Idioma: Español
Rehabilitación de Vigas de Concreto Reforzado
Hoja de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP)
La solución adoptada combina placas de acero unidas externamente (para vigas primarias con un déficit de resistencia significativo) y láminas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) (para vigas secundarias, zonas de unión y regiones críticas de corte).
Descripción general del proyecto
Este proyecto implica la rehabilitación estructural de un edificio existente de hormigón armado (RC) de varios pisos. La estructura consta de columnas de RC, vigas primarias y secundarias, y losas de hormigón armado fundido en el lugar, un sistema típico de bastidor de RC fundido in situ común en edificios universitarios de finales del siglo XX y principios del XXI.
Problemas
Cambio de la función del edificio: el equipo de laboratorio, las pilas de biblioteca o los nuevos requisitos funcionales pueden exceder la capacidad de carga viva original
Deterioro del miembro-exposición ambiental a largo plazo, degradación del concreto o corrosión del refuerzo
Deficiencia identificada en la evaluación: auditoría estructural que revela insuficiente capacidad de corte o flexión en miembros clave
Solución
La solución adoptada combina placas de acero unidas externamente (para vigas primarias con un déficit de resistencia significativo) y láminas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) (para vigas secundarias, zonas de unión y regiones críticas de corte).
1. vigas primarias-placas de acero enlazadas externamente (rehabilitación flexural)
Método de aplicación: Las placas de acero están unidas con epoxi al platillos (cara inferior) de las vigas primarias, orientadas a lo largo de la dirección longitudinal del tramo.
2. vigas secundarias-hojas de CFRP (rehabilitación flexural)
Método de aplicación: las láminas de CFRP unidireccionales están impregnadas con resina epoxi y unidas al techo de vigas secundarias, con la dirección de la fibra alineada en paralelo al tramo del haz.
3. juntas de la viga-columna-U-envolturas del CFRP (rehabilitación del esquil)
Método de aplicación: las láminas de CFRP se aplican en una configuración en forma de U alrededor de la sección transversal de la viga en los soportes y las regiones de unión, con fibras orientadas perpendicularmente al eje de la viga (dirección vertical en las caras de la banda).
4. Zonas de la intersección de la viga-hoja de la cruz de CFRP
Método de aplicación: las láminas de CFRP se aplican en un patrón cruzado en las intersecciones de haz primario a secundario, abordando el complejo estado de tensión en las uniones de los miembros.
Ventajas del enfoque combinado
| Aspecto del diseño | Placas de acero | Hojas de CFRP | Beneficio combinado |
|---|---|---|---|
| Magnitud de ganancia de fuerza | Alto-ideal para las vigas primarias pesadamente cargadas | Moderado a alto-eficiente para los miembros secundarios | Optimizado por requisito de miembro |
| Contribución de la rigidez | Muy alto-reduce la deflexión significativamente | Módulo más bajo que el acero por unidad de espesor | El acero maneja rigidez-miembros críticos |
| Añadido carga muerta | Moderado-el acero es pesado | Cero cercano-crítico para las estructuras existentes | CFRP limita el aumento de peso general |
| Velocidad de instalación | Más lento-placas pesadas, anclajes mecánicos | Rápido-ligero, hand-layup | Instalación paralela en diferentes miembros |
| Resistencia a la corrosión | Requiere revestimiento protector | Inherentemente resistente a la corrosión | CFRP preferido en ambientes agresivos |
| Costo por unidad de fuerza | Generalmente más bajo para grandes ganancias | Más alto por kg pero menos material necesario | Costo optimizado por tipo de miembro |
