En raison de facteurs tels qu'une capacité portante insuffisante et des changements dans les fonctions d'utilisation, les colonnes en béton armé doivent être renforcées. Présentez les méthodes de renforcement courantes des colonnes en béton armé dans la construction de génie civil, expliquez les principes, les avantages et les inconvénients de diverses méthodes de renforcement et fournissez des références pour les applications d'ingénierie.

Avec le développement de la technologie de construction de génie civil et le développement et l'utilisation de nouveaux matériaux, il existe de plus en plus de méthodes de renforcement pour les colonnes en béton armé. Les méthodes de renforcement courantes comprennent la méthode de renforcement de la section transversale élargie, la méthode de renforcement externe en acier, la méthode de renforcement du matériau FRP à adhérence externe, la méthode de renforcement précontraint et la méthode de renforcement composite. Plusieurs méthodes de renforcement couramment utilisées sont brièvement présentées ci-dessous.

Renfort matériel de la liaison FRP externeMéthode

La méthode de renforcement des matériaux en PRF (plastique réinformé par fibre) est un nouveau type de technologie de renforcement qui a émergé à l'étranger dans les années 1980 et 1990. Il utilise des matériaux de cimentation en résine pour coller le tissu en fibre de carbone sur la surface du béton afin de renforcer et de renforcer la structure et d'améliorer les performances structurelles. À ce stade, les principales recherches et applications en génie civil sont le polymère renforcé de fibres de carbone (CFRP), le polymère renforcé de fibres de verre (GFRP), le polymère renforcé de fibres d'aramide (AFRP) et le polymère renforcé de fibres de basalte (BFRP), etc.

Envelopper ou envelopper le matériau FRP horizontalement autour de la périphérie de l'élément en béton. Lorsqu'un composant subit une déformation latérale lorsqu'il est soumis à une charge verticale, le FRP peut fournir passivement une force de retenue pour le béton, augmentant ainsi la résistance à la compression ultime et la déformation ultime du béton de base, améliorant ainsi les performances mécaniques de la colonne de béton. Le renforcement de FRP peut effectivement changer le mode de défaillance des colonnes en béton, éviter la rupture par cisaillement avec une ductilité médiocre et améliorer considérablement la déformabilité du béton. Dans le même temps, par rapport aux autres méthodes de renforcement traditionnelles, la méthode de renforcement en plastique renforcé par des fibres adhésives externes présente les avantages suivants: résistance à la corrosion, légèreté (presque aucune augmentation du poids structurel), résistance élevée et coûts de maintenance réduits. Il convient aux éléments structurels en béton et aux structures générales présentant diverses propriétés de contrainte, mais la structure renforcée présente une ductilité médiocre et une capacité de déformation insuffisante. En outre, étant donné que la résine au bas du matériau fibreux collé est un adhésif structural époxy, il existe des problèmes tels que les exigences de température élevée, le vieillissement facile et le traitement spécial de prévention des incendies. Dans le même temps, puisqu'un seul FRP ne peut pas répondre aux besoins de renforcement structurel, le renforcement composite de fibres hybrides a également été étudié et appliqué au pays et à l'étranger ces dernières années. Afin d'améliorer le taux d'utilisation des matériaux FRP, l'application d'une certaine précontrainte aux matériaux FRP avant le renforcement est progressivement devenue un hotspot de recherche.

Méthode de renforcement précontraint

L'idée principale de l'utilisation de la méthode de renforcement précontraint est d'appliquer une partie de la force ou de la déformation préconçue pour réduire ou compenser la force et la déformation indésirables. Selon les différents objets de renforcement, le renforcement de la méthode de précontrainte peut être divisé en renforcement de tige précontraint et renfort de renfort précontraint. La méthode de renforcement du tirant précontraint convient au renforcement de grands éléments de compression excentriques. Les tirants en acier sont disposés du côté tension de l'élément de compression. Après la précontrainte, la force interne de l'élément peut être réduite et la capacité portante de l'élément peut être améliorée. La colonne de compression axiale doit être pourvue de branches de tige de compression des deux côtés de la colonne de renforcement. Pour les petites colonnes de compression excentriques, les membres de la tige de compression sont fixés sur le côté avec une plus grande pression. Cette méthode convient principalement aux structures porteuses en béton nécessitant une capacité portante, une rigidité et une résistance aux fissures améliorées, ainsi qu'un petit espace après le renforcement. Structures particulièrement de grand-envergure sous l'effort élevé, tel que les barres d'acier fortement corrodées. Mais l'inconvénient de cette méthode est qu'un équipement de précontrainte spécial est nécessaire pendant la construction et que le processus de construction est plus compliqué.

