Refuerzo de columnas

Descripción general del proyecto

Un edificio de oficinas con una longitud de 68 m, una anchura de 16 m, una superficie construida de unos 8900 m², una capa subterránea, siete plantas sobre el terreno, una estructura de armazón y una cimentación de losa, invertido en 1980 y puesto en funcionamiento al año siguiente. Al redecorar, se encuentra que hay tres columnas centrales en los pisos de dos y tres en el centro del edificio, y las grietas en la base de la columna son graves. El hormigón se está desprendiendo en la base de la columna es grave, y los tendones longitudinales de la columna se pueden ver claramente corroídos. Se encuentra que las tres columnas anteriores en el edificio tienen grietas verticales a aproximadamente 1 m de la base de la columna, el ancho máximo de la costura es de 2,5 mm, la corrosión de los tendones principales y los estribos es grave, lo que conduce a la reducción del área efectiva de la fuerza original y la pérdida grave del hormigón en la base, lo que ha reducido la sección de la columna en un grado diferente. Además, existen varias grietas graves en las vigas del marco, todas las cuales requieren refuerzo. Este artículo solo describe el refuerzo de las columnas.

En función del proyecto, elija tejido reforzado con fibra de carbono (CFRP) para reforzar las columnas.

Elección del método de fortalecimiento

Actualmente, los métodos más comunes para reforzar columnas de hormigón armado son el método de ampliación de la sección de la columna, el método de revestimiento de acero y el método de revestimiento de material FRP. El método de revestimiento de acero es más eficaz que el método de sección de hormigón armado, ya que el método de ampliación de la sección aumenta considerablemente el peso y el tamaño de la sección de la estructura. Ambos métodos son más artificiales y, en ocasiones, difíciles de construir. Además de que el acero es más pesado, la capacidad del revestimiento de acero para resistir la erosión ambiental adversa es deficiente.

En los últimos años, se ha utilizado material FRP (incluyendo CFRP, GRP, AFRP, etc.) para reforzar columnas de hormigón armado como un nuevo método de refuerzo en lugar del acero revestido. Este método ofrece ventajas como alta resistencia, alta eficiencia, construcción conveniente, buena durabilidad y resistencia a la corrosión, espesores reducidos y peso ligero, entre otras. Entre ellas, la forma más común de refuerzo de FRP para columnas es la tela o tira de fibra envuelta. En el proyecto se optó por la tela de fibra de carbono para reforzarla.

Existen varios procesos para reforzar columnas de hormigón armado con FRP. Según el proceso de conformado, el método de refuerzo se divide en tres tipos: pegado húmedo, enrollado continuo de filamentos y prefabricado. El método más común es el de unión húmeda, que ofrece ventajas excepcionales como gran flexibilidad y fácil manejo en campo. Este método se selecciona mediante la infiltración de resina, envolviendo la superficie de la columna con un tejido de fibra unidireccional, de modo que la fibra principal se dirija a lo largo del anillo de la columna. La columna puede revestirse completamente con un tejido de fibra de una o varias capas, o parcialmente con un aro espiral continuo o un aro espaciador. En este proyecto, se reviste y refuerza completamente con tejido de fibra de carbono.

La sección de la columna rectangular en este proyecto es de 500 mm x 550 mm. Dado que el confinamiento del aro de CFRP sobre la columna rectangular es deficiente, puede proporcionar una restricción muy efectiva a la columna circular, por lo que la sección de la columna rectangular en este proyecto es transversal. La forma se modifica primero a elipse y se restringe con un aro de tela de fibra de carbono.