Các tấm sợi cacbon có thể củng cố các cột bê tông tròn không?

Dựa trên ACI 440, câu trả lời là có.

Laminates cfp một chiều (tấm cacbon) được phép làm gia cố kéo dọc bên ngoài cho các cột tròn thiếu năng lực uốn hoặc kháng nén lệch tâm lớn.

Chức năng chính của các tấm FRP thẳng đứng: bổ sung thanh cốt thép dọc bên trong để tăng cường độ uốn và mở rộng phong bì tương tác P-M dưới tải trọng Trục lệch tâm.

Nhưng

Hạn chế bắt buộc quan trọng từ ACI 440.2r: không thể lắp đặt các tấm FRP dọc mà không cần bọc FRP ngang. Các tấm dọc không hạn chế vi phạm quy tắc chi tiết quy định; tín dụng thiết kế đầy đủ cho độ bền kéo/cường độ nén của CFO không được phép tính toán sức mạnh chính thức nếu không có giới hạn ngang.

Có lợi ích cấu trúc có ý nghĩa gì khi chỉ có các tấm FRP thẳng đứng được liên kết với một cột tròn (không có bọc FRP ngang)?

Lợi ích lý thuyết cận biên (chỉ sử dụng khắc phục hậu quả tạm thời, không vĩnh viễn)

Sợi FRP định hướng theo chiều dọc chỉ chống lại lực căng trục. Dưới sự uốn cong tinh khiết hoặc tải lệch tâm kiểm soát căng thẳng lớn, các tấm chia sẻ lực kéo ở phía căng của phần, giảm nhẹ Độ rộng nứt uốn và tăng nhẹ Độ bền uốn danh nghĩa trong điều kiện dịch vụ tĩnh ngắn hạn.

Hạn chế nghiêm trọng hạn chế mã

1) không có sự giam cầm bê tông; cải thiện không đáng kể trong công suất trục đồng tâm/nhỏ lệch tâm

2) không nâng cao khả năng cắt

3) Phân hủy và phân hủy cfrp sớm được điều chỉnh bởi giới hạn căng thẳng liên kết

4) độ dẻo không đủ, không phù hợp với cải tạo địa chấn

Vì vậy, kết hợp các tấm FRP được xử lý trước theo chiều dọc bao bì FRP ngang hoàn toàn (Sơ đồ trang bị thêm Tuân thủ tiêu chuẩn ACI)

Các tấm FRP bọc các cột loại bỏ tất cả các thiếu sót của liên kết tấm dọc chỉ trong khi đồng thời nâng cấp độ uốn, nén trục, cắt và hiệu suất địa chấn.

1) vai trò độc lập của các tấm FRP được xử lý sẵn theo chiều dọc

Bổ sung gia cố theo chiều dọc bên ngoài để tăng cường độ uốn danh nghĩa cho uốn cong và nén lệch tâm lớn; mở rộng mặt căng của đường cong tương tác P-M của cột.

Hạn chế mở các vết nứt uốn dọc dưới tải trọng tuần hoàn bên, giảm độ lệch mức dịch vụ và cải thiện độ ổn định của độ cứng.

Thiếu sót thiết kế bù đắp khi gia cố thép theo chiều dọc bên trong bị ăn mòn, thiếu kích thước hoặc hư hỏng.

2) đóng góp bắt buộc đa chức năng của bọc FRP ngang

• Giam giữ thụ động cho khả năng nén trục tăng

Mở rộng bên của bê tông Nén kích hoạt căng thẳng kéo trong sợi FRP chu vi, áp dụng áp lực hạn chế thụ động thống nhất, nâng đáng kể cường độ nén đỉnh và căng thẳng nén tối đa của bê tông cốt lõi, cải thiện đáng kể khả năng chịu tải đồng tâm và nhỏ lập dị.

• Gia cố cắt bên ngoài để ngăn chặn sự cố cắt giòn

Sợi FRP chu vi hoạt động như các thanh khuấy ngang bên ngoài liên tục, trực tiếp chống lại lực kéo cắt chéo. Loại bỏ nguy cơ Sụp Đổ cắt sớm dưới tải bên và địa chấn.

Kẹp bao bì ngang toàn bộ các tấm FRP thẳng đứng bám chặt vào bề mặt hình trụ, ngăn chặn các tấm bên nén và giảm căng thẳng cắt giữa mặt dưới ngưỡng biến dạng debonding. Điều này cho phép sử dụng thiết kế đầy đủ độ bền kéo của FRP mà không có yếu tố giảm căng thẳng quá mức.

• Độ dẻo và nâng cấp hiệu suất địa chấn

Bê tông giới hạn thể hiện một cao nguyên căng thẳng nhựa sau đỉnh cao, cho phép trôi qua bên nhựa lớn và tản năng lượng trễ. Thanh giằng dọc bên trong được hạn chế chống lại khóa nén. Chế độ Thất Bại chuyển từ sự sụp đổ đột ngột giòn Thành năng suất uốn được kiểm soát độ dẻo, đáp ứng tất cả độ dẻo địa chấn ACI và giới hạn trôi cho các cột được trang bị thêm.

• Độ bền và chống ăn mòn

Bao bì FRP ngang liên tục niêm phong các vết nứt bề mặt, ngăn chặn sự xâm nhập của độ ẩm, ion clorua và các chất cacbon hóa. Rào chắn FRP bảo vệ cốt thép bên trong khỏi bị ăn mòn, cho phép các yếu tố giảm môi trường thoải mái trong hiệu chuẩn sức mạnh lâu dài.

3) hiệu suất kết hợp hiệp đồng (1 1 > 2)

• Nâng cấp công suất toàn phổ: uốn cong, tải trọng Trục lệch tâm, nén đồng tâm và cường độ cắt đều có thể định lượng thông qua phương trình ACI tiêu chuẩn hóa.

• Hành động tổng hợp tương thích: bao bọc ngang giải quyết các lỗ hổng gây chết người/tắc nghẽn của các tấm FRP đứng độc lập, đảm bảo sự tương tác tổng hợp hoàn toàn giữa FRP và bề mặt bê tông.

• Hệ thống phân cấp Thất Bại dễ uốn có thể kiểm soát được: đảm bảo năng suất uốn trước khi vỡ bê tông hoặc vỡ cắt, căn chỉnh với nguyên tắc thiết kế cốt lõi của ACI về phản ứng Kết cấu dễ uốn dưới tải cực lớn.

• Quy trình làm việc thiết kế được xác nhận mã số: Mỗi hệ mét hiệu suất (uốn, cắt, giam cầm, biến dạng debonding, độ dẻo địa chấn) đều có quy trình tính toán rõ ràng, đáp ứng Đánh Giá, kiểm tra của bên thứ ba, và tiêu chuẩn chấp nhận cho cải tiến kết cấu.

Bảng tóm tắt so sánh