WO2016005941A1 - Structural strengthening system with internally anchored reinforcements by adherence - Google Patents
Structural strengthening system with internally anchored reinforcements by adherence Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016005941A1 WO2016005941A1 PCT/IB2015/055208 IB2015055208W WO2016005941A1 WO 2016005941 A1 WO2016005941 A1 WO 2016005941A1 IB 2015055208 W IB2015055208 W IB 2015055208W WO 2016005941 A1 WO2016005941 A1 WO 2016005941A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- reinforcement
- structural
- curve
- bonding agent
- concordance
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
- E04C5/12—Anchoring devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
- E04C5/085—Tensile members made of fiber reinforced plastics
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
- E04C5/12—Anchoring devices
- E04C5/127—The tensile members being made of fiber reinforced plastics
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
- E04G23/00—Working measures on existing buildings
- E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
- E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
- E04G2023/0251—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
- E04G23/00—Working measures on existing buildings
- E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
- E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements
- E04G2023/0251—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements
- E04G2023/0262—Devices specifically adapted for anchoring the fiber reinforced plastic elements, e.g. to avoid peeling off
Definitions
- a system for the application of reinforcement to structural elements such as shoes, pegs, piles, foundation lintels, foundation dampers, pillars, beams, arches, vaults, slabs, cantilevers or short brackets is described. walls.
- One of the structural element reinforcement solutions is based on the addition of reinforcement to the elements to be reinforced with or without applying tension, which acquires the designation of "active reinforcement” or "passive reinforcement” respectively.
- the active reinforcement application makes it possible to take advantage of the material capacities and to substantially improve the behavior of the reinforced element in service by reducing deformations and, in the case of the reinforced element being, for example, reinforced concrete, also reducing the cracking.
- active reinforcement with post-tensioned reinforcement consists in securing the reinforcement reinforcement to the element to be reinforced by pulling them and thereby introducing compressive forces on the element.
- the use of active reinforcements requires the use of reinforcements with high tensile strength, low relaxation and preferably with linear elastic behavior. In this type of reinforcement it is common to use reinforcements in high strength steel (prestressing steel) or carbon fiber laminates.
- the application of active reinforcement is usually carried out in two ways: active reinforcement with post tension i) adherent or ii) non adherent.
- the implementation procedure generally comprises preparation of the surface of the element to be reinforced to improve bonding of the bonding agent; the application of the bonding agent along the surface; and the application of prestressed reinforcement reinforcement with the aid of anchorages. After curing of the bonding agent, with this reinforcement procedure, forces transfer between the element and the reinforcing reinforcement occurs through the bonding agent essentially by shear forces.
- the force transfer between the reinforcement reinforcement and the reinforcement element is carried out continuously and transmitted through a bonding agent, while in active reinforcement with non-adherent aftertension ii) the forces are transmitted on time to the anchorages and diverters.
- the active reinforcement with adherent aftertension i) is commonly applied glued on the outside of the faces of the element to be reinforced or within an additional layer applied to the element.
- the success of the solution depends on the ability to transmit to the element the forces from the reinforcing reinforcement. Therefore, it is essential that the reinforcement reinforcement is properly anchored to the element so that no prestressing losses occur, which in case ii) are more likely to occur.
- the implementation procedure generally comprises preparing the surface of the element to be reinforced to improve bonding of the adhesive; applying the adhesive along the surface; and the application of reinforcement. With this reinforcement procedure, the transfer of forces between the reinforcement member and reinforcement occurs through the adhesive essentially by shear forces.
- the application procedure begins with the opening of the grooves in the surface layer of the element to be reinforced (with dimensions appropriate to the dimensions of the reinforcements); then partial filling of the slots with adhesive; the introduction of reinforcement reinforcement; and finally filling all the slots with adhesive.
- this reinforcement solution the force transfer between the element and the reinforcement reinforcement also takes place through the adhesive.
- the reinforcement is partially embedded in the element, allowing the forces transmitted to the reinforced element to occur within the element, which is not the case when applying the exterior glued reinforcement.
- the other way to improve the behavior of reinforced elements with the addition of reinforcement is to increase the lashing area in areas of potential risk of premature failure, particularly at the extremities and areas of concentrated load application.
- reinforcements are applied in the transverse direction to the reinforcement and, whenever possible, partially or totally involving the element section. This solution is widely used when reinforcing the element at the same time as bending and cutting, and improves the behavior of the ultimate limit reinforcement.
- DE2510262 discloses a reinforcement procedure which, like the previous one, consists of opening tears in the element to be reinforced and filling them, in this case with binder or fiber reinforced epoxy resins. It also provides for the prior insertion of fibers into said tears and subsequent filling with resins or other binder materials. The latter procedure also provides for the possibility of introducing fibers into the tops of the element between the tears and thereby improving the resilience of the fiber mooring zone. Tearing opens the application of the disclosure to elements whose reinforcement or fibers cannot be cut, such as reinforced concrete elements with reinforcement perpendicular to the direction of reinforcement in the mooring area.
- the anchor plates In US 6389775 is described a way of anchoring the ends of the ribs glued to the surface of the elements through anchor plates.
- the anchor plates two in number for each end, may or may not have a notch to house the end of the reinforcement in which an increase in thickness and / or width is effected by adding binder matrix and spacing them apart. fibers and / or overlapping reinforcement layers.
- the anchoring of Reinforcement of the plates is performed by adhesive material and the plates are fixed to the element by means of high strength bolts that pass through the two plates.
- the fastening feature of the plates with screws allows to increase the compressions in the reinforcement which improves the anchoring performance.
- thermosetting polymeric matrix of the reinforcements is removed by heating or chemical exposure in order to facilitate rearrangement of the fibers in the mooring zone.
- the reinforcement can be adjusted in these areas and the matrix is then replaced by impregnation.
- US 20110197540 discloses a lashing device for elongate reinforcement such as fiber reinforced polymers, and reinforced polymers with metal bars or cables.
- This device in various possible forms, is composed of a block with a hole into which the reinforcement is inserted and at least two clamping devices. Said clamping devices allow compression to be introduced into the reinforcement by the perimeter contraction of the hole which is achieved by having a notch that passes through the anchor device from the hole to the lateral surface.
- the anchor device can be fixed to the structure by screws.
- EP2083133 discloses a mechanical device whose application is external to the element to be reinforced and uses mechanical anchors to transmit the shear forces between the device and the element to be reinforced.
- the invention utilizes two metal pieces with a curved shape, external to the element and with the plane perpendicular to the face of the element, between which the reinforcement is inserted and then fastened with screws.
- PT 103785 a post tensioning system with adhesion anchors for concrete structures is presented.
- the system consists of the pre-stressing installation with adhesion anchors where the prestressing steel is tensioned with the help of interim anchorages and after the adhesive has cured, the pre-stress is released from the provisional anchorages and transferred to the concrete.
- the lashing is performed after the tensioning of the reinforcement, thus not allowing subsequent changes in the value of the installed force in the reinforcement.
- the present disclosure describes a reinforcement system that solves the problem of premature failure usually occurring in reinforced elements with post-installed reinforcement without the need to geometrically alter the reinforcement, or to apply additional devices to the mooring areas, thereby allowing to exploit the ultimate capacity of the installed reinforcement reinforcement and providing greater confidence in the use of reinforcement with post-installed reinforcement. It can be applied to elements with reinforcement or fibers perpendicular to the reinforcement direction in the mooring zone. In addition, the system proposed below also allows the value of the force installed on the reinforcement to be altered when using active reinforcement.
- the present disclosure describes a structural reinforcement system comprising at least one post-installed reinforcement reinforcement (1), whose tracing has maximum eccentricity in the higher tensile zones, tied to its core by a bonding agent placed on it. along a straight section (3) with an inclination ranging from 0.5 ° to 100 ° (8) and located after the curve of agreement (2) between this straight section (3) and the surface of the element.
- the method of application comprises the hole-opening steps (3) for securing the reinforcement to the core of the reinforcement element; execution of the curve of agreement (2) between the hole and the surface of the element to be reinforced; application of a bonding agent inside the bollard and application of reinforcement (1); and if the system is to be active, change the value of the installed force to the reinforcement (1).
- the holes can be pre-drilled with mechanical drilling systems having shapes and dimensions of the cross sections dependent on the dimensions and shapes of the reinforcement and minimum depth conditioned to the lashing length (3) required for the transfer of bond strength to the structural member. and may transpose that element in its entirety (12).
- the holes may be molded in the manufacturing process of the structural element or in tubular devices (16) applied thereto, where the element for physical, mechanical or geometrical reasons does not allow the holes to be drilled.
- the mooring zone (3) corresponds to the region where the stress transfer occurs between the reinforcing reinforcement and the core of the structural element (6) to be reinforced.
- a hole is drilled in the core of the structural member (6) and the bonding agent (4) and reinforcing reinforcements (1) are inserted into the hole (3).
- tubular devices (16) are used for this purpose.
- Alteration of the reinforcement reinforcement alignment may be effected by means of a concordance curve (2), executed directly on the reinforcement element, by opening a section or by placing a prefabricated deflection device ( 5) the shape of the curve as, but not limited to, diversion saddles or metal profiles.
- the angle of deviation, as well as the shape thereof, may vary depending on the reinforcement reinforcement materials, the bonding agent and the material characteristics of the reinforcement elements, ranging from 0,5 Q to 100 9 , and your form it can be an arc of circumference, ellipse, parable, hyperbole, clotid, or other form derived from or composed of these.
- this system utilizes prefabricated offset devices (5) applied in the zone of the concordance curve.
- This structural reinforcement system utilizes a bonding agent (4), also known as an adhesive, to tie and secure the reinforcement within the element, compatible with the element materials and the reinforcement reinforcement consisting of a material. identical to that of the reinforcement element itself or another with better adhesion characteristics, resistance to environmental agents and physical and chemical protection of the reinforcement and the reinforced element.
- a bonding agent (4) also known as an adhesive
- the tackifiers used are natural or synthetic such as cementitious mortars, polymeric resins or others.
- the reinforcement system may further comprise the step of applying injection tubes and drains (23) to the sealed holes thereof, in case of low viscosity adhesives.
- This reinforcement system utilizes reinforcement reinforcing rods, strands, wires, bars, plates, laminates or other linearly developed, straight or curved, which may be glued to the surface of the element, inserted into the covering of the element or using other forms of application that exist or may exist.
- the reinforcing reinforcement materials to be used comprise the following constitutions: carbon fiber reinforced steel, woven or laminated composites, glass, graphene or aramid basalt, shape memory alloys, metallic, polymeric, composite reinforcing materials, mixed or others that may exist.
- the reinforcement reinforcement layout has maximum eccentricity in the highest tensile zones.
- This structural reinforcement system may further comprise the initial step of surface preparation in case of applying the exterior glued reinforcement; opening the slots when inserting the reinforcement into the surface of the element or applying the prefabricated bypass devices (5) in the case of applying the non-adherent reinforcement.
- the structural reinforcement system may further comprise the step of applying a temporary support to the reinforcement reinforcement in case the reinforcement is not applied to the upper surface of the element, this temporary support being a mechanical device. fixed to the element, a shoring system (20), among others.
- This structural reinforcement system is characterized by reinforcing to bending and shear structures and structural elements, which may be linear, flat or curved, such as slabs, brackets, short consoles, beams, pillars, walls, shoes, pegs, stakes, foundation lintels, foundation sinks, arches and vaults, walls or the like, these being structural elements of masonry, wood, concrete, metal, composites, mixed, or other .
- the present system is composed of at least one structural element, a reinforcement reinforcement, a mooring zone comprising a hole (3) to secure said reinforcement reinforcement to the reinforcement element, a bending curve. agreement (2) between the bore and the surface allowing the transition of said reinforcement reinforcement to the mooring zone, a bonding agent within the mooring hole or on the surface (4) and a reinforcing reinforcement (1), whose layout has maximum eccentricity in the areas of greatest traction.
- Said mooring zone is geometrically delimited by the free surfaces of said structural member and half of the distance to the nearest reinforcement reinforcement or, if any, by the outer surface of the tubular device (16).
- the principle of operation of the system is to adhere to anchor the reinforcement reinforcement within the element and, in situations where an active reinforcement is desired, it may be effected, after curing of the adhesive in one of the lashing, alteration of the force installed on them.
- Tying of the reinforcement inside the element is performed after changing its alignment and drilling of the element to be reinforced, becoming effective after application and curing of the bonding agent in the mooring zone.
- the agreement curve can be made directly on the element to be reinforced or by placing an additional component with the curve shape.
- the procedure for using the structural reinforcement system presented may comprise, depending on the application, the different procedures of:
- the above procedure may be altered to suit the characteristics of the element to be reinforced, in particular the tackifier, the reinforcement reinforcement or the characteristics of the mooring area.
- the tackifier for example, if high viscosity adhesives are used to anchor the reinforcements inside the holes or if the reinforcement is applied to the upper surface of the element, the application of drainage and injection tubes into the holes and sealing them may be used. dispensed by injecting the bonding agent directly into the mooring hole from the inside to the outside (figure 16).
- the bonding agent directly into the mooring hole from the inside to the outside (figure 16).
- Such preparation may be, for example, injection with resins to improve the mechanical characteristics of the element, the application of a tubular device (Figure 8), the partial replacement of the element material or the application of a concrete block in situ or prefabricated structure (figure 9) properly secured to the element to be reinforced to accommodate the mooring areas.
- the agreement curve (2) has as its main objective to divert the reinforcement reinforcement into the element to be reinforced. It may have a circumferential, elliptical, parabolic, hyperbolic, spiral or other arc geometric shape, and may be composed of more than one geometric shape.
- the choice of the shape of the concordance curve is dependent on the material of the reinforcement, the material of the element to be reinforced, the level of stress produced by the reinforcement at the curve intrusion and the characteristics of the bonding agent.
- the development of the agreement curve is geometrically conditioned by its shape, and the straight alignments of the reinforcement since the beginning and end must be tangent to said alignments.
- the concordance curve can be made directly on the element to be reinforced by opening a section or by placing an additional component in the shape of the curve (5).
- filler material and / or auxiliary devices may or may not be fitted to ensure a proper fit of the reinforcement to the curve shape.
- the bonding agent can be any material whose properties guarantee the adhesion of forces between the reinforcing reinforcement and the element.
