Vigas de hormigón armado reforzadas con sistema CFRP

Existen numerosos estudios sobre la capacidad de carga a cortante en sección normal y en sección oblicua, así como sobre la capacidad de carga y la ductilidad de los elementos flectados reforzados con CFRP, y los métodos de diseño y cálculo han alcanzado un grado de madurez considerable. Sin embargo, los métodos de cálculo anteriores se basan en que la adherencia entre la tela de CFRP y el hormigón es suficientemente resistente y que la deformación de la tela de CFRP alcanza la deformación admisible antes de producirse la falla por desprendimiento.

Hay muchas investigaciones sobre la sección normal, la capacidad de carga de la sección oblicua, la capacidad de carga y la ductilidad de los miembros de flexión fortalecidos por CFRP, y los métodos de diseño y cálculo pueden ser más maduros. Sin embargo, los métodos de cálculo anteriores se basan en la tela CFRP y el enlace de hormigón firmemente, la tensión de tela CFRP alcanzó la tensión permitida antes de la falla de pelado. Pero los experimentos lo demuestran. El efecto de la tela de CFRP en el fortalecimiento de la estructura del concreto está estrechamente relacionado con el rendimiento de la unión entre CFRP y el concreto, y la falla de desmontaje de la tela de CFRP es una forma común de falla, que es muy repentina, quebradiza y el uso de la tela de CFRP también es pobre.


1 fibra de carbono (CFRP) vigas de hormigón reforzado pelar el modo de fracaso


1,1 clasificación según la ubicación de la destrucción del peeling.


Según la ubicación de la falla de pelado, se puede dividir en la falla de pelado final y la falla de pelado medio.


1.1.1 final peeling fracaso


Este daño comienza en los extremos y se desarrolla en el medio. La falla es causada por la concentración de tensión al final, y está relacionada con el modo de carga, la longitud de unión de la lámina de fibra de carbono y otros factores. Si dos puntos se cargan centralmente y el tramo de corte es pequeño, aparecerán fácilmente grietas de corte cerca del rodamiento, y la concentración de tensión se formará cerca de la interfaz entre el CFRP y el concreto. Además, cuando la longitud de unión de CFRP es pequeña y no hay anclaje adicional fiable, generalmente se producirá el fallo de pelado del extremo.


1.1.2 fracaso central de la cáscara


Esta destrucción de pelado comienza en el medio y se extiende hasta el final. Este tipo de falla es causada por la concentración de tensión en el medio del tramo. Por ejemplo, el momento de flexión y la fuerza de corte en el medio del tramo son los más grandes, y las grietas aparecerán cerca del medio del tramo primero. En este momento, la concentración de tensión se forma en la interfaz entre el CFRP y el hormigón cerca de la mitad del tramo. Si la extensión efectiva de la unión es lo suficientemente larga, se producirá el fracaso de la exfoliación media.


1,2 clasificación según el mecanismo de fracaso de pelado


1.2.1 La capa protectora de hormigón se tira hacia abajo.


Tal destrucción generalmente ocurre en los extremos. Si el intervalo de corte es pequeño, la resistencia del concreto es baja y la capacidad de corte es insuficiente.


1.2.2 CFRP que se deshace a lo largo de la superficie concreta de la parte inferior de la viga


Si el concreto es ligeramente más alto, la resistencia al corte es más fuerte. En general, este tipo de daño se producirá. El daño comienza desde el final y se extiende hasta la mitad del tramo.


1.2.3 causa el deshilachado longitudinal de CFRP a lo largo de las vigas debido a grietas de corte por flexión o grietas por flexión.


Si el tramo de cizallamiento de la viga es grande y el alargamiento de la unión de CFRP es lo suficientemente largo o es posible unir el anclaje, la falla de pelado generalmente comienza con la grieta del tramo de cizallamiento. Y hasta el final del desarrollo; o la viga tiene suficiente capacidad de corte, y la capacidad de flexión no es suficiente. Cuando la longitud de alargamiento de la unión de FRP es lo suficientemente larga o el anclaje adicional es fiable, la falla de pelado generalmente comienza desde la grieta de flexión en el medio del tramo y se extiende hasta el extremo de un lado. Para la carga concentrada en el medio del tramo, este tipo de falla generalmente ocurrirá.


