Os terremotos são um dos desastres naturais mais graves que a humanidade enfrenta. Eles ocorrem de repente e têm grande poder destrutivo. Eles podem instantaneamente transformar uma cidade movimentada em ruínas, causando enormes baixas e perdas econômicas. Uma vez que os terremotos não podem ser preditos com precisão até agora, da perspectiva do reforço estrutural, é o foco da atenção dos engenheiros de todo o mundo para garantir que os edifícios não entrarão em colapso durante os terremotos ou podem continuar a ser usados após os terremotos.□

Tomando como exemplo o terremoto de Wenchuan 2008, segundo estatísticas de departamentos relevantes, a área de danos à habitação urbana após o terremoto atingiu 135 milhões de m.², dos quais 18.88 milhões de m²Desmaiou, 58.37 milhões de m² foi gravemente danificado, e 58.07 milhões de m² foi geralmente danificado. Após a inspeção e avaliação no local, a maioria dos edifícios foram moderada ou severamente danificados e não colapso, e basicamente atingiu o alvo de fortificação sísmica de três níveis de " pequenos terremotos não são danificados, terremotos moderados podem ser reparados, e grandes terremotos não são colapsados " exigido pelo código.Um grande número de estruturas de construção gravemente danificadas e geralmente danificadas pode continuar a ser usado após a manutenção e reforço adequados. Portanto, como escolher o método mais adequado de reforço de danos ao terremoto é a principal consideração para a reconstrução pós-desastre na área do terremoto.

Uma visão geral dos métodos de armadura de danos sísmicos para estruturas de concreto

• Método de reforço de secção alargada

• Método de reforço de aço de ligação externa

• Método de reforço da placa de aço colado

• Método de reforço de materiais compostos reforçados com fibra externamente

• Tecnologia de reparação de crack

Progressos da investigação no desempenho após reforço de vários métodos

Os diversos métodos de reforço existentes no meu país são basicamente destinados à construção de estruturas cujo desempenho é insuficiente e que precisam ser melhorados através do reforço.E em GB 50367, apenas o fator de utilização da resistência à barra de aço recém-adicionado e o fator de utilização da resistência ao concreto recém-adicionado são usados para reduzir o desempenho calculado após a armadura.O desempenho de cada método de fortalecimento de estruturas de concreto após os danos do terremoto é exatamente o que a especificação precisa orientar, e também é a consideração mais importante para engenheiros e técnicos ao selecionar métodos de reforço.

Progressos da investigação no estrangeiro

Na década de 1980, como Japão propensa a terremotos, começou a estudar a estrutura da parede de cisalhamento danificada por terremotos. Diante das possíveis falhas de flexão e cisalhamento da parede de cisalhamento, pesquisadores adotaram diferentes métodos de reforço.E estudou o efeito de reparação após o reforço. Após o grande terremoto no México, em 1985, os pesquisadores científicos do país fizeram uma grande pesquisa sobre a restauração pós-terremoto de estruturas de concreto durante o processo de reconstrução. Principalmente para estruturas de concreto armado de arranha-céus que foram severamente danificadas no terremoto. Os métodos de inspeção e avaliação estruturais após os danos causados pelo terremoto e a adição de pilares e tecnologia de reforço de apoio têm sido amplamente estudados.Na década de 1990, pesquisadores americanos também fizeram algumas experiências sobre estruturas danificadas por terremotos, como reparação resistente a terremotos e reforço de quadros de concreto severamente danificados. Ao mesmo tempo, pesquisadores sauditas no Oriente Médio adotaram o método de chapas de aço e placa de fibra de vidro para fortalecer as vigas sísmicamente danificadas. Conclui-se que a resistência à flexão das vigas de concreto armado fortalecidas pela placa de fibra de vidro após o terremoto é aumentada em cerca de 60%, e a resistência ao cisalhamento é aumentada em cerca de 26% -32%.

Após a entrada no século XXI, o desempenho do reforço de estruturas de concreto danificadas por terremotos tem sido valorizado por cientistas de todo o mundo, e novos métodos de reforço para diferentes componentes têm sido estudados.Por exemplo, pesquisadores em Cingapura realizaram pesquisas sobre o desempenho de reparo de juntas de concreto armado de viga-coluna e juntas de viga-parede reforçadas com PFR após danos causados por terremotos.Pesquisadores italianos estudaram as respostas estáticas e dinâmicas de vigas de concreto armado reforçadas com CFRP após danos.A Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, estudou o desempenho de paredes de cisalhamento de concreto armado reforçadas com a FRP após os danos causados pelo terremoto.A parede de cisalhamento foi primeiramente danificada sob compressão axial e carregamento cíclico lateral, sendo então reforçada com PFR e carregada novamente.No final, a resistência da parede de cisalhamento danificada reforçada é aumentada em cerca de 10%-20%, as fissuras danificadas são bem controladas, e o desempenho estrutural é muito melhorado.