- various materials currently available are polymeric resins (epoxy, methacrylate or urethane), mortars (cementitious or polymeric), or others with similar or existing characteristics that may exist.
- the bonding agent In addition to the transmission of forces, the bonding agent must provide physical and chemical protection to the reinforcement and be compatible with the material of the reinforcement element.
- the temporary reinforcement support system comprises any procedure that allows the reinforcement to be suspended until the bonding agent acquires carrying capacity.
- the temporary support includes the application of mechanical devices fixed to the element (21 and 22), shoring system (20), among others.
- the holes for the lashing of reinforcing reinforcement may be of any shape and size, but are dependent on the shape and size of the reinforcing reinforcement cross-sections.
- the minimum depth of the holes is conditional on the length of lashing required for the transfer of the force by adhesion and may pass through the elements in their entirety.
- the holes can be opened mechanically or manually, leaving a negative in the element during the manufacturing process or by placing a tubular device fixed to the element and into which the reinforcements are anchored with bonding agent (4).
- the reinforcement reinforcement can be continuously installed, transposing the elements in its entirety (12) thus allowing the reinforcement to follow the progress of the bending stress diagram.
- the tracing has maximum eccentricity in the areas of greatest traction.
- the mooring zones made in accordance with the present invention allow, among others:
- the fire resistance is improved when compared to the traditional solutions of external bonded reinforcement and reinforcement inserted in the surface layer.
- Using reinforcing reinforcements and adhesives with high performance at high temperatures it is possible to reinforce structural elements that may be subject to fire situations, thus reducing the passive reinforcement protection system.
- this system as an active reinforcement enables the change in the strength of the reinforcement after the bonding agent has cured in the mooring zone, without the need for mechanical end anchors and using only one device interspersed between the curves. of agreement.
- the present system can be used for reinforcement of linear, flat or curved elements such as shoes, pegs, stakes, foundation lintels, foundation sunrises, pillars, beams, arches, vaults, slabs, brackets, brackets. shorts or walls; concrete (simple, reinforced, prestressed or post-stressed, composite, with fiberboard), wood (solid, laminated, particle board), masonry
- carbon fiber reinforced polymers for reinforcement steel reinforcements, carbon fiber reinforced polymers, glass, basalt, graphene, aramid, steel or other composite or mixed reinforcing materials may be used and their behavior resembles the foregoing.
- the system presented is not limited to non-adherent reinforced reinforcement solutions, embedded in the surface layer or applied non-adherent, but can also be used in reinforcement situations where reinforcement is essential. to the success of the booster. Because the anchorages of the reinforcements are carried out within the reinforced elements or in post-installed blocks, the use of the present system is a solution to the problem of premature failure of the take-off reinforcements in situations of load increase, fire. or others.
- the present structural reinforcement system can be used concurrently with other ways of anchoring the reinforcements, thus allowing for a very multipurpose use. It is also possible to anchor one end of the reinforcement using the present invention and to use another system or technique to anchor the other end.
- the present structural reinforcement system may comprise at least one structural element (6), a post-installed reinforcement reinforcement (1) whose layout has maximum eccentricity in the higher tensile areas, a mooring zone (3) in the core. of the structural member (6), a bonding agent (4), an inclined straight section which may vary from 0.5 Q to 100 9 (8), and a concordance curve (2) located between this straight portion and the surface of the element.
- the system now disclosed may further comprise, in the case of application of the non-adherent reinforcement, bypass devices.
- the mooring zone (3) of the structural reinforcement system may be located in tubular devices (16) applied to said structural member (6).
- the concordance curve may have an additional curve-shaped component, in particular bypass seals, hot-rolled metal profiles or cold-formed metal profiles.
- the angle (8) of the concordance curve (2), as well as the shape thereof, may vary depending on the materials of the reinforcing reinforcement (1), the bonding agent (4) and the material characteristics of the elements to be reinforced.
- the shape of the concordance curve may be a circumference arc, ellipse, parabola, hyperbole, clothoid, or other form derived or composed thereof.
- the structural reinforcement system may further comprise prefabricated deflection devices (5) in the agreement curve area (2), where it is necessary to ensure a proper fit of the reinforcements to the curve shape.
- the structural reinforcement system may further comprise an adhesion agent of a material identical to that of the reinforcement element itself or another with better adhesion characteristics, resistance to environmental agents and physical and chemical protection of the reinforcement. and the reinforced element.
- the structural reinforcement system may further comprise natural or synthetic adhesives such as cementitious mortars, polymeric resins or the like.
- the structural reinforcement system may have reinforcements in rods, strands, wires, bars, laminates or others with linear, straight or curved development.
- the structural reinforcement system may have reinforcement reinforcements (1) glued to the surface of the element, inserted into the cover of the element or using any other existing application form.
- the structural reinforcement system may have reinforcing reinforcements (1) of materials such as, for example, steel, carbon fiber reinforced composite laminates, glass, basalt, graphene or aramid, alloys with shape memory, metallic, polymeric, composite or other reinforcement materials.
- reinforcing reinforcements (1) of materials such as, for example, steel, carbon fiber reinforced composite laminates, glass, basalt, graphene or aramid, alloys with shape memory, metallic, polymeric, composite or other reinforcement materials.
- the structural reinforcement system may modify the force installed on the reinforcing reinforcement after the bonding agent has cured in the mooring area.
- the structural reinforcement system can reinforce bending and shear structural elements and structures.
- the structural reinforcement system may reinforce linear, flat or curved structural elements such as slabs, beams, pillars, walls, shoes, pegs, arches and vaults, walls or the like.
- the structural reinforcement system may further reinforce structural elements of masonry, wood, concrete, metal, composites, mixed, or others.
- the present disclosure also relates to a method for installing a structural reinforcement system comprising the following steps:
- At least one inclined bore which may vary from 0.5 Q to 100 9 for the lashing (3) of at least one reinforcement (1) post-installed in the core of at least one structural element (6). ) whose layout has maximum eccentricity in the areas of greatest traction;
- the above-described method may further comprise an initial surface preparation step in case of applying the outer glued reinforcement reinforcement and / or an initial slot opening step in case of insertion. reinforcement reinforcement surface of the element, and / or an initial step of application of the bypass devices in case of non-adherent reinforcement and / or a temporary support to the reinforcement if no reinforcement is applied to the upper surface of the element. .
- the described method may further comprise temporary support for reinforcement reinforcement by a device attached to the element (21, 22), a shoring system (20), among others.
- the method described may further comprise the step of applying injection tubes and drains to the sealed holes thereof, in case low viscosity adhesives are used.
- the holes drilled with said method may be pre-drilled with mechanical drilling systems and additionally; the holes may have cross-sectional shapes and dimensions depending on the size and shape of the reinforcing reinforcement; previously drilled holes may have a minimum depth conditioned by the length of lashing (3) required for the transfer of force by adhesion, and may transpose the elements in their entirety (12).
- the structural element (6) when the structural element (6) for physical, mechanical or geometrical reasons does not allow the drilling of holes, they may be molded in the manufacturing process of the element or in tubular devices (16) applied to the element. structural (6).
- the concordance curve (2) is made directly on the structural element (6) to be reinforced by opening a section.
- the concordance curve will be made by placing an additional curve-shaped component such as, but not limited to, diversion seals, hot-rolled metal profiles or metal-shaped metal profiles. cold.
- an additional curve-shaped component such as, but not limited to, diversion seals, hot-rolled metal profiles or metal-shaped metal profiles. cold.
- the angle (8) of the concordance curve (2) may vary depending on the materials of the reinforcement (1), the bonding agent (4) and the material characteristics of the elements to be reinforced.
- the angle (8) of the agreement curve can be between 0.5 and 100.
- a bonding agent (4) also called an adhesive, is used to tie and secure the reinforcement within the element, compatible with the element materials and the reinforcement reinforcement.
- bending and shear reinforcing structural elements and structures are reinforced.
- linear, flat or curved structural elements such as slabs, beams, pillars, walls, shoes, pegs, arches and vaults, walls or the like are reinforced.
- structural elements of masonry, wood, concrete, metal, composites, mixed, or the like are reinforced.
- Figure 1 shows a structural element (6), corresponding to the end span of a continuous reinforced concrete beam, with the pillars (7) made of the same material, reinforced with bending (9) and transverse stress. (10) with post-installed reinforcement (1), it is also possible to observe the representation of the lashing (3) of the reinforcing reinforcement ends in holes filled with bonding agent (4) with a certain depth to ensure the transfer of forces by adhesion. . Also shown is the concordance curve (2) which allows the reinforcement to be deflected into the beam at a given deflection angle (8), the prefabricated deflection device (5) in the shape of the curve and the devices which allow the force to be reinforced in the reinforcement (11).
- Figure 2 shows a structural element (6), corresponding to the end span of a continuous reinforced concrete beam, with the pillars (7) made of the same material, reinforced with bending (9) and transverse stress. (10) with post-installed reinforcement (1) continuous with full transposition of section (12) using the present system. Also in this figure it is possible to observe the tie (3) of the ends of the reinforcement in holes filled with bonding agent (4) to ensure the transfer of the force by adhesion and the agreement curve (2) that allows the deviation of the reinforcement. into the beam with its deflection angle (8). Also shown are devices for changing the stresses installed on the reinforcement (11).
- Figures 3 and 4 represent, in vertical and horizontal longitudinal section, respectively, the use of the present system to continue the reinforcement (1) in a structural element (6) subjected to bending forces. It is possible to observe an overlap zone (13) which ensures the reinforcement level along the structural element, the agreement curve (2), the mooring zone (3), the bonding agent (4) and the deviation angle. (8).
- Figure 5 shows the application of the invention in reinforcing a structural element (6) corresponding to a reinforced concrete slab.
- Said figure represents, in vertical longitudinal section, the end span and the intermediate span of a continuous slab, supported on beams and these, in turn, on pillars (7).
- Said structural element (6) is reinforced by the addition of post-installed reinforcement reinforcement (1) and the continuity of these reinforcement allows it to be reinforced to positive bending moments in the gap and negative bending moments in the bearing zone. (9).
- the mooring holes completely transpose the section (12) so it can be assumed that they have a dual function: to anchor the reinforcement reinforcement (1); and transpose the section to allow it to continue.
- the end holes only need to secure the reinforcement of the reinforcement and may also cross the entire section.
- the reinforcement reinforcement (1) is tied inside the element using the bonding agent (4) inside the holes.
- the change in the strength value in the reinforcing reinforcement (1) after curing of the bonding agent (4) in the lashing zone (3) is achieved by installing devices shown in Figure 11.
- Figure 6 shows the application of the system for the lashing of reinforcing reinforcement (1) embedded in the covering in a structural element (6), corresponding to a reinforced concrete beam supporting the slab (14).
- the lashing (3) of the reinforcement (1) post installed inside the element after the curve of agreement (2).
- Figure 7 shows the application of the system to the reinforcement of a structural element (6), corresponding to a reinforced wood beam with post-installed reinforcement glued to the outer surface. Also shown in this figure is the lashing (3) of the reinforcement within the structural member (6) after the curve of agreement (2) and the lashing of the reinforcement (1) with bonding agent (4) within the mooring hole.
- Figure 8 has shown the application of the system to the flexural reinforcement (9) of a structural member (6) corresponding to a metal beam supported by pillars (7).
- the lashing (3) of the post-installed reinforcement (1) is performed within a tubular device (16) fixed by welding or mechanically to the beam core.
- the reinforcing reinforcements are tied to the tubular device by the bonding agent (4). It is also observed the extension of the tubular device along the curve of agreement (2) that crosses the flange of the beam (17), whose purpose is to provide a suitable shape to the respective curve.
- Figure 9 shows the flexural reinforcement (9) of a structural member (6) corresponding to a metal beam supported by pillars (7), in which the reinforcement reinforcement (1) is moored. within a concrete block (18) previously laid, in this case by in situ concreting, to the boring holes.
- Said concrete block (18) may be prefabricated, with the boring holes previously drilled.
- the lashing (3) is performed in the holes using bonding agents (4) after the agreement curve (2) that crosses the beam flange (17).
- the installation of the device (11) allows to change the value of the tensions in the reinforcing reinforcement (1) after the bonding agent (4) has cured in the mooring zones (3).
- Figure 10 shows the application of the system to the flexural reinforcement (9) of a structural element (6), corresponding to a steel-concrete composite beam with slab mooring (14).
- the lashing (3) of the post-installed reinforcement (1) is made in holes drilled in the slab (14) by means of a bonding agent (4).
- the curve of agreement (2) which crosses the flange of the beam (17), with the aid of a prefabricated bypass device (5) allows the reinforcement of the reinforcement to the mooring zone at a given angle (8).
- the application of reinforcements (15) to the beam core aims to ensure that local buckling failure of the core does not occur and the application of the device (11) allows to change the value of the force installed on the reinforcement reinforcement.
- Figure 11 shows the application of the system to the flexural reinforcement (9) of a structural member (6), corresponding to a continuous steel-concrete composite beam, with tie-down in the slab (14) and reinforcing reinforcement (1). ) post installed.
- the lashing (3) of the reinforcement is made in holes drilled in the slab (14) with bonding agent (4).
- the value of the force applied to the reinforcement (1) may be modified with a device (11) interspersed between the mooring zone (3) and the concordance curve (2).
- the curve of agreement (2) which crosses the flange of the beam (17), with the aid of a prefabricated bypass device (5) allows the reinforcement of the reinforcement to the mooring zone at a given angle (8).
- the application of reinforcements (15) to the beam core is intended to ensure that local buckling failure of the core does not occur.
- Figure 12 shows the reinforcement of a structural element (6), corresponding to a masonry pillar by the application of post-installed reinforcement reinforcement (1) to confine said element.
- the reinforcement is tied through the bonding agent (4) inside the masonry elements (19) in a mooring zone (3), whose hole was drilled at a certain angle of deviation (8) after the curve of agreement (2). ).
- the value of the force installed on the reinforcing reinforcement (1) may be modified with a device (11) allowing to increase the confinement to said element.
- Figure 13 shows the application of active reinforcement to a structural element (6), corresponding to a masonry arch by the application of reinforcement reinforcements (1) post installed on the extractor to confine said element.
- the reinforcement is tied through the bonding agent (4) inside the masonry elements (19) in a mooring zone (3), whose hole was drilled at a certain angle of deviation (8) after the curve of agreement (2). ).