3 factores que afectan el fracaso de la cáscara


La falla de pelado entre la lámina de fibra y el concreto es un fenómeno de falla con incertidumbre e influenciado por muchos factores. Se relaciona principalmente con la resistencia del concreto, el grosor de la capa protectora, el número de capas de unión de CFRP, la forma de anclaje de CFRP, la forma de carga del miembro agregado, el historial de carga, la calidad de la construcción, etc.


3,1 Fuerza concreta


La resistencia del concreto es el factor más importante que afecta el rendimiento de la unión entre la lámina de fibra y el concreto. Los resultados de la prueba muestran que la resistencia de la unión entre el hormigón y los materiales compuestos aumenta con el aumento de la resistencia del hormigón dentro de un cierto rango de resistencia del hormigón. Cuanto menor es la resistencia del concreto, más fácil es despegarlo. Incluso si la resistencia del hormigón es mayor, puede deberse a que el efecto de encofrado del hormigón poco profundo no puede alcanzar el valor de resistencia de la prueba; o para los miembros de hormigón existentes, debido al envejecimiento, la corrosión del acero y otras razones, Hay micro-grietas longitudinales y transversales en la superficie de la parte poco profunda del hormigón, baja resistencia, descamación.


3,2 La longitud de anclaje es la misma que el anclaje.


La longitud de anclaje y el modo de anclaje también son factores importantes que afectan la unión interfacial entre la lámina de fibra y el hormigón. Cuanto más corta es la longitud de anclaje, mayor es la tensión de unión local, más grave es la concentración de tensión al final y mayor es la posibilidad de fallo de pelado final. Cuando el anclaje es más largo que una cierta longitud, la tensión de unión básicamente no aumenta. La posibilidad de fallo de pelado final se reduce en gran medida. En el medio del camino, hubo una falla de peeling central. Además, la prueba muestra que el anclaje adicional tiene una gran influencia en la resistencia al pelado de la misma viga. Por ejemplo, el anclaje adicional en el extremo puede reducir la posibilidad del pelado del extremo. En términos generales, los miembros de refuerzo no pueden lograr autoanclaje extendiendo la longitud de unión de CFRP, lo que requiere una variedad de medidas perimetrales de anclaje adicionales para lograr. El efecto del anclaje con aro en forma de U (aro en forma de U de tela de fibra de carbono, aro en forma de U de placa de acero) para evitar el pelado de tela de fibra de carbono longitudinal es obvio.


3,3 material de refuerzo y cantidad de refuerzo


Para vigas de hormigón armado reforzadas con láminas de fibra, el aumento de la capacidad de carga final depende principalmente de la transferencia de la tensión de unión por la capa de unión, y la rigidez de la resina es grande. La buena flexibilidad de la lámina de fibra puede reducir efectivamente el estrés de pelado, reduciendo así la posibilidad de falla de pelado; cuanto mayor sea la cantidad de refuerzo, mayor será el grosor y la rigidez de la lámina de fibra de carbono, junto con el aumento en la cantidad de refuerzo.


3,4 calidad de la construcción


La unión de la lámina de CFRP es suave y de buena calidad, lo que puede garantizar la fuerza uniforme de la lámina de CFRP en dirección transversal y reducir el daño de pelado causado por la separación local. El pegamento de resina entre la lámina de CFRP y el hormigón y entre la lámina de CFRP y la lámina de CFRP es completo y uniforme, lo que es beneficioso para evitar la aparición y el desarrollo de daños por pelado.


3,5 historial de carga


Los resultados experimentales muestran que la posibilidad de falla de pelado es similar a la de fortalecimiento sin un solo estrés, pero con el desarrollo de grietas, la posibilidad de falla de pelado es similar. La posibilidad de pelar y romper aumentará si no se toma refuerzo cuando sea necesario.


3,6 formulario de carga


La falla de extracción de la toalla de la sección de flexión por cizallamiento cerca de la grieta inclinada del punto de carga a menudo ocurre bajo carga concentrada, y se acompaña de una falla de extracción de la sección de flexión pura de la mitad del tramo.



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