Réhabilitation des poutres en béton armé
Feuille de polymère renforcé de fibre de carbone (CFRP)
La solution adoptée combine des plaques d'acier liées extérieurement (pour les poutres primaires présentant un déficit de résistance important) et des feuilles de polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC) (pour les poutres secondaires, les zones de jonction et les régions critiques au cisaillement).



Aperçu du projet
Ce projet porte sur la réhabilitation structurelle d'un bâtiment existant à ossature en béton armé (RC) de plusieurs étages. La structure se compose de colonnes RC, de poutres primaires et secondaires et de dalles en béton armé coulé sur place-un système de châssis RC coulé sur place courant dans les bâtiments universitaires de la fin du XXe et du début du XXIe siècle.



Problèmes
Changement de la fonction du bâtiment-l'équipement de laboratoire, les piles de bibliothèque ou les nouvelles exigences fonctionnelles peuvent dépasser la capacité de charge initiale en direct
Détérioration des membres-exposition environnementale à long terme, dégradation du béton ou corrosion des armatures
Déficience identifiée dans l'évaluation-audit structurel révélant une capacité de cisaillement ou de flexion insuffisante dans les éléments clés

Solution
La solution adoptée combine des plaques d'acier liées extérieurement (pour les poutres primaires présentant un déficit de résistance important) et des feuilles de polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC) (pour les poutres secondaires, les zones de jonction et les régions critiques au cisaillement).
1. poutres primaires-plaques d'acier collées à l'extérieur (réhabilitation en flexion)
Méthode d'application: Les plaques d'acier sont collées à l'époxy sur le soffite (face inférieure) des poutres primaires, orientées le long de la direction de portée longitudinale.
2. poutres secondaires-feuilles de CFRP (réhabilitation de flexion)
Méthode d'application: Des feuilles unidirectionnelles de CFRP sont imprégnées de la résine époxyde et collées au soffite des faisceaux secondaires, avec la direction de fibre alignée parallèlement à la portée de poutre.
3. Faisceau-Colonne Joints - CFRP U-Wraps (réhabilitation de cisaillement)
Méthode d'application: Des feuilles de CFRP sont appliquées dans une configuration en U autour de la section transversale de poutre aux appuis et aux régions communes, avec des fibres orientées perpendiculairement à l'axe de poutre (direction verticale sur les visages de Web).
4. feuille croisée de Zones - CFRP d'intersection de faisceau
Méthode d'application: Des feuilles de CFRP sont appliquées dans une croix-modèle aux intersections primaires-secondaires de poutre, adressant l'état complexe d'effort aux jonctions de membre.
Avantages de l'approche combinée
| Aspect design | Plaques d'acier | Feuilles CFRP | Avantage combiné |
|---|---|---|---|
| Force gain de magnitude | Haut-idéal pour les poutres primaires fortement chargées | Modéré à haut-efficace pour les membres secondaires | Exigence optimisée par membre |
| Contribution de rigidité | Très haut-réduit considérablement la déflexion | Module inférieur à celui de l'acier par unité d'épaisseur | Poignées en acier rigidité-éléments critiques |
| Ajout de la charge morte | Modéré-l'acier est lourd | Proche de zéro-critique pour les structures existantes | CFRP limite l'augmentation globale de poids |
| Vitesse d'installation | Plus lente-plaques lourdes, ancrages mécaniques | Rapide-léger, main-layup | Installation parallèle sur différents membres |
| Résistance à la corrosion | Nécessite un revêtement protecteur | Inhéremment résistant à la corrosion | CFRP préféré dans les environnements agressifs |
| Coût par unité de force | Généralement plus faible pour les gains importants | Plus élevé par kg mais moins de matériel nécessaire | Coût optimisé par type de membre |