- the value of the force installed on the reinforcing reinforcement (1) may be modified with a device (11) allowing to increase the confinement to said element.
- Figure 14 presents some possible solutions for supporting the reinforced reinforcement (1) post-installed during their application period and until the bonding agent is able to support them.
- the temporary support is shown by shoring an element opposite the placement of the reinforcing reinforcement (1).
- the temporary support of the reinforcement is shown by the mechanical fixing of a device to the faces of the structural element (6) to be reinforced, thus allowing the temporary support of the reinforcement when it is not viable by shoring.
- the support device is fixed to the face where the reinforcement is applied and at 22, the device is fixed to the side face.
- Figure 15 shows a solution for the injection of the lashing holes into a structural element (6) in which the tackifier has low viscosity.
- the injection of the bonding agent into the holes is performed with the help of two tubes (23) placed simultaneously with the reinforcement reinforcement (1).
- the hole (24) it is necessary to seal the hole (24) near the concordance curve and to leave the end of one of the tubes near the lower end (25) of the lashing hole and the other end near the upper end (26) of the boring hole.
- mooring thus, it is possible to inject the sticking agent into the tube near the lower end (25) and bleed air through the upper end (26).
- Figure 16 shows a solution for the injection of the lashing holes into a structural element (6) in which the bonding agent has some viscosity.
- the bonding agent is injected into the boring hole prior to the reinforcement using a pipe whose end should fill almost the entire cross section of the bore (27). In this case the injection procedure starts from the end end to the start end of the hole leaving at the beginning of the lashing hole a section with no adhesion agent that will be filled when the reinforcement reinforcements (1) are introduced.
- Figure 17 shows the results of testing a set of carbon fiber reinforced polymer reinforced beams using the same amount of reinforcement using traditional exterior glued reinforcement systems (29) and inserted into the layer.
- the reference non-reinforced beam 28 from which the load and displacement values in the reinforcement yielding were used to normalize the results.
- the results presented show the increase in loading capacity and ductility achieved by using the present disclosure.
- Figure 18 shows the results of testing a set of stainless steel reinforced beams using approximately the same amount of reinforcement using traditional exterior glued reinforcement systems (33) and inserted into the surface layer of the member. (34) and the system disclosed in this disclosure (35). Also shown in the figure is the reference non-reinforced beam 32, from which the load and displacement values in the reinforcement yielding were used to normalize the results. The results show the increased carrying capacity and ductility achieved by using the present disclosure.
- Figure 19 shows the results of testing a set of reinforced beams reinforced with carbon fiber reinforced polymers, in particular the results of the measurements of the shear reinforcement reinforcement (vertical two-leg stirrup) , distanced from d from the movable support (being of the beam's useful height), from the reinforced beams with the system presented in the present disclosure (39) and with the traditional systems (37, 38).
- the results of a similar unreinforced beam are also presented (36).
- Figure 20 presents the results of the tests of a set of stainless steel reinforced beams, in particular the results of the measurements of the transverse stress reinforcement extensions (vertical two-leg stirrup, distanced from d from the movable support (d - beam height), beams reinforced with the system disclosed in the present disclosure (43) and with traditional systems (41, 42)
- the results of a similar unreinforced beam (40) are also presented.
- this figure it is evident the reduction in the extension in shear reinforcement in the reinforced beams with the system presented in the present disclosure (43) compared to the unreinforced beam (40) and the reinforced beams with the traditional systems (42, 43).
- Reduction of the transverse stress reinforcement extensions in the monitored area to the same level of deformation indicates an increase in the strength of the beam that is resistant to such stress as a result of use. system presented in the present disclosure.
- the beams of group (i) have been constructed with a total length of 3300 mm, 3000 mm between supports, a total height of 315 mm, of which 225 mm are core, a width of 400 mm and a width of at the soul level of 150 mm.
- the beams of group ii) were constructed with the same dimensions, except for the total height, whose dimension was 300 mm, of which 200 mm correspond to the height of the core.
- the concrete beams were longitudinally reinforced with three 12 mm diameter steel rods arranged close to the underside of the web (pull zone) and six 8 mm diameter steel rods arranged in the flange. In order to resist the transverse stress, the beams were reinforced with two-arm stirrups made of 6 mm diameter steel rod and 150 mm apart. The reinforcement cover was 20 mm, except for the lower face of the beam of group i), which was 36 mm.
- the concrete used in the beams of group (i) had at 28 days of age an average compressive strength of 18.5 MPa obtained in tests of cylindrical specimens with diameter 150 mm and height 300 mm.
- the 6mm diameter reinforcement used in group i) beams and the 8mm diameter reinforcement used in group ii) beams are of class A500E.
- the remaining ordinary reinforcements are of class A500NR SD.
- Stainless steel bar reinforcements with a cross-section of 20x5 mm 2 are of class EN1.4404 and have an average proportionality stress of 0.2% equal to 259.8 MPa and a mean value of the breaking stress equal to 617.8 MPa.
- Ribbed rod stainless steel reinforcements with a nominal diameter of 8 mm are of class EN1.4301 and have an average proportionality stress of 0.2% equal to 471.7MPa; and mean value of the breaking stress equal to 1008.5 MPa.
- beam b) was reinforced with a 50x1.2 mm 2 section laminate with a length of 2700 mm applied over a 2 mm layer of resin r1 on the underside of the core.
- Beam c) was reinforced with four 2700 mm long laminates with 10x1.4 mm 2 cross-section, applied with resin rl within four 5x15 mm 2 cross-section slots.
- Beam d has been reinforced with four 10x1.4 mm 2 cross-sectional laminates of 3700 mm length applied to the underside of the beam core at a length of 2035 mm on a layer of 1 mm thick r1 resin and strung ( 3) at the ends inside holes 12 mm in diameter at a length of 415 mm with resin r1 and resin r2 (two resin-anchored laminates r1 and two resin-anchored laminates r2), with an offset angle of 33 Q (8) and radius of agreement curve (2) of 300 mm. Reinforcement reinforcements were offset, two to each side, offset by 72 mm from the beam mid-span.
- beam b) was reinforced with two 20x5mm 2 section stainless steel bars and 2750 mm length applied over a 1.5 mm layer of resin rl on the underside of the core.
- the beam c) was reinforced with four ribbed rods with cross section 48.1 mm 2 and length 2750 mm inserted with resin rl into grooves with cross section 12x12 mm 2 .
- Beam d) has been reinforced with two 3015 mm long 20x5 mm 2 section stainless steel bars bonded with resin rl to the underside of the core along 2000 mm long and lashed (2) into holes with a diameter of 25 mm.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
Abstract
A strengthening system with subsequently mounted reinforcements is described, with a layout having maximum eccentricity in the highest traction zones, the reinforcements being adhesively anchored inside a structural element along a straight section located after a curve of congruence between this straight section and the surface of the element. The installation of this strengthening system comprises opening holes for fastening the strengthening system to the core of the element being strengthened; creating curves of congruence between the holes and the surface, so as to allow a transition between the strengthening reinforcement and the fastening zone; applying an adhesive agent to the inside of the fastening hole, and mounting the strengthening reinforcements. This system can be used to strengthen structures, and makes it possible to change the mounted strength thereof when using the active reinforcement.
Description
D E S C R I Ç Ã O DESCRIPTION
SISTEMA DE REFORÇO ESTRUTURAL COM ARMADURAS ANCORADAS INTERNAMENTE POR STRUCTURAL STRENGTHENING SYSTEM WITH ARMS ARCHORED INTERNALLY BY
ADERÊNCIA ADHERENCE
Domínio técnico Technical Domain
[0001] Descreve-se um sistema para a aplicação do reforço com armaduras, em elementos estruturais tais como sapatas, pegões, estacas, lintéis de fundação, ensoleiramentos de fundação, pilares, vigas, arcos, abóbadas, lajes, consolas, consolas curtas ou paredes. [0001] A system for the application of reinforcement to structural elements such as shoes, pegs, piles, foundation lintels, foundation dampers, pillars, beams, arches, vaults, slabs, cantilevers or short brackets is described. walls.
Estado da técnica State of the art
[0002] Presentemente existem algumas soluções para o reforço estrutural. At present there are some solutions for structural reinforcement.
[0003] Uma das soluções de reforço de elementos estruturais baseia-se na adição de armaduras aos elementos a reforçar aplicando ou não pós-tensão, o qual adquire a designação de "reforço ativo" ou "reforço passivo" respetivamente. A aplicação de reforço ativo permite aproveitar as capacidades dos materiais e melhorar substancialmente o comportamento do elemento reforçado em serviço reduzindo as deformações e, no caso do elemento reforçado ser, por exemplo, em betão armado, reduzindo também a abertura de fendas. One of the structural element reinforcement solutions is based on the addition of reinforcement to the elements to be reinforced with or without applying tension, which acquires the designation of "active reinforcement" or "passive reinforcement" respectively. The active reinforcement application makes it possible to take advantage of the material capacities and to substantially improve the behavior of the reinforced element in service by reducing deformations and, in the case of the reinforced element being, for example, reinforced concrete, also reducing the cracking.
[0004] A aplicação de reforço ativo com armaduras pós-tensionadas consiste em fixar as armaduras de reforço ao elemento a reforçar, tracionando-as e introduzindo, desta forma, forças de compressão no elemento. A utilização de reforços ativos requer o uso de armaduras com elevada resistência à tração, com baixa relaxação e, preferencialmente, com comportamento elástico linear. Neste tipo de reforço é corrente utilizarem-se armaduras em aço de alta resistência (aço de pré-esforço) ou laminados de fibras de carbono. A aplicação do reforço ativo é realizada habitualmente de duas formas: o reforço ativo com pós-tensão i) aderente ou ii) não aderente. The application of active reinforcement with post-tensioned reinforcement consists in securing the reinforcement reinforcement to the element to be reinforced by pulling them and thereby introducing compressive forces on the element. The use of active reinforcements requires the use of reinforcements with high tensile strength, low relaxation and preferably with linear elastic behavior. In this type of reinforcement it is common to use reinforcements in high strength steel (prestressing steel) or carbon fiber laminates. The application of active reinforcement is usually carried out in two ways: active reinforcement with post tension i) adherent or ii) non adherent.
[0005] No caso i) o procedimento de execução contempla, em geral, uma preparação da superfície do elemento a reforçar para melhorar a ligação do agente de aderência; a aplicação do agente de aderência ao longo da superfície; e a aplicação da armadura de reforço pré-tensionada com auxilio de ancoragens. Após a cura do agente de aderência, com este procedimento de reforço, a transferência de forças entre o elemento e a armadura de reforço ocorre através do agente de aderência essencialmente por forças de corte. In case (i) the implementation procedure generally comprises preparation of the surface of the element to be reinforced to improve bonding of the bonding agent; the application of the bonding agent along the surface; and the application of prestressed reinforcement reinforcement with the aid of anchorages. After curing of the bonding agent, with this reinforcement procedure, forces transfer between the element and the reinforcing reinforcement occurs through the bonding agent essentially by shear forces.
[0006] Na aplicação i) a transferência de forças entre a armadura de reforço e o elemento a reforçar realiza-se de forma continua e transmitida através de um agente de aderência, enquanto no reforço ativo com pós-tensão não aderente ii) as forças são transmitidas pontualmente nas ancoragens e
desviadores. O reforço ativo com pós-tensão aderente i) é correntemente aplicado colado pelo exterior nas faces do elemento a reforçar ou no interior de uma camada adicional aplicada ao elemento. Em qualquer dos casos, i) ou ii), o sucesso da solução depende da capacidade de transmitir ao elemento as forças provenientes das armaduras de reforço. Portanto, é essencial que as armaduras de reforço estejam devidamente ancoradas ao elemento para não ocorrerem perdas de pré-esforço, que no caso ii) são mais suscetíveis de acontecer. In the application (i) the force transfer between the reinforcement reinforcement and the reinforcement element is carried out continuously and transmitted through a bonding agent, while in active reinforcement with non-adherent aftertension ii) the forces are transmitted on time to the anchorages and diverters. The active reinforcement with adherent aftertension i) is commonly applied glued on the outside of the faces of the element to be reinforced or within an additional layer applied to the element. In either case, i) or ii), the success of the solution depends on the ability to transmit to the element the forces from the reinforcing reinforcement. Therefore, it is essential that the reinforcement reinforcement is properly anchored to the element so that no prestressing losses occur, which in case ii) are more likely to occur.
[0007] A aplicação de reforços passivos no reforço à flexão de elementos estruturais lineares e planos, tais como pilares, vigas e lajes, é habitualmente realizada de duas formas: i) pelo exterior do elemento ou ii) inseridas na camada superficial do elemento, que no caso de elementos de betão armado é designada por recobrimento. Estas duas formas de aplicar as armaduras têm demonstrado bastante aplicabilidade e aceitação no domínio do reforço e reparação de estruturas. The application of passive reinforcements in the flexural reinforcement of linear and planar structural elements such as columns, beams and slabs is usually carried out in two ways: (i) from the outside of the element or (ii) inserted into the surface layer of the element; which in the case of reinforced concrete elements is referred to as covering. These two ways of applying reinforcement have shown considerable applicability and acceptance in the field of reinforcement and repair of structures.
[0008] No caso i), aplicação das armaduras coladas pelo exterior do elemento, o procedimento de execução contempla, em geral, uma preparação da superfície do elemento a reforçar para melhorar a ligação do adesivo; a aplicação do adesivo ao longo da superfície; e a aplicação do reforço. Com este procedimento de reforço, a transferência de forças entre o elemento e a armadura de reforço ocorre através do adesivo essencialmente por forças de corte. In the case of (i) application of the bonded reinforcement to the outside of the element, the implementation procedure generally comprises preparing the surface of the element to be reinforced to improve bonding of the adhesive; applying the adhesive along the surface; and the application of reinforcement. With this reinforcement procedure, the transfer of forces between the reinforcement member and reinforcement occurs through the adhesive essentially by shear forces.