Progressos da investigação na China

Em comparação com países estrangeiros, a investigação sobre o reforço das estruturas danificadas por terramotos no meu país começou tarde. Após 2000, os pesquisadores científicos do meu país começaram a realizar pesquisas nessa área.O Instituto de Engenharia Estrutural e Prevenção de Desastres da Universidade Tongji realizou um estudo aprofundado sobre o desempenho sísmico de juntas de concreto sismicamente danificadas reforçadas pelo método de fibra basalt. Zhou Yunyu e outros conduziram experimentos baseados em juntas de concreto armado tridimensional para estudar o efeito de reforço de fibra basalt em juntas de concreto armado danificado por terremoto. Os fenômenos experimentais e a análise de dados mostram que as juntas de concreto armado tridimensionais reforçadas pelo basalto alcançaram o objetivo de desenho da coluna "forte e viga fraca". Os modos de falha são todas as falhas de flexão do feixe, a capacidade de rolamento final e a ductilidade de deslocamento são melhoradas, e o desempenho sísmico da estrutura é muito melhorado. Além disso, a capacidade de rolamento e a rigidez das juntas não danificadas são maiores do que aquelas após o dano, e o efeito das juntas de enchimento na capacidade de rolamento final não é óbvio.Wang Jialei da Universidade do Sudeste e outros estudaram o desempenho sísmico de colunas de concreto armado reforçadas com CFRP danificadas por terremotos.A fórmula para a capacidade de rolamento da seção normal do pilar de concreto armado danificado reforçado pelo método CFRP na direção transversal e o pilar de concreto armado danificado reforçado nas direções vertical e horizontal é deduzida e verificada com os resultados dos ensaios. Pesquisas mostram que a capacidade máxima de suporte de colunas reforçadas após danos é degradada em comparação com antes dos danos, a recuperação da capacidade de rolamento é de cerca de 60% -70%, e pode ser restaurada para 118.3% da capacidade máxima de rolamento, no máximo, atendendo aos requisitos de projeto de armadura. 

Zhao Gentian et al. projetou quatro corpos de prova de pilares curtos de concreto armado para simular o desempenho dos métodos de armadura após a falha de cisalhamento de pilares curtos de concreto armado em terremotos. Os resultados do ensaio mostram que, após as colunas curtas de concreto armado danificadas e trituradas serem reforçadas com CFRP, a capacidade de rolamento final é aumentada e a falha é evitada. Xiao Xiaoling et al. utilizou-se um método de pasta manual de plástico reforçado com fibra de vidro para reforçar as juntas de estrutura de quatro varetas com graus variados de dano sísmico. Após testes em cargas repetidas de baixo ciclo, verifica-se que a capacidade de carga da estrutura danificada pode atingir ou exceder o nível antes do dano, o que melhora significativamente a ductilidade da estrutura e aumenta grandemente a capacidade de consumo de energia sísmica.

As pesquisas no país e no exterior mostram que a rigidez, a capacidade de suporte e a ductilidade dos membros estruturais se fortaleceram parcialmente após os danos causados pelo terremoto. Desde que o projeto seja razoável, ele pode atender aos requisitos de uso contínuo e resistência sísmica da estrutura do edifício.No entanto, as especificações atuais ainda não deram uma conclusão quantitativa sobre o problema da recuperação e reforço do desempenho local após vários métodos de reforço foram adotados para grandes danos de picadas na estrutura.A pesquisa sobre o desempenho pós-reforço de terramoto da estrutura é urgentemente necessária.

Conclusão

Após os membros estruturais danificados por terremotos serem reforçados por diferentes métodos, as fissuras existentes e outros defeitos podem de fato ser controlados. Após um design razoável, pode também atender à demanda sísmica sob várias intensidades de fortificação. Após o terremoto, os engenheiros fizeram uma consideração abrangente para selecionar o método de reforço com base nos danos da estrutura reforçada, no orçamento de custos do reforço e no período de construção.No caso de orçamento suficiente e período de construção apertado, CFRP, polímero de fibra de vidro e outros materiais compósitos reforçados com fibra colada podem ser usados para fortalecer o método.De acordo com as conclusões atuais da pesquisa científica, esses métodos têm as vantagens de um rápido progresso na construção civil e de uma óbvia melhoria do desempenho.No caso de estresse econômico, métodos como o aumento do método de seção e o método de chapa de aço colado também podem ser usados.