotos, alguns estudiosos nacionais têm feito pesquisas correspondentes e obtido determinados resultados de pesquisa.Wang Xinling e outros usaram folhas CFRP para reforçar estruturas de estrutura de concreto armado danificadas. Foram analisadas a sequência e a localização das fissuras e dobradiças plásticas sob as folhas da CFRP. Os resultados mostram que o mecanismo de dissipação de energia é " o mecanismo misto de escoamento da extremidade do feixe e fundição e forjamento". Sugere-se que as folhas CFRP sejam usadas para reforçar o quadro para colunas e fundações.A raiz. Baseado no fato de que o grau de dano da estrutura de concreto danificado tem pouca influência na estrutura reforçada, Wang Xinling e outros realizaram testes pseudo-estáticos nos três quadros.Dentre eles, dois quadros são pré-danificados, que são pré-danificados para a seção de fissuração e a barra de aço que produz, e são reforçados pela CFRP sem descarga. Os resultados mostram que, com o aumento do grau de dano, a largura máxima de fissura e o defasamento de deformação da CFRP aumentaram o quadro.De modo geral, o quadro RC reforçado pela CFRP tem bom desempenho sísmico sob diferentes graus de dano.Zheng Qizhen e outros projetaram e fabricaram três corpos de prova de concreto armado de um único andar. Testes de carga cíclica de baixo ciclo foram realizados para comparar o quadro intacto, o quadro reforçado pela CFRP e o quadro danificado fortalecido diretamente. Os resultados mostram que o quadro reforçado com CFRP pode efetivamente melhorar o desempenho mecânico e a capacidade sísmica, e pode melhorar a resistência ao colapso da estrutura.

2 juntas de reforço de folha de fibra de carbono

A articulação de molduras é uma parte indispensável de toda a estrutura de molduras de concreto armado, que desempenha um papel importante na transmissão e distribuição de forças internas.A investigação de desastres pós-terremoto mostra que, embora os designers sigam os princípios de " nós fortes e membros fracos" e colunas fortes e vigas fracas", os modos de falha das articulações são incorporados na compressão e falha de flexão ao final das colunas, a falha de flexão ao final das vigas e a falha de cisalhamento na área do núcleo. Portanto, o fortalecimento das articulações é muito importante para melhorar o desempenho sísmico de toda a estrutura.

Luzhou Dao et al. estudaram o comportamento sísmico das articulações de concreto armado com CFRP Beam-slab-coluna. Verifica-se que a capacidade de rolamento final e o desempenho sísmico das juntas foram muito melhorados após o fortalecimento, e os índices de desempenho alcançaram e excederam os requisitos do código sísmico existente. Quatro juntas de viga-coluna em escala completa (duas delas reforçadas com CFRP) foram testadas sob baixa carga cíclica. Os resultados mostram que o comportamento sísmico das articulações reforçadas com CFRP pode ser significativamente melhorado.Wu Bo et al. comparou-se o efeito de armadura de diferentes métodos de armadura e analisou-se o mecanismo de armadura correspondente através dos testes de desempenho sísmico de três pontos de armadura CFRP e uma articulação comparativa.Com base no ensaio, apresenta-se o método de cálculo da capacidade de cisalhamento das juntas de betão reforçado reforçadas com folhas CFRP.Xian Qiaoling e outros apresentaram um novo método de fortalecimento das articulações intermediárias do quadro plano e espaço com CFRP, e verificaram a eficácia do método.Com base nos resultados dos ensaios, são apresentados os métodos de concepção e as sugestões para o reforço das articulações.Peng Shuquan e outros pesquisadores estudaram o comportamento sísmico das articulações na estrutura reforçada com aço colado e CFRP. Os resultados mostram que o aço ligado pode obviamente melhorar a capacidade de cisalhamento das articulações médias, e o CFRP pode efetivamente melhorar o desempenho sísmico das articulações médias.

3 coluna de polímero reforçado com fibra de carbono

Coluna de concreto reforçada é o componente de resistência lateral de toda a estrutura do quadro. Quando submetido ao terremoto, o colapso da coluna de carga causará o colapso de todo o edifício, e trará grande ameaça para a segurança das vidas e propriedades das pessoas. Portanto, quando a capacidade sísmica da coluna não pode atender aos requisitos do código, ele precisa ser reforçado para atender aos requisitos de uso.

Lu Yiyan et al. apresentar um novo método de reforço das colunas de betão armado. Foi compilado todo o programa de análise de processos de pilares de concreto armado fortalecidos por aço enrolado com CFRP.A influência da razão de compressão axial, dosagem de CFRP e dosagem de aço angular sobre o efeito de fortalecimento foi estudada.Yang Jian realizou o estudo experimental e simulação numérica de pilares de concreto armado CFRP, analisou o mecanismo de pilares de concreto confinado CFRP e o efeito de armadura de pilares de concreto defeituoso.Wang Jialei e assim por diante estudaram o comportamento sísmico de pilares de concreto armado reforçados com folhas CFRP.A fim de melhorar o fortalecimento sísmico da estrutura de coluna em forma especial, Zhou Mingjie e outros adotaram três métodos para reforçar a coluna em forma especial: placa de aço colada, pano de fibra de carbono colado e a combinação deles. Os resultados dos ensaios mostram que a carga e a ductilidade finais e a capacidade de dissipação de energia sísmica da placa de aço reforçada com CFRP são significativamente melhoradas, e a ductilidade é muito melhorada.A armadura composta pode não só melhorar a capacidade de rolamento, mas também melhorar a ductilidade, que é um método eficaz de armadura.Wang Suyan e outros pesquisadores estudaram o desempenho sísmico de colunas quadradas de concreto de alta resistência reforçadas por pano transversal CFRP e tecido CFRP tipo L. Os resultados mostram que o desempenho sísmico das colunas fortalecido pelos dois métodos foi significativamente melhorado.Dentre eles, os espécimes com combinação lateral de tecido tipo L CFRP apresentam melhor desempenho sísmico.A fim de encontrar um método eficaz para reforçar as colunas de RC danificadas, estudou-se o desempenho sísmico de três colunas de RC danificadas reforçadas com CFRP e uma coluna comparativa sob carga contínua horizontal de baixo ciclo. Os principais parâmetros do estudo foram relação de compressão axial e largura pré-crack.

Conclusão

Embora a CFRP tenha feito muitas conquistas em quadros de fortalecimento, juntas e colunas, ainda existem alguns defeitos e falhas.

(1) Com a popularização e aplicação da estrutura em forma especial, o problema de fortalecer a estrutura em forma especial com CFRP será encontrado no futuro. Como garantir o bom efeito de reforço da CFRP ainda é escasso, sendo necessária uma análise teórica mais aprofundada e uma pesquisa experimental.

(2) O adesivo estrutural utilizado na colagem de folhas CFRP não é resistente ao calor, embora o tratamento de prevenção de incêndios seja necessário no código, em engenharia prática, o colóide térmico de adesivo estrutural será destruído, resultando em reforço ineficaz de folhas CFRP. Portanto, a ênfase futura da pesquisa deve prestar atenção ao CFRP deve continuar a desempenhar um efeito de reforço no caso de incêndio.

(3) O índice de danos não é claro, e quantas folhas CFRP pode ser usado para reforçar o grau de dano para obter o melhor efeito de reforço, que ainda não é conhecido com precisão, mas também precisa ser resolvido no futuro.