[0009] No caso do recurso ao reforço com armaduras inseridas na camada superficial do elemento, (caso ii)), o procedimento de aplicação inicia-se com a abertura das ranhuras na camada superficial do elemento a reforçar (com dimensões adequadas às dimensões dos reforços); segue-se o preenchimento parcial das ranhuras com adesivo; a introdução das armaduras de reforço; e por fim, o preenchimento da totalidade das ranhuras com adesivo. Com esta solução de reforço a transferência de forças entre o elemento e a armadura de reforço ocorre também através do adesivo. No entanto, tem a vantagem do reforço estar parcialmente embutido no elemento, permitindo que as forças transmitidas ao elemento reforçado ocorram no interior do elemento, o que não acontece no caso de se aplicar o reforço colado pelo exterior. In the case of the use of reinforcement with reinforcement inserted in the surface layer of the element (case ii)), the application procedure begins with the opening of the grooves in the surface layer of the element to be reinforced (with dimensions appropriate to the dimensions of the reinforcements); then partial filling of the slots with adhesive; the introduction of reinforcement reinforcement; and finally filling all the slots with adhesive. With this reinforcement solution the force transfer between the element and the reinforcement reinforcement also takes place through the adhesive. However, it has the advantage that the reinforcement is partially embedded in the element, allowing the forces transmitted to the reinforced element to occur within the element, which is not the case when applying the exterior glued reinforcement.
[0010] O reforço através de aplicação de armaduras embutidas na camada superficial do elemento tem demonstrado melhores resultados do que a aplicação do reforço colado na superfície do elemento. Ainda assim, ambos os processos de aplicação do reforço mencionados continuam a apresentar roturas que ocorrem, na maioria das vezes, na interface do reforço com o elemento a reforçar. Em ambos os processos é difícil conseguir mobilizar a capacidade resistente última dos reforços não se tirando, por isso, total proveito da sua máxima capacidade resistente. Por esse motivo estas roturas são habitualmente designadas de "prematuras" e originam alguma apreensão na utilização de reforço com armaduras pós-instaladas. Para melhorar o comportamento dos elementos reforçados com armaduras coladas pelo exterior, principalmente na rotura, é corrente aplicar-se ancoragens mecânicas ou adesivas no elemento para ancorar o reforço.
[0011] No caso das ancoragens mecânicas estas são normalmente efetuadas com a introdução de buchas mecânicas ou químicas no elemento a reforçar de modo a introduzir uma força de compressão no reforço na direção normal ao plano da superfície. Desta forma, e com um dimensionamento adequado, é possível mobilizar a resistência última do reforço. Reinforcement through the application of reinforcement embedded in the surface layer of the element has shown better results than the application of reinforcement glued to the surface of the element. Still, both mentioned reinforcement application processes continue to exhibit breaks that occur most often at the interface of the reinforcement with the reinforcement element. In both processes it is difficult to be able to mobilize the ultimate strength of the reinforcements without taking full advantage of their maximum strength. Therefore these tears are commonly referred to as "premature" and give rise to some concern with the use of post-installed reinforcement. In order to improve the behavior of reinforced elements with exterior bonded reinforcement, especially in the breaking, it is common to apply mechanical or adhesive anchors to the element to anchor the reinforcement. In the case of mechanical anchorages these are normally performed by introducing mechanical or chemical bushings into the reinforcement element to introduce a compressive force on the reinforcement in the direction normal to the surface plane. In this way, and with a suitable size, it is possible to mobilize the ultimate strength of the reinforcement.
[0012] A outra forma de melhorar o comportamento de elementos reforçados com a adição de armaduras consiste em aumentar a área de amarração nas zonas de potencial risco de rotura prematura, nomeadamente nas extremidades e zonas de aplicação de cargas concentradas. Para isso são aplicadas armaduras na direção transversal ao reforço e, sempre que possível, envolvendo parcial ou totalmente a seção do elemento. Esta solução é muito utilizada quando se pretende reforçar o elemento simultaneamente à flexão e ao corte, e melhora o comportamento do reforço em estado limite último. The other way to improve the behavior of reinforced elements with the addition of reinforcement is to increase the lashing area in areas of potential risk of premature failure, particularly at the extremities and areas of concentrated load application. For this purpose reinforcements are applied in the transverse direction to the reinforcement and, whenever possible, partially or totally involving the element section. This solution is widely used when reinforcing the element at the same time as bending and cutting, and improves the behavior of the ultimate limit reinforcement.
[0013] A introdução do reforço no recobrimento dos elementos estruturais está documentada no documento EP0803020. Este documento refere-se a reforços colados na superfície do elemento e consiste em inserir pelo menos uma das extremidades do reforço numa cavidade aberta na superfície do elemento, considerada como zona de amarração. O reforço, na referida zona de amarração, tem uma forma arqueada e é ancorado com recurso a um agente adesivo que preenche a cavidade e permite então a referida amarração. The introduction of reinforcement in the covering of structural elements is documented in EP0803020. This document relates to ribs bonded to the surface of the element and consists of inserting at least one end of the reinforcement into an open cavity in the surface of the element, considered as the mooring zone. The reinforcement in said mooring zone has an arcuate shape and is anchored using an adhesive that fills the cavity and then allows said mooring.
[0014] O documento DE2510262 apresenta um procedimento de reforço que consiste, tal como o anterior, em abrir rasgos no elemento a reforçar e preenchê-los, neste caso, com ligante ou resinas epoxídicas reforçadas com fibras. Também prevê a inserção prévia de fibras nos referidos rasgos e posterior preenchimento com resinas ou outros materiais ligantes. Neste último procedimento prevê também a possibilidade de serem introduzidas fibras nos topos do elemento entre os rasgos e, desta forma, melhorar a capacidade resistente da zona de amarração das fibras. A abertura dos rasgos condiciona a aplicação da divulgação em elementos cujas armaduras, ou fibras, não possam ser cortadas, tais como elementos de betão armado com armaduras perpendiculares ao sentido do reforço na zona da amarração. DE2510262 discloses a reinforcement procedure which, like the previous one, consists of opening tears in the element to be reinforced and filling them, in this case with binder or fiber reinforced epoxy resins. It also provides for the prior insertion of fibers into said tears and subsequent filling with resins or other binder materials. The latter procedure also provides for the possibility of introducing fibers into the tops of the element between the tears and thereby improving the resilience of the fiber mooring zone. Tearing opens the application of the disclosure to elements whose reinforcement or fibers cannot be cut, such as reinforced concrete elements with reinforcement perpendicular to the direction of reinforcement in the mooring area.
[0015] Também em EP 1016767 é descrito um procedimento para a amarração das extremidades dos reforços com laminados de polímeros reforçados com fibras através da remoção prévia da matriz de resina de modo a adaptar as fibras ao suporte, sendo posteriormente reposta a resina. Este passo adicional imputará mais custos e tempo ao processo. Also in EP 1016767 there is described a procedure for tying the ends of the reinforcements with fiber reinforced polymer laminates by prior removal of the resin matrix to adapt the fibers to the support, and the resin is then replaced. This additional step will add more costs and time to the process.
[0016] No documento de patente US 6389775 está descrita uma forma de ancorar as extremidades dos reforços colados na superfície dos elementos através de placas de ancoragem. Neste invento, as placas de ancoragem, em número de duas para cada extremidade, podem ter ou não um entalhe para alojar a extremidade do reforço no qual é efetuado um aumento de espessura e/ou largura através da adição de matriz ligante e o afastamento das fibras e/ou sobreposição de camadas do reforço. A ancoragem do
reforço às placas é realizada através de material adesivo e a fixação das placas ao elemento é efetuada através de parafusos de alta resistência que atravessam as duas placas. O recurso à fixação das placas com parafusos permite aumentar as compressões no reforço o que melhora o desempenho da ancoragem. In US 6389775 is described a way of anchoring the ends of the ribs glued to the surface of the elements through anchor plates. In this invention, the anchor plates, two in number for each end, may or may not have a notch to house the end of the reinforcement in which an increase in thickness and / or width is effected by adding binder matrix and spacing them apart. fibers and / or overlapping reinforcement layers. The anchoring of Reinforcement of the plates is performed by adhesive material and the plates are fixed to the element by means of high strength bolts that pass through the two plates. The fastening feature of the plates with screws allows to increase the compressions in the reinforcement which improves the anchoring performance.
[0017] No documento de patente com o número de publicação US 20110036029 é apresentado um processo de reforço onde a matriz polimérica termoendurecível dos reforços é removida por aquecimento ou exposição química de modo a facilitar o rearranjo das fibras na zona de amarração. Desta forma, consegue-se ajustar o reforço nessas zonas sendo posteriormente reposta a matriz por impregnação. [0017] In patent document US Publication No. 20110036029 a reinforcement process is disclosed wherein the thermosetting polymeric matrix of the reinforcements is removed by heating or chemical exposure in order to facilitate rearrangement of the fibers in the mooring zone. In this way, the reinforcement can be adjusted in these areas and the matrix is then replaced by impregnation.
[0018] Em US 20110197540 é apresentado um dispositivo de amarração para armaduras alongadas tais como polímeros reforçados com fibras, e polímeros reforçados com barras metálicas ou cabos. Este dispositivo, de entre as diversas formas possíveis, é composto por um bloco com um furo onde é introduzido o reforço e pelo menos dois dispositivos de aperto. Os referidos dispositivos de aperto permitem introduzir compressão no reforço através da contração perimetral do furo que é conseguido pela existência de um entalhe que atravessa o dispositivo de ancoragem desde o furo até à superfície lateral. O dispositivo de ancoragem pode ser fixo à estrutura através de parafusos. US 20110197540 discloses a lashing device for elongate reinforcement such as fiber reinforced polymers, and reinforced polymers with metal bars or cables. This device, in various possible forms, is composed of a block with a hole into which the reinforcement is inserted and at least two clamping devices. Said clamping devices allow compression to be introduced into the reinforcement by the perimeter contraction of the hole which is achieved by having a notch that passes through the anchor device from the hole to the lateral surface. The anchor device can be fixed to the structure by screws.
[0019] No documento de patente com numero EP2083133 é apresentado um dispositivo mecânico cuja aplicação é exterior ao elemento a reforçar e recorre a ancoragens mecânicas para transmitir as forças, por corte, entre o dispositivo e o elemento a reforçar. Para ancorar as armaduras no dispositivo a invenção utiliza duas peças metálicas com uma forma curva, exterior ao elemento e com o plano perpendicular à face do elemento, entre as quais as armaduras são introduzidas e posteriormente apertadas com parafusos. EP2083133 discloses a mechanical device whose application is external to the element to be reinforced and uses mechanical anchors to transmit the shear forces between the device and the element to be reinforced. To anchor the reinforcement in the device the invention utilizes two metal pieces with a curved shape, external to the element and with the plane perpendicular to the face of the element, between which the reinforcement is inserted and then fastened with screws.
[0020] Em PT 103785 é apresentado um sistema de pós-tensão com ancoragens por aderência para estruturas de betão. O sistema consiste na instalação de pré-esforço com ancoragens por aderência onde o aço de pré-esforço é tensionado com a ajuda de ancoragens provisórias e posteriormente, após a cura do adesivo, o pré-esforço é libertado das ancoragens provisórias e transferido para o betão. Neste sistema a amarração é realizada após o tensionamento do reforço, não permitindo por isso alterações posteriores no valor da força instalada nas armaduras de reforço. In PT 103785 a post tensioning system with adhesion anchors for concrete structures is presented. The system consists of the pre-stressing installation with adhesion anchors where the prestressing steel is tensioned with the help of interim anchorages and after the adhesive has cured, the pre-stress is released from the provisional anchorages and transferred to the concrete. In this system the lashing is performed after the tensioning of the reinforcement, thus not allowing subsequent changes in the value of the installed force in the reinforcement.
[0021] Estes fatos são apresentados para ilustrar o problema técnico que a presente divulgação resolve. These facts are presented to illustrate the technical problem that the present disclosure solves.
Descrição geral General description
[0022] A presente divulgação descreve um sistema de reforço que resolve o problema das roturas prematuras que ocorrem usualmente em elementos reforçados com armaduras pós-instaladas, sem a
necessidade de alterar geometricamente o reforço, ou aplicar dispositivos adicionais nas zonas de amarração, permitindo por isso explorar a capacidade última das armaduras de reforço instaladas e proporcionando maior confiança na utilização de reforço com armaduras pós-instaladas. Pode ser aplicado em elementos com armaduras ou fibras perpendiculares à direção do reforço na zona de amarração. Para além disto o sistema seguidamente proposto permite também alterar o valor da força instalada nas armaduras de reforço, aquando da utilização de reforço ativo. The present disclosure describes a reinforcement system that solves the problem of premature failure usually occurring in reinforced elements with post-installed reinforcement without the need to geometrically alter the reinforcement, or to apply additional devices to the mooring areas, thereby allowing to exploit the ultimate capacity of the installed reinforcement reinforcement and providing greater confidence in the use of reinforcement with post-installed reinforcement. It can be applied to elements with reinforcement or fibers perpendicular to the reinforcement direction in the mooring zone. In addition, the system proposed below also allows the value of the force installed on the reinforcement to be altered when using active reinforcement.
[0023] A presente divulgação descreve um sistema de reforço estrutural caracterizado por compreender pelo menos uma armadura de reforço pós-instalada (1), cujo traçado tem excentricidade máxima nas zonas de maiores trações, amarrada no seu núcleo através de um agente de aderência colocado ao longo de um troço reto (3) com uma inclinação que pode variar entre 0,5° e 100° (8) e está localizado após curva de concordância (2) existente entre este troço reto (3) e a superfície do elemento. The present disclosure describes a structural reinforcement system comprising at least one post-installed reinforcement reinforcement (1), whose tracing has maximum eccentricity in the higher tensile zones, tied to its core by a bonding agent placed on it. along a straight section (3) with an inclination ranging from 0.5 ° to 100 ° (8) and located after the curve of agreement (2) between this straight section (3) and the surface of the element.
