Усиление колонн

Обзор проекта

Офисное здание длиной 68 м, шириной 16 м, площадью застройки около 8900 м2, подземным слоем, семью этажами на земле, каркасной конструкцией и плитным фундаментом, инвестировано в 1980 году и введено в эксплуатацию в следующем году. При косметическом ремонте обнаружено, что в середине здания на двух и трех этажах имеются 3 средние колонны, а в основании колонны имеются серьезные трещины. Отслоение бетона в основании колонны серьезное, и явно видны корродированные продольные арматурные стержни колонны. Установлено, что вышеуказанные 3 колонны в здании имеют вертикальные трещины примерно в 1 м от основания колонны, максимальная ширина шва составляет 2,5 мм, коррозия основных арматурных стержней и хомутов значительная, что приводит к уменьшению эффективной площади исходной силы и серьезной потере бетона в основании, что в разной степени уменьшило сечение колонны. Кроме того, есть несколько серьезных трещин в балках каркаса, все из которых требуют усиления. В этой статье рассматривается только усиление колонн.

Исходя из проекта, для усиления колонн выбрать ткань, армированную углеродным волокном (CFRP).

Выбор метода усиления

В настоящее время для усиления железобетонных колонн обычно используются следующие методы: метод увеличения сечения колонны, метод обмотки стальной оболочкой и метод обмотки FRP-материалом. Метод обмотки сталью более эффективен, чем метод железобетонной секции, поскольку метод увеличения сечения значительно увеличивает вес конструкции и размер сечения. Оба метода более искусственны и иногда сложны в реализации. Помимо более тяжелой стали, способность стального окружения противостоять неблагоприятной эрозии окружающей среды плоха.

В последние годы материал FRP (включая CFRP, GFRP, AFRP и т. д.) использовался для армирования железобетонных колонн в качестве нового метода армирования вместо стальной оболочки. Этот метод имеет такие преимущества, как высокая прочность, высокая эффективность, удобная конструкция, хорошая долговечность и коррозионная стойкость, малая толщина, малый вес и т. д. Среди них наиболее распространенной формой армированных FRP колонн является обернутая волокнистая ткань или полоса. В проекте для армирования выбрана ткань из углеродного волокна.

Существует несколько различных процессов армирования железобетонной колонны материалом FRP. В зависимости от процесса формования метод армирования можно разделить на три вида: метод мокрого стержня, метод непрерывной намотки нити и метод сборной оболочки. Наиболее часто используемый метод - это метод мокрого связывания, который имеет выдающиеся преимущества большой гибкости и простоты эксплуатации в полевых условиях. Этот метод выбран этим методом, и однонаправленная волокнистая ткань оборачивается на поверхность колонны путем инфильтрации смолы, так что направление основного волокна идет вдоль кольца колонны. Колонна может быть полностью обернута однослойной или многослойной волокнистой тканью, а также может быть частично обернута непрерывным спиральным обручем или распорным обручем. В этом проекте углеродная волокнистая ткань полностью обернута и укреплена.

Размер сечения прямоугольной колонны в этом проекте составляет 500 мм x 550 мм. Учитывая, что эффект ограничения обруча из CFRP на прямоугольную колонну слабый, он может обеспечить очень эффективное ограничение круглой колонны, поэтому сечение прямоугольной колонны в этом проекте представляет собой поперечное сечение. Сначала форма изменяется на эллипс и ограничивается обручем из ткани из углеродного волокна.