En raison du grand poids propre de la structure du pont et de la portée généralement grande, la méthode de renforcement précontraint a été davantage utilisée dans les projets de renforcement de pont en raison de ses avantages inhérents. La recherche pertinente sur la méthode de renforcement précontraint a également été réalisée à la maison et à l'étranger.

Méthode de renforcement externe en acier

Renforcer les colonnes en béton avec de l'acier extérieur est une méthode de renforcement des quatre coins de la colonne avec de l'acier de section. Ses avantages sont construction simple, moins de charge de travail sur place, et une force plus fiable. Selon la technologie de construction différente, la méthode de renfort en acier externe peut être divisée en acier externe humide et sec. Parmi eux, le renforcement en acier à revêtement sec consiste à externaliser directement l'acier de la section vers le membre d'origine, ou bien qu'il soit rempli de mortier de ciment, il ne peut garantir la transmission efficace de la force de cisaillement sur la surface du joint. La méthode de renfort en acier à revêtement humide consiste à laisser un certain espace entre l'acier profilé extérieur et l'élément d'origine, et à le remplir de boue de ciment latex ou de béton de pierre fine pour lier les deux en un tout et travailler ensemble. Les méthodes de renforcement par voie humide sont généralement utilisées en ingénierie.

Généralement, la taille de la section transversale de l'élément de renfort revêtu d'acier n'est pas beaucoup agrandie, mais sa capacité portante est grandement améliorée, et la ductilité de l'élément est également grandement améliorée en raison de l'effet de retenue de l'acier revêtu latéralement. Cette méthode de renforcement convient au renforcement de structures en béton qui ne permettent pas une augmentation importante de la taille de la section de l'élément d'origine, mais nécessitent une augmentation importante de la capacité de charge de la section.

Méthode de renforcement de la section élargie

La méthode de renforcement de la section élargie est une méthode de renforcement traditionnelle. C'est une méthode de renforcement pour augmenter la résistance, la rigidité et la stabilité des composants ou des bâtiments en augmentant leur section transversale et leur renforcement pour répondre aux exigences de l'utilisation normale des composants. La méthode de section agrandie a différentes formes telles que l'emballage environnant, le renfort unilatéral et le renfort double face. Enveloppement entourant est de couler du béton autour de la colonne, et il est plus utilisé dans les structures qui supportent principalement des forces axiales. Simple face ou double face est principalement destiné à la structure de la colonne qui porte un grand moment de flexion en même temps, et la surface d'appui principale est agrandie. Surtout dans les zones de fortification sismique, cela peut changer la poutre forte d'origine et la colonne faible en une colonne forte et une structure de poutre faible qui est bénéfique pour la résistance aux tremblements de terre.

La colonne renforcée avec la méthode de section agrandie est différente des membres en béton ordinaires dans la performance mécanique. En effet, lorsque la section est agrandie, il est généralement impossible de décharger complètement. La colonne renforcée a été chargée avant l'armature, et certaines contraintes et déformations ont été générées dans la section transversale. La pièce nouvellement ajoutée ne peut pas partager immédiatement la charge qui a été appliquée à la colonne renforcée après le renforcement, mais ne peut commencer à travailler avec la colonne renforcée et supporter la charge sous l'action de la nouvelle charge. De cette façon, la déformation de la pièce nouvellement ajoutée après le renforcement est toujours en retard par rapport à la colonne d'origine. Lorsque la colonne renforcée atteint son état limite, les performances des barres d'acier et du béton nouvellement ajoutés ne peuvent pas être pleinement utilisées, ce qui entraîne directement des problèmes tels que le faible taux d'utilisation des matériaux de post-renforcement. Plus le niveau de contrainte de la colonne de béton avant le renforcement est élevé, plus l'effet de renforcement est mauvais.