Fibra de carbono ligada externamente(CFRP) ou armadura de chapa de açoé utilizar resina epóxi ou cola estrutural de construção para colar fibra de carbono ou placa de aço na superfície da parte tensionada ou enfraquecida do componente reforçado, de modo que ela e o componente reforçado formam uma força conjunta integral. Aumentar a força estrutural e melhorar o desempenho estrutural do estresse.Colar fibra de carbono e placa de aço é um método de reforço passivo comumente usado em reforço de ponte, e ambos podem melhorar a capacidade de rolamento da viga.É adequado para a armadura de vigas e lajes onde o componente principal ou diagonal original é insuficiente e o componente original de aço tensor está seriamente corroído ou danificado.

Fibra de carbono colada externamente(CFRP) método de reforço

A armadura de fibra de carbono colada externamente é colar materiais de fibra de carbono com um agente de união ao longo da direção de tração ou perpendicular à direção de fissura na estrutura a ser reforçada.Um método de reforço que utiliza a alta resistência à tração da fibra de carbono para aumentar a resistência à tração ou ao cisalhamento da estrutura.Adequado para dobrar e cisalhar reforços de vigas e placas.

O peso do pano de fibra de carbono é muito leve, a espessura é 0.111-0.333mm, e a colagem não excede 4 camadas, o que tem pouco efeito sobre o peso de toda a estrutura de armadura e a folga sob a ponte.O pano de fibra de carbono é colado na superfície do concreto, que não só fecha as fissuras do concreto original, mas também restringe a expansão das fissuras na estrutura do concreto devido às suas características de alta resistência e de alto módulo, melhorando assim a rigidez geral dos elementos do concreto.

Método de reforço de chapa de aço ligado externamente

A armadura externamente colada de chapa de aço é usar resina epóxi ou cola estrutural de construção para colar a placa de aço ao longo da zona de tração ou a parte enfraquecida de cisalhamento do membro na borda da barra de concreto.Um método de reforço que utiliza placas de aço para complementar a falta de reforço dos membros originais para melhorar a capacidade de rolamento e rigidez da estrutura.Se a capacidade de rolamento da seção normal da viga T for insuficiente, uma placa de aço pode ser colada na parte inferior da viga quando ocorrerem fissuras no fundo da viga. Quando a principal área de tensão de tração da estrutura da ponte é insuficiente, a placa de aço pode ser colada diagonalmente no lado da barra de concreto e perpendicular à direção da fissura de cisalhamento. Também é possível furar chapas de aço em tiras verticalmente ou usar placas em forma de U e em forma de L.

A espessura da chapa de aço colada é geralmente de 4-10 mm, o que basicamente não afeta a forma da barra reforçada e a folga da ponte, e o aumento do peso da ponte também é pequeno. Pode ser construído sem afetar o tráfego.O processo de construção é simples e a qualidade da construção é fácil de controlar.A placa de aço colada na parte inferior da viga pode melhorar a rigidez da flexão da estrutura, e é muito eficaz para o reforço cujo principal objetivo é controlar a deformação da estrutura.

Comparação do efeito do reforço de membros flexurais com fibra de carbono(CFRP)ou chapa de aço

1) Comparação da capacidade de rolamento após reforço

Na espessura comumente utilizada, o efeito de colar tecido de fibra de carbono para fortalecer a capacidade de flexão não é ideal.A capacidade de rolamento após furar 3 camadas de reforço de fibra de carbono não é tão boa quanto a capacidade de rolamento após 4 mm de reforço de chapa de aço.Colar duas camadas de tecido de fibra de carbono tem um pequeno aumento na capacidade de rolamento.Colar três camadas de tecido de fibra de carbono é mais razoável, e a capacidade de rolamento é aumentada em 6.5%, e adicionar uma camada de tecido de fibra de carbono aumenta a capacidade de rolamento em 5.1%.Com placa de aço de 4mm presa, a capacidade de rolamento é aumentada em 7.9%, e cada camada adicional de placa de aço pode aumentar a capacidade de rolamento em 3.7%.Em comparação com o aumento da capacidade de rolamento de adicionar uma camada de adesivo, a capacidade de rolamento de tecido de fibra de carbono é maior do que a de placa de aço, e o aumento da área de tecido de fibra de carbono tem um efeito maior na melhoria da capacidade de rolamento.