[0024] O método de aplicação compreende os passos de abertura de furos (3) para a amarração do reforço no núcleo do elemento a reforçar; execução da curva de concordância (2) entre o furo e a superfície do elemento a reforçar; aplicação de um agente de aderência no interior do furo de amarração e aplicação das armaduras de reforço (1); e caso se pretenda que o sistema seja ativo, alteração do valor da força instalada às armaduras de reforço (1). Os furos podem ser previamente executados com sistemas mecânicos de perfuração apresentando formas e dimensões das secções transversais dependentes das dimensões e formas das armaduras de reforço e profundidade mínima condicionada ao comprimento de amarração (3) necessário para a transferência da força por aderência para o elemento estrutural, podendo transpor o referido elemento na sua totalidade (12). Os furos podem ser moldados no processo de fabrico do elemento estrutural ou em dispositivos tubulares (16) aplicados ao mesmo, sempre que o elemento por razões físicas, mecânicas ou geométricas não permita a abertura dos furos. The method of application comprises the hole-opening steps (3) for securing the reinforcement to the core of the reinforcement element; execution of the curve of agreement (2) between the hole and the surface of the element to be reinforced; application of a bonding agent inside the bollard and application of reinforcement (1); and if the system is to be active, change the value of the installed force to the reinforcement (1). The holes can be pre-drilled with mechanical drilling systems having shapes and dimensions of the cross sections dependent on the dimensions and shapes of the reinforcement and minimum depth conditioned to the lashing length (3) required for the transfer of bond strength to the structural member. and may transpose that element in its entirety (12). The holes may be molded in the manufacturing process of the structural element or in tubular devices (16) applied thereto, where the element for physical, mechanical or geometrical reasons does not allow the holes to be drilled.
[0025] A zona de amarração (3) corresponde à região onde ocorre a transferência de tensões entre as armaduras de reforço e o núcleo do elemento estrutural (6) a reforçar. No sentido de propiciar esta zona de amarração realiza-se um furo no núcleo do elemento estrutural (6) e aplicam-se o agente de aderência (4) e as armaduras de reforço (1) no interior do furo (3). Sempre que o elemento estrutural (6) por razões físicas, mecânicas ou geométricas não permita a abertura dos furos, utilizam-se para este efeito dispositivos tubulares (16). The mooring zone (3) corresponds to the region where the stress transfer occurs between the reinforcing reinforcement and the core of the structural element (6) to be reinforced. In order to provide this mooring zone a hole is drilled in the core of the structural member (6) and the bonding agent (4) and reinforcing reinforcements (1) are inserted into the hole (3). Where the structural element (6) for physical, mechanical or geometrical reasons does not allow the drilling of holes, tubular devices (16) are used for this purpose.
[0026] A alteração do alinhamento das armaduras de reforço pode ser efetuada através de uma curva de concordância (2), executada diretamente no elemento a reforçar, através da abertura de um roço ou através da colocação de um dispositivo de desvio pré-fabricado (5) com a forma da curva, como sendo, mas não se limitando a, selas de desvio ou perfis metálicos. O ângulo de desvio, bem como a forma da mesma, pode variar em função dos materiais das armaduras de reforço, do agente de aderência e das características dos materiais dos elementos a reforçar, situando-se entre os 0,5Q e 1009, e a sua forma
pode ser um arco de circunferência, elipse, parábola, hipérbole, clotóide, ou outra forma derivada ou composta por estas. Alteration of the reinforcement reinforcement alignment may be effected by means of a concordance curve (2), executed directly on the reinforcement element, by opening a section or by placing a prefabricated deflection device ( 5) the shape of the curve as, but not limited to, diversion saddles or metal profiles. The angle of deviation, as well as the shape thereof, may vary depending on the reinforcement reinforcement materials, the bonding agent and the material characteristics of the reinforcement elements, ranging from 0,5 Q to 100 9 , and your form it can be an arc of circumference, ellipse, parable, hyperbole, clotid, or other form derived from or composed of these.
[0027] Numa forma de realização preferencial do sistema de reforço, e sempre que seja necessário garantir um ajuste adequado das armaduras à forma da curva, este sistema utiliza dispositivos de desvio pré-fabricados (5) aplicados na zona da curva de concordância. In a preferred embodiment of the reinforcement system, and where it is necessary to ensure a proper fit of the armatures to the curve shape, this system utilizes prefabricated offset devices (5) applied in the zone of the concordance curve.
[0028] Este sistema de reforço estrutural utiliza um agente de aderência (4), também designado por adesivo, para amarrar e proteger o reforço no interior do elemento, compatível com os materiais do elemento e com as armaduras do reforço, constituído por um material idêntico ao do próprio elemento a reforçar ou outro com melhores características de aderência, resistência aos agentes ambientais e de proteção física e química do reforço e do elemento reforçado. This structural reinforcement system utilizes a bonding agent (4), also known as an adhesive, to tie and secure the reinforcement within the element, compatible with the element materials and the reinforcement reinforcement consisting of a material. identical to that of the reinforcement element itself or another with better adhesion characteristics, resistance to environmental agents and physical and chemical protection of the reinforcement and the reinforced element.
[0029] Os agentes de aderência utilizados são naturais ou sintéticos tais como argamassas cimentícias, resinas poliméricas ou outras. The tackifiers used are natural or synthetic such as cementitious mortars, polymeric resins or others.
[0030] Numa outra realização preferencial, o sistema de reforço pode ainda compreender o passo de aplicação de drenos e tubos de injeção (23) nos furos com selagem dos mesmos, no caso de utilizar agentes de aderência com baixa viscosidade. In another preferred embodiment, the reinforcement system may further comprise the step of applying injection tubes and drains (23) to the sealed holes thereof, in case of low viscosity adhesives.
[0031] Este sistema de reforço utiliza armaduras de reforço em varões, cordões, fios, barras, chapas, laminados ou outros com desenvolvimento linear, reto ou curvo, que podem ser coladas na superfície do elemento, inseridos no recobrimento do elemento ou utilizando outras formas de aplicação que existam ou possam vir a existir. [0031] This reinforcement system utilizes reinforcement reinforcing rods, strands, wires, bars, plates, laminates or other linearly developed, straight or curved, which may be glued to the surface of the element, inserted into the covering of the element or using other forms of application that exist or may exist.
[0032] Os materiais da armadura de reforço a utilizar compreendem as seguintes constituições: aço, tecidos ou laminados compósitos reforçados com fibras de carbono, vidro, basalto grafeno ou aramida, ligas com memória de forma, materiais de reforço metálicos, poliméricos, compósitos, mistos ou outros que possam vir a existir. The reinforcing reinforcement materials to be used comprise the following constitutions: carbon fiber reinforced steel, woven or laminated composites, glass, graphene or aramid basalt, shape memory alloys, metallic, polymeric, composite reinforcing materials, mixed or others that may exist.
[0033] Preferencialmente o traçado das armaduras de reforço tem excentricidade máxima nas zonas de maiores trações. Preferably the reinforcement reinforcement layout has maximum eccentricity in the highest tensile zones.
[0034] Este sistema de reforço estrutural pode ainda compreender o passo inicial de preparação da superfície, no caso de aplicar o reforço colado pelo exterior; de abertura das ranhuras, no caso de se inserir o reforço na superfície do elemento ou de aplicação dos dispositivos de desvio pré-fabricados (5), no caso da aplicação do reforço não aderente. This structural reinforcement system may further comprise the initial step of surface preparation in case of applying the exterior glued reinforcement; opening the slots when inserting the reinforcement into the surface of the element or applying the prefabricated bypass devices (5) in the case of applying the non-adherent reinforcement.
[0035] Numa realização preferencial, o sistema de reforço estrutural, pode ainda compreender o passo de aplicação de um suporte temporário às armaduras de reforço, no caso de não se aplicar o reforço na superfície superior do elemento, sendo este suporte temporário um dispositivo mecânico fixo ao elemento, um sistema de escoramento (20), entre outros. In a preferred embodiment, the structural reinforcement system may further comprise the step of applying a temporary support to the reinforcement reinforcement in case the reinforcement is not applied to the upper surface of the element, this temporary support being a mechanical device. fixed to the element, a shoring system (20), among others.
[0036] Este sistema de reforço estrutural caracteriza-se por reforçar à flexão e ao esforço transverso estruturas e elementos estruturais, que podem ser lineares, planos ou curvos, tais como lajes, consolas,
consolas curtas, vigas, pilares, paredes, sapatas, pegões, estacas, lintéis de fundação, ensoleiramentos de fundação, arcos e abóbodas, muros ou outros, sendo estes elementos estruturais de alvenaria, madeira, betão, metálicos, compósitos, mistos, ou outros. This structural reinforcement system is characterized by reinforcing to bending and shear structures and structural elements, which may be linear, flat or curved, such as slabs, brackets, short consoles, beams, pillars, walls, shoes, pegs, stakes, foundation lintels, foundation sinks, arches and vaults, walls or the like, these being structural elements of masonry, wood, concrete, metal, composites, mixed, or other .
[0037] O sistema que se apresenta é composto, pelo menos, por um elemento estrutural, uma armadura de reforço, uma zona de amarração que compreende um furo (3) para prender a referida armadura de reforço no elemento a reforçar, uma curva de concordância (2) entre o furo e a superfície que permite a transição da referida armadura de reforço para a zona de amarração, um agente de aderência no interior do furo de amarração ou na superfície (4) e uma armadura de reforço (1), cujo traçado tem excentricidade máxima nas zonas de maiores trações. A referida zona de amarração é geometricamente delimitada pelas superfícies livres do referido elemento estrutural e por metade da distância à armadura de reforço mais próxima ou, caso exista, pela superfície exterior do dispositivo tubular (16). The present system is composed of at least one structural element, a reinforcement reinforcement, a mooring zone comprising a hole (3) to secure said reinforcement reinforcement to the reinforcement element, a bending curve. agreement (2) between the bore and the surface allowing the transition of said reinforcement reinforcement to the mooring zone, a bonding agent within the mooring hole or on the surface (4) and a reinforcing reinforcement (1), whose layout has maximum eccentricity in the areas of greatest traction. Said mooring zone is geometrically delimited by the free surfaces of said structural member and half of the distance to the nearest reinforcement reinforcement or, if any, by the outer surface of the tubular device (16).
[0038] O princípio de funcionamento do sistema consiste em ancorar por aderência as armaduras de reforço no interior do elemento, podendo, nas situações em que se pretender um reforço ativo, efetuar- se, após a cura do agente de aderência numa das zonas de amarração, a alteração da força instalada nas mesmas. A amarração das armaduras no interior do elemento é realizada após alteração do seu alinhamento e furação do elemento a reforçar, tornando-se efetiva após aplicação e cura do agente de aderência na zona de amarração. A curva de concordância pode ser efetuada diretamente no elemento a reforçar ou através da colocação de um componente adicional com a forma da curva. Através deste sistema de reforço, desde que o comprimento de amarração seja adequado, é possível mobilizar a resistência última do reforço, excetuando-se os casos em que as roturas ocorrem por esmagamento na zona comprimida da secção ou por esforço transverso. Assim, os modos de rotura na interface reforço-elemento (prematuras) deixam de acontecer passando a ocorrer as roturas clássicas dos elementos estruturais ou do reforço, nomeadamente a rotura por compressão ou corte do elemento ou a rotura das armaduras de reforço por tração. The principle of operation of the system is to adhere to anchor the reinforcement reinforcement within the element and, in situations where an active reinforcement is desired, it may be effected, after curing of the adhesive in one of the lashing, alteration of the force installed on them. Tying of the reinforcement inside the element is performed after changing its alignment and drilling of the element to be reinforced, becoming effective after application and curing of the bonding agent in the mooring zone. The agreement curve can be made directly on the element to be reinforced or by placing an additional component with the curve shape. Through this reinforcement system, provided that the mooring length is adequate, it is possible to mobilize the ultimate strength of the reinforcement, except in cases where cracks occur by crushing in the compressed section of the section or by transverse stress. Thus, failure modes at the reinforcement-element interface (premature) cease to occur with the classic structural or reinforcement failure, namely compression or shear failure of the element or failure of the tensile reinforcement reinforcement.
[0039] O procedimento para utilização do sistema de reforço estrutural que se apresenta pode compreender, dependendo da aplicação, os diferentes procedimentos de: The procedure for using the structural reinforcement system presented may comprise, depending on the application, the different procedures of:
- preparação da superfície, no caso de se aplicar o reforço colado pelo exterior; - surface preparation in the case of external glued reinforcement;
- abertura das ranhuras, no caso de se inserir o reforço à superfície do elemento; - opening of the slots if the reinforcement is inserted to the surface of the element;
- abertura de pelo menos um furo (3) na zona de amarração das armaduras de reforço; - at least one hole (3) is drilled in the mooring area of the reinforcement;
- execução de pelo menos uma curva de concordância (2) entre o furo e a superfície do elemento a reforçar ou entre o furo e as ranhuras na superfície do elemento a reforçar. A curva de concordância poderá ser executada através da abertura de um roço ou através da aplicação de um dispositivo de desvio pré-fabricado com a forma da curva; - making at least one concordance curve (2) between the hole and the surface of the element to be reinforced or between the hole and the grooves in the surface of the element to be reinforced. The curve of agreement may be performed by opening a field or by applying a prefabricated offset device of the curve shape;
- saneamento e desempoeiramento dos furos, superfícies ou ranhuras;
- aplicação, no caso de se pretender o reforço passivo, do adesivo ou agente de aderência na superfície ou nas ranhuras; - sanitation and dedusting of holes, surfaces or grooves; applying, in the case of passive reinforcement, the adhesive or tackifier to the surface or grooves;
- aplicação das armaduras de reforço (1); - application of reinforcement (1);
- aplicação de drenos e tubos de injeção nos furos e selagem dos mesmos (23 e 24); - application of drainage tubes and injection tubes in the holes and sealing them (23 and 24);
- preenchimento da totalidade das ranhuras com o agente de aderência, no caso de se pretender o reforço passivo com a inserção das armaduras na camada superficial do elemento; - filling the entire groove with the bonding agent if passive reinforcement is desired by inserting the reinforcement into the surface layer of the element;
- aplicação do suporte temporário das armaduras de reforço (20, 21 e 22, ou combinação); - application of temporary reinforcement support (20, 21 and 22, or combination);
- injeção ou vazamento do agente de aderência nos furos; - injection or leakage of bonding agent into the holes;
- remoção dos suportes temporários das armaduras; - removal of temporary reinforcement supports;
- instalação do dispositivo que permite a alteração da força nas armaduras, no caso de se pretender o reforço ativo; - installation of a device that allows the reinforcement of the reinforcement to be reinforced in case active reinforcement is desired;
- aplicação, no caso de se pretender o reforço ativo, do adesivo ou agente de aderência na superfície ou nas ranhuras, seguida da alteração da tensão instalada nas armaduras, após a cura do agente de aderência nas zonas de amarração; - application, in the case of active reinforcement, of the adhesive or bonding agent to the surface or grooves, followed by a change in the tension installed in the reinforcement after curing of the bonding agent in the mooring areas;
- preenchimento da totalidade das ranhuras com o agente de aderência, no caso de se pretender o reforço ativo e de se inserir as armaduras na camada superficial do elemento. - Filling all grooves with the bonding agent if active reinforcement is desired and the reinforcement is inserted into the surface layer of the element.
