Усиление балок и плит

С быстрым развитием экономики Китая растет масштабное инженерное строительство. В процессе строительства качество проекта не соответствует стандарту из-за низкого технического уровня

или неадекватного управления, и возникают различные проблемы с качеством. В существующих зданиях также будет сталкиваться с этой ситуацией, длительное использование основной конструкции

проекта в случае влажных или вибрационных нагрузок также приведет к растрескиванию бетона, коррозии стали и т. д., что приведет к значительному снижению структурного сопротивления. Когда

структурная нагрузка изменяется и исходная конструкция не может соответствовать требованиям прочности или жесткости, необходимо обнаружить и усилить конструкцию или компоненты. В дополнение

к традиционным методам увеличения поперечного сечения и обмотки сталью, в последние годы появились некоторые новые методы усиления, такие как предварительное напряжение FRP-армирования,

торкретирование, связывание стали и армирование обмоткой из углеродного волокна (CFRP).

Технология усиления и ремонта бетона с помощью CFRP заключается в усилении исходной конструкции путем приклеивания ткани CFRP к поверхности конструкции. Как правило, он подходит для растянутых частей

плит и балок, срезных частей балок, колонн и опор, частей с недостаточной длиной анкеровки арматурных стержней, армирования колонн и опор, а также изгиба, сдвига и растяжения арматуры стропильных ферм. 

Углеродное волокно также широко используется в различных промышленных и гражданских зданиях, сооружениях, антисейсмической, антитрещинной, антикоррозионной арматуре. По сравнению с традиционным

железобетоном или бетоном на основе стали, углеродное волокно имеет такие преимущества, как экономия пространства, простота конструкции, отсутствие необходимости в средствах крепления на месте, простота 

обеспечения качества строительства, отсутствие увеличения размера и веса конструкции, коррозионная стойкость, хорошая долговечность и т. д. Кроме того, принятие этого метода может значительно улучшить срок 

службы зданий и снизить стоимость армирования. Поэтому углеродное волокно привлекло большое внимание как эпохальный армирующий материал.

1 принцип проектирования армирования

При расчете бетонных балок и плит, укрепленных углепластиком, влияние бетона в зоне растяжения не учитывается. Средняя деформация бетона, углепластика и стали после изгиба соответствует предположению о плоском сечении,

а для углепластика принята линейная упругая зависимость напряжения от деформации. Согласно предположению о плоском сечении, деформация углеродного волокна должна быть немного больше, чем у арматурного стержня. 

Для упрощения расчета деформация растяжения углеродного волокна может быть приблизительно равна деформации арматурного стержня. Согласно принципу равного натяжения, площадь углепластика может быть преобразована

в эквивалентную площадь стальных стержней, а затем может быть получена эквивалентная площадь стальных стержней.

2 пример проекта

Для проекта дворца в туристической зоне опора опалубки не была рассчитана, а горизонтальные и вертикальные соединительные стержни необоснованны, что приводит к недостаточной жесткости опоры. Когда прочность бетона не

достигает определенной прочности, деформация опоры опалубки увеличивается из-за влияния нагрузки на пол, и плита перекрытия производит чрезмерный прогиб, что приводит к трещинам. Явление сот возникает в нижней части

среднего пролета некоторых рамных балок во время заливки бетона, что серьезно влияет на несущую способность. После обследования на месте положение сот неквалифицированных рамных балок укрепляется заплаточными материалами,

а плиты перекрытия с трещинами при изгибе укрепляются путем вклеивания углеродного волокна для восстановления первоначальной проектной несущей способности.

3 схема армирования

1) для балок и плит с ячеистой и оспинной поверхностью можно использовать следующие методы ремонта:

A. определить область ремонта бетона.

B. Вырезать рыхлый бетон в области ремонта, очистить пыль и мусор в этой области до тех пор, пока не обнажится твердый бетон.

C. отремонтировать бетонную поверхность с помощью материала для заделки бетона (щеточный интерфейс, штукатурка, каландр и т. д.).

D. Своевременно полить водой или накрыть полиэтиленовыми пакетами после 1-2 часов ремонта и поддерживать поверхность влажной в течение 2-3 дней.

2) армирование плиты: для больших квартир применяется метод армирования нижней части плиты двухсторонними склеенными листами углеродного волокна.

4 технология строительства

Характеристика материала из углеродного волокна: толщина одного слоя 0,167 мм, предел прочности на разрыв не менее 3400 МПа, модуль упругости при растяжении не менее 2,3 х 105 МПа,

относительное удлинение не менее 1,6%.

5 Резюме

Конструкция балочно-плитной конструкции из углеродного волокна в этом проекте полностью использует характеристики ткани из углеродного волокна, которая является новым материалом. 

Видно, что конструкция из углеродного волокна из бетона проста, понятна и безопасна, не занимает места, может эффективно повысить производительность труда, сократить сроки строительства 

и т. д. При этом качество армирования эффективно гарантируется, устойчивость конструкции из армированного бетона стабильна, несущая способность гарантирована, и создаются хорошие экономические и социальные выгоды.