2) Comparação do stress total dos materiais

Considerando que a carga antes da armadura é suportada pelo membro original, e a carga após a armadura é suportada pela seção combinada composta pelo membro original e pela pasta, o material tem a característica de ser estressado em estágios.

Com o aumento do número de camadas de tecido de fibra de carbono colado e da espessura da placa de aço, a tensão de compressão do concreto, a tensão da barra de aço de tração e a tensão dos materiais colados gradualmente diminuem, e nenhum deles excede o valor de projeto de resistência. Após o reforço, todos os materiais podem funcionar com segurança. A área onde o pano de fibra de carbono ou placa de aço é colado aumenta.O pano de fibra de carbono ou placa de aço e concreto trabalham juntos para aumentar o momento de inércia da seção rachada e o momento de flexão da inércia da seção. Sob a mesma carga, o estresse de cada material é reduzido. Devido à pequena largura das costelas do feixe T e à área limitada do tecido de fibra de carbono, o pano de fibra de carbono tem um pequeno efeito no momento de inércia da seção do feixe. Após a armadura, a tensão de compressão do concreto e a tensão de tração da barra de aço são maiores do que a armadura da placa de aço, e a tensão do tecido de fibra de carbono é muito menor do que o valor de projeto da resistência à tração, e o efeito de alta resistência do tecido de fibra de carbono não é exercido.O aumento da área de fibra de carbono reduz o estresse de cada material em pequena medida, e o efeito de reforço da fibra de carbono não é tão bom quanto o da placa de aço. Aumentar ou diminuir a área da placa de aço, a diferença entre a tensão de compressão do concreto e a tensão de tração da barra de aço irá diminuir.No entanto, devido à resistência do componente original das barras de aço de tração, à tensão de histerese dos materiais novos e antigos, e à limitação da resistência da superfície de aderência entre o adesivo e o concreto, o efeito de armadura não vai mudar muito.

3) Comparação da rigidez

Geralmente, a área de tecido de fibra de carbono é pequena, e a área de placa de aço de 2 mm é muito maior do que a área de pano de fibra de carbono.A área equivalente à placa de aço de uma camada como reforço de aço também é muito maior do que aquela equivalente ao tecido de fibra de carbono de uma camada como reforço de aço. Portanto, a rigidez da viga com uma camada de placa de aço é maior do que a de uma camada de tecido de fibra de carbono.O primer impregnado com fibra tem um certo grau de penetração no concreto, e tem boa adesão com o concreto. Fibra de carbono controla o desenvolvimento de trincas de vigas melhor do que placas de aço.O reforço de fibra de carbono é adequado para melhorar a resistência ao trinca de vigas.

Resumir

1)As vigas de concreto reforçadas são reforçadas através da colagem de fibra de carbono (CFRP). Após o rendimento da barra de aço, a fibra de carbono na zona de tração pode não atingir a deformação de tração final e falhar. Quando a viga de concreto armado reforçada pela placa de aço é danificada, o aço de tração (placa de aço) produz e o concreto na zona de compressão atinge a deformação de compressão final. Existem duas formas de falha do feixe, e as fórmulas correspondentes de cálculo da capacidade de rolamento devem ser adotadas para diferentes modos de falha.

2)Na gama de colagem habitual, o efeito de colar 2-3 camadas (4-6 mm) de placa de aço na capacidade de rolamento e rigidez da viga é melhor do que colar 2-3 camadas de tecido de fibra de carbono.O reforço de tecido de fibra de carbono colante não exerce fibra de carbono O efeito de alta resistência do tecido, o reforço de tecido de fibra de carbono não melhora significativamente a tensão de tração do concreto na zona de compressão e na barra de aço na zona de tensão.

3)A armadura de fibra de carbono (CFRP) não é adequada para a armadura destinada a melhorar a capacidade de flexão das vigas.A fim de melhorar a resistência ao crack dos componentes e restringir o desenvolvimento de fissuras, o tecido de fibra de carbono pode ser utilizado para reforço.Para melhorar a capacidade de rolamento e a rigidez geral da viga, é mais confiável usar armadura de chapa de aço colada.