[0040] O procedimento acima referido pode sofrer alterações para se adaptar às características do elemento a reforçar, nomeadamente do agente de aderência, da armadura de reforço ou das características da zona de amarração. Por exemplo, no caso de se utilizar agentes de aderência com bastante viscosidade para ancorar os reforços no interior dos furos ou no caso de se aplicar o reforço na superfície superior do elemento a aplicação de drenos e tubos de injeção nos furos e selagem dos mesmos pode ser dispensado, procedendo-se à injeção do agente de aderência diretamente no furo de amarração desde o seu interior até ao exterior (figura 16). No caso de elementos estruturais cujo sistema de reforço proposto nesta divulgação não seja possível de implementar por razões físicas, geométricas, ou mecânicas, estes devem ser previamente preparados. Esta preparação pode ser, por exemplo, a injeção com resinas para melhorar as características mecânicas do elemento, a aplicação de um dispositivo tubular (figura 8), a substituição parcial do material do elemento ou a aplicação de um bloco de betão betonado in situ ou pré-fabricado (figura 9) devidamente solidarizado com o elemento a reforçar por forma a alojar as zonas de amarração. The above procedure may be altered to suit the characteristics of the element to be reinforced, in particular the tackifier, the reinforcement reinforcement or the characteristics of the mooring area. For example, if high viscosity adhesives are used to anchor the reinforcements inside the holes or if the reinforcement is applied to the upper surface of the element, the application of drainage and injection tubes into the holes and sealing them may be used. dispensed by injecting the bonding agent directly into the mooring hole from the inside to the outside (figure 16). In the case of structural elements whose reinforcement system proposed in this disclosure is not possible to implement for physical, geometric or mechanical reasons, they must be prepared in advance. Such preparation may be, for example, injection with resins to improve the mechanical characteristics of the element, the application of a tubular device (Figure 8), the partial replacement of the element material or the application of a concrete block in situ or prefabricated structure (figure 9) properly secured to the element to be reinforced to accommodate the mooring areas.
[0041] A curva de concordância (2) tem como principal objetivo fazer o desvio da armadura de reforço para o interior do elemento a reforçar. Esta pode ter uma forma geométrica em arco de circunferência, elíptica, parabólica, hiperbólica, espiral, ou outra, podendo ainda ser composta por mais que uma forma geométrica. A escolha da forma da curva de concordância está condicionada ao material das armaduras de reforço, ao material do elemento a reforçar, ao nível de tensão produzida pelo reforço no intradorso da curva e às características do agente de aderência. O desenvolvimento da curva de concordância está
geometricamente condicionado pela sua forma, e pelos alinhamentos retos do reforço uma vez que o início e o fim devem ser tangentes aos referidos alinhamentos. Dependendo do material das armaduras de reforço e do elemento a reforçar, a curva de concordância pode ser efetuada diretamente no elemento a reforçar através da abertura de um roço ou através da colocação de um componente adicional com a forma da curva (5). Em ambos os casos pode ser colocado, ou não, material de enchimento e/ou dispositivos auxiliares para garantir um ajuste adequado das armaduras à forma da curva. The agreement curve (2) has as its main objective to divert the reinforcement reinforcement into the element to be reinforced. It may have a circumferential, elliptical, parabolic, hyperbolic, spiral or other arc geometric shape, and may be composed of more than one geometric shape. The choice of the shape of the concordance curve is dependent on the material of the reinforcement, the material of the element to be reinforced, the level of stress produced by the reinforcement at the curve intrusion and the characteristics of the bonding agent. The development of the agreement curve is geometrically conditioned by its shape, and the straight alignments of the reinforcement since the beginning and end must be tangent to said alignments. Depending on the material of the reinforcement and the element to be reinforced, the concordance curve can be made directly on the element to be reinforced by opening a section or by placing an additional component in the shape of the curve (5). In either case, filler material and / or auxiliary devices may or may not be fitted to ensure a proper fit of the reinforcement to the curve shape.
[0042] O agente de aderência pode ser qualquer material cujas propriedades garantam a transmissão, por aderência, das forças entre as armaduras de reforço e o elemento. De entre os vários materiais atualmente disponíveis destacam-se as resinas poliméricas (de base epoxídica, metacrilato ou uretano), as argamassas (cimentícias ou poliméricas), ou outros com características semelhantes a estes, já existentes ou outros que possam vir a existir. Para além da transmissão das forças, o agente de aderência deve proporcionar proteção física e química ao reforço e ser compatível com o material do elemento a reforçar. The bonding agent can be any material whose properties guarantee the adhesion of forces between the reinforcing reinforcement and the element. Among the various materials currently available are polymeric resins (epoxy, methacrylate or urethane), mortars (cementitious or polymeric), or others with similar or existing characteristics that may exist. In addition to the transmission of forces, the bonding agent must provide physical and chemical protection to the reinforcement and be compatible with the material of the reinforcement element.
[0043] O sistema de suporte temporário às armaduras compreende qualquer procedimento que permita suster as armaduras até o agente de aderência adquirir capacidade de suporte. Inclui-se no suporte temporário a aplicação de dispositivos mecânicos fixos ao elemento (21 e 22), sistema de escoramento (20), entre outros. The temporary reinforcement support system comprises any procedure that allows the reinforcement to be suspended until the bonding agent acquires carrying capacity. The temporary support includes the application of mechanical devices fixed to the element (21 and 22), shoring system (20), among others.
[0044] Os furos para a amarração das armaduras de reforço podem ter qualquer forma e dimensão, estando, no entanto, dependentes da forma e dimensão das secções transversais das armaduras de reforço. A profundidade mínima dos furos está condicionada ao comprimento de amarração necessário para a transferência da força por aderência, podendo atravessar os elementos na sua totalidade. Os furos podem ser abertos mecânica ou manualmente, deixando um negativo no elemento durante o processo de fabrico ou colocando um dispositivo tubular fixo ao elemento e dentro do qual as armaduras são ancoradas com agente de aderência (4). The holes for the lashing of reinforcing reinforcement may be of any shape and size, but are dependent on the shape and size of the reinforcing reinforcement cross-sections. The minimum depth of the holes is conditional on the length of lashing required for the transfer of the force by adhesion and may pass through the elements in their entirety. The holes can be opened mechanically or manually, leaving a negative in the element during the manufacturing process or by placing a tubular device fixed to the element and into which the reinforcements are anchored with bonding agent (4).
[0045] A armadura de reforço pode ser instalada de forma contínua, transpondo os elementos na sua totalidade (12) permitindo assim que o reforço acompanhe o andamento do diagrama de esforços de flexão. Preferencialmente e sempre que possível o traçado tem excentricidade máxima nas zonas de maiores trações. The reinforcement reinforcement can be continuously installed, transposing the elements in its entirety (12) thus allowing the reinforcement to follow the progress of the bending stress diagram. Preferably and whenever possible the tracing has maximum eccentricity in the areas of greatest traction.
[0046] Por serem zonas bastante importantes para o sucesso do reforço, as zonas de amarração realizadas de acordo com o presente invento permitem, entre outros: As zones are very important for the success of reinforcement, the mooring zones made in accordance with the present invention allow, among others:
- o aumento da resistência à corrosão; - increased corrosion resistance;
- o aumento da resistência ao fogo; - increased fire resistance;
- o menor risco de pequenos defeitos na preparação ou aplicação do reforço na zona da amarração.
[0047] A amarração do reforço no interior dos elementos permite uma maior proteção contra a corrosão nas zonas de amarração reduzindo, ou mesmo eliminando, a necessidade de aplicação de sistemas de proteção anticorrosivos nas armaduras de reforço nas referidas zonas. - the lowest risk of minor defects in the preparation or application of reinforcement in the mooring area. Reinforcing the reinforcement within the elements allows greater protection against corrosion in the mooring areas reducing, or even eliminating, the need for anti-corrosion protection systems to be applied to the reinforcement in those areas.
[0048] Pelo facto das armaduras de reforço estarem amarradas no interior do elemento reforçado, a resistência ao fogo é melhorada quando comparada com as soluções tradicionais de reforço colado pelo exterior e reforço inserido na camada superficial. Utilizando armaduras de reforço e agentes de aderência com elevado desempenho a altas temperaturas é possível reforçar elementos estruturais passíveis de estarem sujeitos a situações de incêndio, reduzindo desta forma o sistema de proteção passiva do reforço. Due to the fact that the reinforcement reinforcement is tied inside the reinforced element, the fire resistance is improved when compared to the traditional solutions of external bonded reinforcement and reinforcement inserted in the surface layer. Using reinforcing reinforcements and adhesives with high performance at high temperatures it is possible to reinforce structural elements that may be subject to fire situations, thus reducing the passive reinforcement protection system.
[0049] Com o sistema que se apresenta, pequenos defeitos de preparação nas zonas de amarração deixam de ter influência, tais como: irregularidades na superfície de colagem (no caso da aplicação de armaduras coladas pelo exterior) ou geometria das ranhuras inadequada (no caso da aplicação de armaduras inseridas na camada superficial do elemento), pois as zonas de amarração são efetuadas no interior do elemento reforçado através de furos preenchidos com o agente de aderência proporcionando assim, uma maior superfície de transferência de forças e consequentemente menores tensões instaladas. With the present system, minor preparation defects in the mooring zones are no longer relevant, such as: irregularities in the bonding surface (in the case of outside bonded reinforcement) or inadequate groove geometry (in the case of reinforcement inserted into the surface layer of the element), as the mooring zones are made inside the reinforced element through holes filled with the bonding agent thus providing a larger force transfer surface and consequently lower installed stresses.
[0050] A utilização deste sistema como reforço ativo possibilita a alteração da força nas armaduras, após a cura do agente de aderência na zona de amarração, dispensando-se para o efeito as ancoragens mecânicas de extremidade e utilizando apenas um dipositivo intercalado entre as curvas de concordância. The use of this system as an active reinforcement enables the change in the strength of the reinforcement after the bonding agent has cured in the mooring zone, without the need for mechanical end anchors and using only one device interspersed between the curves. of agreement.
[0051] A introdução das armaduras de reforço nos elementos em zonas sujeitas a esforço transverso permite ainda aumentar a resistência dessas zonas ao referido esforço (figuras 19 e 20). The introduction of reinforcing reinforcement to the elements in areas subjected to transverse stress further increases the resistance of these zones to said stress (Figures 19 and 20).
[0052] O sistema que se apresenta pode ser utilizado em reforço de elementos lineares, planos ou curvos, tais como sapatas, pegões, estacas, lintéis de fundação, ensoleiramentos de fundação, pilares, vigas, arcos, abóbadas, lajes, consolas, consolas curtas ou paredes; em betão (simples, armado, pré ou pós-esforçado, compósito, com fibras), em madeira (maciça, lamelada, aglomerada), em alvenaria The present system can be used for reinforcement of linear, flat or curved elements such as shoes, pegs, stakes, foundation lintels, foundation sunrises, pillars, beams, arches, vaults, slabs, brackets, brackets. shorts or walls; concrete (simple, reinforced, prestressed or post-stressed, composite, with fiberboard), wood (solid, laminated, particle board), masonry
(pedra, adobe, taipa, tijolo, argamassa cimento), em aço ou em polímeros (plásticos) ou qualquer outro material estrutural onde seja possível realizar a amarração por aderência do reforço. (stone, adobe, mud, brick, cement mortar), steel or polymers (plastics) or any other structural material where it is possible to bond by reinforcement.
[0053] Para o reforço podem ser utilizadas armaduras de aço, polímeros reforçados com fibras de carbono, vidro, basalto, grafeno, aramida, aço ou outros materiais compósitos ou mistos com propósito de reforço e cujo comportamento se assemelhe aos anteriormente referidos. For reinforcement steel reinforcements, carbon fiber reinforced polymers, glass, basalt, graphene, aramid, steel or other composite or mixed reinforcing materials may be used and their behavior resembles the foregoing.
[0054] O sistema apresentado não se limita às soluções de reforço por aplicação de armaduras coladas pelo exterior, inseridas na camada superficial ou aplicadas pelo exterior não aderentes, podendo utilizar-se também em situações de reforço por adição de armaduras onde a amarração é fundamental para o sucesso do reforço.
[0055] Pelo facto das ancoragens dos reforços serem realizadas no interior dos elementos reforçados ou em blocos pós-instalados, a utilização do presente sistema é uma solução para o problema da rotura prematura dos reforços por descolagem, em situações de incremento de carga, incêndio ou outras. [0054] The system presented is not limited to non-adherent reinforced reinforcement solutions, embedded in the surface layer or applied non-adherent, but can also be used in reinforcement situations where reinforcement is essential. to the success of the booster. Because the anchorages of the reinforcements are carried out within the reinforced elements or in post-installed blocks, the use of the present system is a solution to the problem of premature failure of the take-off reinforcements in situations of load increase, fire. or others.
[0056] Quando a amarração do reforço é realizada em zonas com elevada componente de esforço transverso, como por exemplo zonas próximas dos nós de ligação viga-pilar (10), é possível conseguir um aumento substancial da resistência do elemento a esse esforço (figuras 19 e 20), tirando-se duplo partido do processo de reforço. When the lashing of the reinforcement is carried out in areas with a high transverse stress component, such as areas close to the beam-pillar connecting nodes (10), it is possible to achieve a substantial increase in the strength of the element to this stress (Figures 19 and 20), taking advantage of the reinforcement process.
[0057] Com o presente sistema a utilização de armaduras de reforço em chapa, tecido, barra, varão, cordão ou fio está, em geral, apenas condicionado à capacidade de deformação dos reforços para se adaptarem à curvatura da curva de concordância sem perda significativa de propriedades resistentes. No caso particular do reforço de elementos de betão armado, acresce o facto de ser necessário limitar a dimensão do reforço ao espaçamento das armaduras existentes. With the present system the use of reinforcement in sheet metal, fabric, bar, rod, cord or wire is generally only conditional upon the deformability of the ribs to adapt to the curvature of the agreement curve without significant loss. of resistant properties. In the particular case of reinforcement of reinforced concrete elements, it is necessary to limit the size of the reinforcement to the spacing of the existing reinforcement.
