Укрепление конструкционного бетона
Многие здания, которые первоначально были сконструированы для конкретного использования в настоящее время, ремонтируются или модернизируются для другого применения, которое может потребовать более высокой грузоподъемности. В результате этих более высоких нагрузок необходимо переоценить существующие структуры и могут потребоваться усиления (например, усиление проемов, потолков и т.д.) для удовлетворения более тяжелых требований нагрузки.
В целом, структурное укрепление может стать необходимым из-за сейсмической модернизации, недостатков, которые возникают из-за воздействия окружающей среды (например, коррозии), изменений в использовании, которые увеличивают нагрузку или усиливают недостатки в структуре, вызванные ошибками в проектировании или строительстве. Структурная модернизация бетонных конструкций может быть достигнута с использованием одного из многих различных методов модернизации, таких как сокращение длины, внешние композиты, установка стали с внешней стороны, установка внешних или внутренних систем натяжения, расширение сечения или комбинация этих методов. Как и в случае ремонта бетона, усиливающие системы должны выполняться сложным образом с существующей структурой, чтобы быть эффективной и распределять приложенные нагрузки. Ниже приводится краткое описание этих методов и приложений для тематических исследований.
Сокращение спана — Сокращение спана выполняется путем установки дополнительных опор под существующими элементами. Соответствующие материалы для сокращения пролета включают конструктивные стальные элементы и литые железобетонные элементы, которые просты в установке. Соединения могут быть легко разработаны с помощью болтов и клеящих анкеров.
Композиты — системы армированного волокном полимера (FRP) представляют собой высокопрочную, легкую армию в виде листов из бумажной ткани, тонких ламинатов или стержней, которые прикреплены к бетонным элементам эпоксидным клеем, чтобы увеличить их грузоподъемность. Эти системы широко используются в аэрокосмической, автомобильной и спортивной промышленности, а теперь становятся основной технологией структурной модернизации бетонных конструкций. Важными характеристиками FRP для структурных ремонтных и упрочняющих применений являются их неагрессивные свойства, скорость и простота установки, более низкая стоимость и эстетическая привлекательность.
Как и в любой другой системе с внешней связью, связь между системой FRP и существующим бетоном имеет решающее значение, и подготовка поверхности очень важна. Как правило, монтаж достигается путем нанесения эпоксидного клея на подготовленную поверхность, установки арматуры FRP в эпоксидную смолу и, при необходимости, нанесения второго слоя эпоксидного клея. После отверждения композит FRP добавит способность к элементу, потому что он имеет прочность на разрыв до 10 раз больше, чем у стали.