[0058] O presente sistema de reforço estrutural pode ser utilizado em simultâneo com outras formas de ancorar os reforços, permitindo assim uma utilização bastante polivalente. Também é possível ancorar uma extremidade da armadura utilizando o presente invento e utilizar outro sistema ou técnica para ancorar a outra extremidade. The present structural reinforcement system can be used concurrently with other ways of anchoring the reinforcements, thus allowing for a very multipurpose use. It is also possible to anchor one end of the reinforcement using the present invention and to use another system or technique to anchor the other end.
[0059] O presente sistema de reforço estrutural pode compreender pelo menos um elemento estrutural (6), uma armadura de reforço (1) pós-instalada cujo traçado tem excentricidade máxima nas zonas de maiores trações, uma zona de amarração (3) no núcleo do elemento estrutural (6), um agente de aderência (4), um troço reto com inclinação que pode variar entre 0,5Q e 1009 (8), e uma curva de concordância (2) localizada entre este troço reto e a superfície do elemento. O sistema agora divulgado pode ainda compreender, no caso da aplicação do reforço não aderido, dispositivos de desvio. The present structural reinforcement system may comprise at least one structural element (6), a post-installed reinforcement reinforcement (1) whose layout has maximum eccentricity in the higher tensile areas, a mooring zone (3) in the core. of the structural member (6), a bonding agent (4), an inclined straight section which may vary from 0.5 Q to 100 9 (8), and a concordance curve (2) located between this straight portion and the surface of the element. The system now disclosed may further comprise, in the case of application of the non-adherent reinforcement, bypass devices.
[0060] Numa forma de realização, a zona de amarração (3) do sistema de reforço estrutural pode estar localizada em dispositivos tubulares (16) aplicados no referido elemento estrutural (6). In one embodiment, the mooring zone (3) of the structural reinforcement system may be located in tubular devices (16) applied to said structural member (6).
[0061] Numa forma de realização, a curva de concordância pode dispor de um componente adicional com a forma da curva, em particular selas de desvio, perfis metálicos laminados a quente ou perfis metálicos enformados a frio. In one embodiment, the concordance curve may have an additional curve-shaped component, in particular bypass seals, hot-rolled metal profiles or cold-formed metal profiles.
[0062] Numa forma de realização, o angulo (8) da curva de concordância (2), bem como a forma da mesma, pode variar em função dos materiais das armaduras de reforço (1), do agente de aderência (4) e das características dos materiais dos elementos a reforçar. In one embodiment, the angle (8) of the concordance curve (2), as well as the shape thereof, may vary depending on the materials of the reinforcing reinforcement (1), the bonding agent (4) and the material characteristics of the elements to be reinforced.
[0063] Numa forma de realização, a forma da curva de concordância pode ser um arco de circunferência, elipse, parábola, hipérbole, clotóide, ou outra forma derivada ou composta por estas. [0063] In one embodiment, the shape of the concordance curve may be a circumference arc, ellipse, parabola, hyperbole, clothoid, or other form derived or composed thereof.
[0064] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode compreender ainda dispositivos de desvio pré-fabricados (5) na zona da curva de concordância (2), quando for necessário garantir um ajuste adequado das armaduras à forma da curva.
[0065] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode compreender ainda um agente de aderência de um material idêntico ao do próprio elemento a reforçar ou outro com melhores características de aderência, resistência aos agentes ambientais e de proteção física e química do reforço e do elemento reforçado. In one embodiment, the structural reinforcement system may further comprise prefabricated deflection devices (5) in the agreement curve area (2), where it is necessary to ensure a proper fit of the reinforcements to the curve shape. In one embodiment, the structural reinforcement system may further comprise an adhesion agent of a material identical to that of the reinforcement element itself or another with better adhesion characteristics, resistance to environmental agents and physical and chemical protection of the reinforcement. and the reinforced element.
[0066] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural, pode compreender ainda agentes de aderência naturais ou sintéticos tais como argamassas cimentícias, resinas poliméricas ou outras. In one embodiment, the structural reinforcement system may further comprise natural or synthetic adhesives such as cementitious mortars, polymeric resins or the like.
[0067] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode ter armaduras em varões, cordões, fios, barras, laminados ou outros com desenvolvimento linear, reto ou curvo. In one embodiment, the structural reinforcement system may have reinforcements in rods, strands, wires, bars, laminates or others with linear, straight or curved development.
[0068] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode dispor de armaduras de reforço (1) coladas na superfície do elemento, inseridos no recobrimento do elemento ou utilizando outra forma de aplicação que exista. In one embodiment, the structural reinforcement system may have reinforcement reinforcements (1) glued to the surface of the element, inserted into the cover of the element or using any other existing application form.
[0069] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode dispor de armaduras de reforço (1) de materiais tais como, por exemplo, aço, laminados compósitos reforçados com fibras de carbono, vidro, basalto, grafeno ou aramida, ligas com memória de forma, materiais de reforço metálicos, poliméricos, compósitos ou outros. In one embodiment, the structural reinforcement system may have reinforcing reinforcements (1) of materials such as, for example, steel, carbon fiber reinforced composite laminates, glass, basalt, graphene or aramid, alloys with shape memory, metallic, polymeric, composite or other reinforcement materials.
[0070] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode modificar a força instalada nas armaduras de reforço, após a cura do agente de aderência na zona da amarração. [0070] In one embodiment, the structural reinforcement system may modify the force installed on the reinforcing reinforcement after the bonding agent has cured in the mooring area.
[0071] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode reforçar à flexão e ao esforço transverso elementos estruturais e estruturas. In one embodiment, the structural reinforcement system can reinforce bending and shear structural elements and structures.
[0072] Numa forma de realização, o sistema de reforço estrutural pode reforçar elementos estruturais lineares, planos ou curvos, tais como lajes, vigas, pilares, paredes, sapatas, pegões, arcos e abóbodas, muros ou outros. O sistema de reforço estrutural pode ainda reforçar elementos estruturais de alvenaria, madeira, betão, metálicos, compósitos, mistos, ou outros. In one embodiment, the structural reinforcement system may reinforce linear, flat or curved structural elements such as slabs, beams, pillars, walls, shoes, pegs, arches and vaults, walls or the like. The structural reinforcement system may further reinforce structural elements of masonry, wood, concrete, metal, composites, mixed, or others.
[0073] A presente divulgação também diz respeito a um método para instalar um sistema de reforço estrutural que compreende os seguintes passos: The present disclosure also relates to a method for installing a structural reinforcement system comprising the following steps:
- abrir pelo menos um furo com inclinação que pode variar entre 0,5Q e 1009, para a amarração (3) de pelo menos uma armadura de reforço (1), pós-instalada no núcleo de pelo menos um elemento estrutural (6) cujo traçado tem excentricidade máxima nas zonas de maiores trações;- Drilling at least one inclined bore which may vary from 0.5 Q to 100 9 for the lashing (3) of at least one reinforcement (1) post-installed in the core of at least one structural element (6). ) whose layout has maximum eccentricity in the areas of greatest traction;
- executar a curva de concordância (2) entre o furo e a superfície do elemento estrutural (6) a reforçar; - perform the curve of agreement (2) between the hole and the surface of the structural element (6) to be reinforced;
- aplicar um agente de aderência (4) no interior do furo de amarração (3); - apply a bonding agent (4) within the lashing hole (3);
- aplicar a armaduras de reforço (1) ligando as zonas de amarração. - apply the reinforcement (1) by connecting the mooring zones.
[0074] Numa forma de realização, o método anteriormente descrito pode compreender ainda um passo inicial de preparação da superfície, no caso de aplicar a armadura de reforço colada pelo exterior, e/ou um passo inicial de abertura das ranhuras, no caso de inserção da armadura de reforço na
superfície do elemento, e/ou um passo inicial de aplicação dos dispositivos de desvio, no caso da aplicação do reforço não aderido, e/ou um suporte temporário às armaduras de reforço, no caso de não se aplicar o reforço na superfície superior do elemento. In one embodiment, the above-described method may further comprise an initial surface preparation step in case of applying the outer glued reinforcement reinforcement and / or an initial slot opening step in case of insertion. reinforcement reinforcement surface of the element, and / or an initial step of application of the bypass devices in case of non-adherent reinforcement and / or a temporary support to the reinforcement if no reinforcement is applied to the upper surface of the element. .
[0075] Numa forma de realização, o método descrito pode compreender ainda o suporte temporário às armaduras de reforço por um dispositivo fixo ao elemento (21, 22), um sistema de escoramento (20), entre outros. In one embodiment, the described method may further comprise temporary support for reinforcement reinforcement by a device attached to the element (21, 22), a shoring system (20), among others.
[0076] Numa forma de realização, o método descrito pode compreender ainda o passo de aplicação de drenos e tubos de injeção nos furos com selagem dos mesmos, no caso de utilizar agentes de aderência com baixa viscosidade. In one embodiment, the method described may further comprise the step of applying injection tubes and drains to the sealed holes thereof, in case low viscosity adhesives are used.
[0077] Numa forma de realização, os furos realizados com o referido método podem ser previamente executados com sistemas mecânicos de perfuração e adicionalmente; os furos podem ter formas e dimensões das secções transversais dependentes das dimensões e formas das armaduras de reforço; os furos previamente executados podem ter uma profundidade mínima condicionada pelo comprimento de amarração (3) necessário para a transferência da força por aderência, podendo transpor os elementos na sua totalidade (12). In one embodiment, the holes drilled with said method may be pre-drilled with mechanical drilling systems and additionally; the holes may have cross-sectional shapes and dimensions depending on the size and shape of the reinforcing reinforcement; previously drilled holes may have a minimum depth conditioned by the length of lashing (3) required for the transfer of force by adhesion, and may transpose the elements in their entirety (12).
[0078] Numa forma de realização, quando o elemento estrutural (6) por razões físicas, mecânicas ou geométricas não permite a abertura de furos, os mesmos podem ser moldados no processo de fabrico do elemento ou em dispositivos tubulares (16) aplicados ao elemento estrutural (6). In one embodiment, when the structural element (6) for physical, mechanical or geometrical reasons does not allow the drilling of holes, they may be molded in the manufacturing process of the element or in tubular devices (16) applied to the element. structural (6).
[0079] Numa forma de realização, a curva de concordância (2) ser efetuada diretamente no elemento estrutural (6) a reforçar, através da abertura de um roço. In one embodiment, the concordance curve (2) is made directly on the structural element (6) to be reinforced by opening a section.
[0080] Numa forma de realização, a curva de concordância ser efetuada através da colocação de um componente adicional com a forma da curva, como sendo, mas não se limitando a, selas de desvio, perfis metálicos laminados a quente ou perfis metálicos enformados a frio. In one embodiment, the concordance curve will be made by placing an additional curve-shaped component such as, but not limited to, diversion seals, hot-rolled metal profiles or metal-shaped metal profiles. cold.
[0081] Numa forma de realização, o angulo (8) da curva de concordância (2), bem como a forma da mesma, pode variar em função dos materiais das armaduras de reforço (1), do agente de aderência (4) e das características dos materiais dos elementos a reforçar. O angulo (8) da curva de concordância pode situar-se entre 0,5^ e 100^. In one embodiment, the angle (8) of the concordance curve (2), as well as the shape thereof, may vary depending on the materials of the reinforcement (1), the bonding agent (4) and the material characteristics of the elements to be reinforced. The angle (8) of the agreement curve can be between 0.5 and 100.
[0082] Numa forma de realização, utiliza-se um agente de aderência (4), também designado por adesivo, para amarrar e proteger o reforço no interior do elemento, compatível com os materiais do elemento e com as armaduras do reforço. In one embodiment, a bonding agent (4), also called an adhesive, is used to tie and secure the reinforcement within the element, compatible with the element materials and the reinforcement reinforcement.
[0083] Numa forma de realização, reforça-se à flexão e ao esforço transverso elementos estruturais e estruturas. In one embodiment, bending and shear reinforcing structural elements and structures are reinforced.
[0084] Numa forma de realização, reforça-se elementos estruturais lineares, planos ou curvos, tais como lajes, vigas, pilares, paredes, sapatas, pegões, arcos e abóbodas, muros ou outros.
[0085] Numa forma de realização, reforça-se elementos estruturais de alvenaria, madeira, betão, metálicos, compósitos, mistos, ou outros. In one embodiment, linear, flat or curved structural elements such as slabs, beams, pillars, walls, shoes, pegs, arches and vaults, walls or the like are reinforced. In one embodiment, structural elements of masonry, wood, concrete, metal, composites, mixed, or the like are reinforced.
Breve descrição das figuras Brief Description of the Figures
[0086] Para uma mais fácil compreensão da solução juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais da presente divulgação que, contudo, não pretendem limitar o objeto da mesma. For an easier understanding of the solution, attached are the figures which represent preferred embodiments of the present disclosure which, however, are not intended to limit the object thereof.
[0087] Na figura 1 encontra-se representado um elemento estrutural (6), correspondente ao vão de extremidade de uma viga contínua em betão armado, com os pilares (7) no mesmo material, reforçada à flexão (9) e ao esforço transverso (10) com armaduras pós-instaladas (1), sendo ainda possível observar a representação da amarração (3) das extremidades das armaduras de reforço em furos preenchidos com agente de aderência (4) com determinada profundidade para garantir a transferência de forças por aderência. epresenta-se ainda a curva de concordância (2) que permite fazer o desvio do reforço para o interior da viga com determinado angulo de desvio (8), o dispositivo de desvio pré-fabricado (5) com a forma da curva e os dispositivos que permitem alterar a força nas armaduras de reforço (11). Figure 1 shows a structural element (6), corresponding to the end span of a continuous reinforced concrete beam, with the pillars (7) made of the same material, reinforced with bending (9) and transverse stress. (10) with post-installed reinforcement (1), it is also possible to observe the representation of the lashing (3) of the reinforcing reinforcement ends in holes filled with bonding agent (4) with a certain depth to ensure the transfer of forces by adhesion. . Also shown is the concordance curve (2) which allows the reinforcement to be deflected into the beam at a given deflection angle (8), the prefabricated deflection device (5) in the shape of the curve and the devices which allow the force to be reinforced in the reinforcement (11).
[0088] Na figura 2 encontra-se representado um elemento estrutural (6), correspondente ao vão de extremidade de uma viga contínua em betão armado, com os pilares (7) no mesmo material, reforçada à flexão (9) e ao esforço transverso (10) com armaduras pós-instaladas (1) contínuas com transposição total da seção (12) utilizando o presente sistema. Também nesta figura é possível observar a amarração (3) das extremidades das armaduras de reforço em furos preenchidos com agente de aderência (4) para garantir a transferência da força por aderência e a curva de concordância (2) que permite fazer o desvio do reforço para o interior da viga com o respetivo ângulo de desvio (8). Representam-se ainda os dispositivos que permitem alterar as tensões instaladas nas armaduras de reforço (11). [0088] Figure 2 shows a structural element (6), corresponding to the end span of a continuous reinforced concrete beam, with the pillars (7) made of the same material, reinforced with bending (9) and transverse stress. (10) with post-installed reinforcement (1) continuous with full transposition of section (12) using the present system. Also in this figure it is possible to observe the tie (3) of the ends of the reinforcement in holes filled with bonding agent (4) to ensure the transfer of the force by adhesion and the agreement curve (2) that allows the deviation of the reinforcement. into the beam with its deflection angle (8). Also shown are devices for changing the stresses installed on the reinforcement (11).
[0089] As figuras 3 e 4 representam, em corte longitudinal vertical e horizontal, respetivamente, a utilização do presente sistema para dar continuidade às armaduras de reforço (1) num elemento estrutural (6) sujeito a esforços de flexão. É possível observar uma zona de sobreposição (13) que garante o nível de reforço ao longo do elemento estrutural, a curva de concordância (2), a zona de amarração (3), o agente de aderência (4) e o ângulo de desvio (8). Figures 3 and 4 represent, in vertical and horizontal longitudinal section, respectively, the use of the present system to continue the reinforcement (1) in a structural element (6) subjected to bending forces. It is possible to observe an overlap zone (13) which ensures the reinforcement level along the structural element, the agreement curve (2), the mooring zone (3), the bonding agent (4) and the deviation angle. (8).
[0090] A figura 5 representa a aplicação do invento no reforço de um elemento estrutural (6), correspondente a uma laje de betão armado. A referida figura representa, em corte longitudinal vertical, o vão de extremidade e o vão intermédio de uma laje contínua, suportada em vigas e estas, por sua vez, em pilares (7). O referido elemento estrutural (6) encontra-se reforçado com a adição de armaduras de reforço (1) pós-instaladas e a continuidade destas armaduras permite reforça-lo a momentos fletores positivos na zona de vão e a momentos fletores negativos na zona de apoio (9).
Neste caso, os furos de amarração fazem a transposição total da secção (12) pelo que, se pode assumir que têm uma dupla função: de ancorar as armaduras do reforço (1); e fazer a transposição da secção de modo a permitir a sua continuidade. Os furos de extremidade apenas necessitam de garantir a amarração das armaduras podendo ainda transpor a totalidade a secção. Também nesta aplicação, e após o desvio dado pelas curvas de concordância (2), a amarração das armaduras de reforço (1) é realizada no interior do elemento com recurso ao agente de aderência (4) no interior dos furos. A alteração do valor da força nas armaduras de reforço (1), após a cura do agente de aderência (4) na zona de amarração (3), é conseguida com a instalação de dispositivos representados na figura por 11. Figure 5 shows the application of the invention in reinforcing a structural element (6) corresponding to a reinforced concrete slab. Said figure represents, in vertical longitudinal section, the end span and the intermediate span of a continuous slab, supported on beams and these, in turn, on pillars (7). Said structural element (6) is reinforced by the addition of post-installed reinforcement reinforcement (1) and the continuity of these reinforcement allows it to be reinforced to positive bending moments in the gap and negative bending moments in the bearing zone. (9). In this case the mooring holes completely transpose the section (12) so it can be assumed that they have a dual function: to anchor the reinforcement reinforcement (1); and transpose the section to allow it to continue. The end holes only need to secure the reinforcement of the reinforcement and may also cross the entire section. Also in this application, and after the deviation given by the agreement curves (2), the reinforcement reinforcement (1) is tied inside the element using the bonding agent (4) inside the holes. The change in the strength value in the reinforcing reinforcement (1) after curing of the bonding agent (4) in the lashing zone (3) is achieved by installing devices shown in Figure 11.
[0091] A figura 6 representa a aplicação do sistema para a amarração de armaduras de reforço (1) embutidas no recobrimento, num elemento estrutural (6), correspondente a uma viga de betão armado de suporte à laje (14), sendo possível observar a amarração (3) das armaduras de reforço (1) pós- instaladas no interior do elemento após a curva de concordância (2). [0091] Figure 6 shows the application of the system for the lashing of reinforcing reinforcement (1) embedded in the covering in a structural element (6), corresponding to a reinforced concrete beam supporting the slab (14). the lashing (3) of the reinforcement (1) post installed inside the element after the curve of agreement (2).
[0092] Na figura 7 está representada a aplicação do sistema no reforço de um elemento estrutural (6), correspondente a uma viga de madeira reforçada com armaduras pós-instaladas coladas na superfície exterior. Na referida figura está representada ainda a amarração (3) do reforço no interior do elemento estrutural (6), após a curva de concordância (2) e a amarração das armaduras de reforço (1) com agente de aderência (4) no interior do furo de amarração. Figure 7 shows the application of the system to the reinforcement of a structural element (6), corresponding to a reinforced wood beam with post-installed reinforcement glued to the outer surface. Also shown in this figure is the lashing (3) of the reinforcement within the structural member (6) after the curve of agreement (2) and the lashing of the reinforcement (1) with bonding agent (4) within the mooring hole.
[0093] A figura 8 tem representada a aplicação do sistema no reforço à flexão (9) de um elemento estrutural (6), correspondente a uma viga metálica, suportada por pilares (7). Na referida figura a amarração (3) das armaduras de reforço (1) pós-instaladas é realizada no interior de um dispositivo tubular (16) fixo por soldadura ou mecanicamente à alma da viga. Também neste caso as armaduras de reforço são amarradas ao dispositivo tubular através do agente de aderência (4). Observa-se ainda o prolongamento do dispositivo tubular ao longo da curva de concordância (2) que atravessa o banzo da viga (17), cujo objetivo é proporcionar uma forma adequada à respetiva curva. Também se encontra representada a aplicação de reforços na alma da viga (15) com vista a evitar a rotura por encurvadura local da alma devido à concentração de tensões no intradorso da curva de concordância e a aplicação do dispositivo (11) que permite alterar o valor da força instalada nas armaduras de reforço (1). Figure 8 has shown the application of the system to the flexural reinforcement (9) of a structural member (6) corresponding to a metal beam supported by pillars (7). In said figure the lashing (3) of the post-installed reinforcement (1) is performed within a tubular device (16) fixed by welding or mechanically to the beam core. Also in this case the reinforcing reinforcements are tied to the tubular device by the bonding agent (4). It is also observed the extension of the tubular device along the curve of agreement (2) that crosses the flange of the beam (17), whose purpose is to provide a suitable shape to the respective curve. It is also shown the application of reinforcements to the beam web (15) in order to avoid local buckling rupture of the web due to the concentration of stresses on the intruder of the concordance curve and the application of the device (11) which allows to change the value. of the force installed on the reinforcing reinforcement (1).
[0094] Na figura 9 apresenta-se o reforço à flexão (9) de um elemento estrutural (6), correspondente a uma viga metálica, suportada por pilares (7), na qual a amarração das armaduras de reforço (1) é realizada no interior de um bloco de betão (18) colocado previamente, neste caso por betonagem in situ, à execução dos furos de amarração. O referido bloco de betão (18) poderá ser pré-fabricado, com os furos de amarração realizados previamente. Em ambas as situações a amarração (3) é realizada nos furos com recurso a agentes de aderência (4) após a curva de concordância (2) que atravessa o banzo da viga (17). A instalação do dispositivo (11) permite alterar o valor das tensões nas armaduras de reforço (1), após a cura do agente de aderência (4) nas zonas de amarração (3).
[0095] Na figura 10 está representada a aplicação do sistema no reforço à flexão (9) de um elemento estrutural (6), correspondente a uma viga mista aço-betão com amarração na laje (14). Neste caso a amarração (3) das armaduras de reforço (1) pós-instaladas realiza-se em furos executados na laje (14) através de agente de aderência (4). Também aqui a curva de concordância (2), que atravessa o banzo da viga (17), com o auxílio de um dispositivo de desvio pré-fabricado (5) permite o desvio das armaduras para a zona de amarração com determinado ângulo (8). A aplicação de reforços (15) na alma da viga visa garantir que a rotura por encurvadura local da alma não ocorre e a aplicação do dispositivo (11) permite alterar o valor da força instalada nas armaduras de reforço. Figure 9 shows the flexural reinforcement (9) of a structural member (6) corresponding to a metal beam supported by pillars (7), in which the reinforcement reinforcement (1) is moored. within a concrete block (18) previously laid, in this case by in situ concreting, to the boring holes. Said concrete block (18) may be prefabricated, with the boring holes previously drilled. In both situations, the lashing (3) is performed in the holes using bonding agents (4) after the agreement curve (2) that crosses the beam flange (17). The installation of the device (11) allows to change the value of the tensions in the reinforcing reinforcement (1) after the bonding agent (4) has cured in the mooring zones (3). [0095] Figure 10 shows the application of the system to the flexural reinforcement (9) of a structural element (6), corresponding to a steel-concrete composite beam with slab mooring (14). In this case the lashing (3) of the post-installed reinforcement (1) is made in holes drilled in the slab (14) by means of a bonding agent (4). Here too, the curve of agreement (2), which crosses the flange of the beam (17), with the aid of a prefabricated bypass device (5) allows the reinforcement of the reinforcement to the mooring zone at a given angle (8). . The application of reinforcements (15) to the beam core aims to ensure that local buckling failure of the core does not occur and the application of the device (11) allows to change the value of the force installed on the reinforcement reinforcement.
[0096] Na figura 11 está representada a aplicação do sistema no reforço à flexão (9) de um elemento estrutural (6), correspondente a uma viga mista aço-betão continua, com amarração na laje (14) e armaduras de reforço (1) pós-instaladas. Neste caso a amarração (3) das armaduras realiza-se em furos executados na laje (14) com agente de aderência (4). O valor da força aplicado nas armaduras de reforço (1) poderá ser modificado com um dispositivo (11) intercalado entre a zona de amarração (3) e a curva de concordância (2). Também aqui a curva de concordância (2), que atravessa o banzo da viga (17), com o auxílio de um dispositivo de desvio pré-fabricado (5) permite o desvio das armaduras para a zona de amarração com determinado ângulo (8). A aplicação de reforços (15) na alma da viga visa garantir que a rotura por encurvadura local da alma não ocorre. [0096] Figure 11 shows the application of the system to the flexural reinforcement (9) of a structural member (6), corresponding to a continuous steel-concrete composite beam, with tie-down in the slab (14) and reinforcing reinforcement (1). ) post installed. In this case the lashing (3) of the reinforcement is made in holes drilled in the slab (14) with bonding agent (4). The value of the force applied to the reinforcement (1) may be modified with a device (11) interspersed between the mooring zone (3) and the concordance curve (2). Here too, the curve of agreement (2), which crosses the flange of the beam (17), with the aid of a prefabricated bypass device (5) allows the reinforcement of the reinforcement to the mooring zone at a given angle (8). . The application of reinforcements (15) to the beam core is intended to ensure that local buckling failure of the core does not occur.
[0097] Na figura 12 está representado o reforço de um elemento estrutural (6), correspondente a um pilar em alvenaria através da aplicação de armaduras de reforço (1) pós-instaladas para confinar o referido elemento. As armaduras são amarradas através do agente de aderência (4) no interior dos elementos de alvenaria (19), numa zona de amarração (3), cujo furo foi realizado com um determinado ângulo de desvio (8) após a curva de concordância (2). O valor da força instalada nas armaduras de reforço (1) poderá ser modificado com um dispositivo (11) permitindo aumentar o confinamento ao referido elemento. Figure 12 shows the reinforcement of a structural element (6), corresponding to a masonry pillar by the application of post-installed reinforcement reinforcement (1) to confine said element. The reinforcement is tied through the bonding agent (4) inside the masonry elements (19) in a mooring zone (3), whose hole was drilled at a certain angle of deviation (8) after the curve of agreement (2). ). The value of the force installed on the reinforcing reinforcement (1) may be modified with a device (11) allowing to increase the confinement to said element.
[0098] Na figura 13 está representada a aplicação de reforço ativo num elemento estrutural (6), correspondente a um arco em alvenaria através da aplicação de armaduras de reforço (1) pós-instaladas no extradorso para confinar o referido elemento. As armaduras são amarradas através do agente de aderência (4) no interior dos elementos de alvenaria (19), numa zona de amarração (3), cujo furo foi realizado com um determinado ângulo de desvio (8) após a curva de concordância (2). O valor da força instalada nas armaduras de reforço (1) poderá ser modificado com um dispositivo (11) permitindo aumentar o confinamento ao referido elemento. [0098] Figure 13 shows the application of active reinforcement to a structural element (6), corresponding to a masonry arch by the application of reinforcement reinforcements (1) post installed on the extractor to confine said element. The reinforcement is tied through the bonding agent (4) inside the masonry elements (19) in a mooring zone (3), whose hole was drilled at a certain angle of deviation (8) after the curve of agreement (2). ). The value of the force installed on the reinforcing reinforcement (1) may be modified with a device (11) allowing to increase the confinement to said element.
[0099] A figura 14 apresenta algumas soluções possíveis para efetuar o suporte das armaduras de reforço (1) pós-instaladas durante o seu período de aplicação e até que o agente de aderência tenha capacidade para as suportar. Em 20 está representado o suporte temporário através do escoramento a um elemento situado na face oposta à de colocação das armaduras de reforço (1). Em 21 e 22 está
representado o suporte temporário das armaduras através da fixação mecânica de um dipositivo às faces do elemento estrutural (6) a reforçar, permitindo assim o suporte temporário das armaduras quando este não seja viável através de escoramento. Em 21 a fixação do dispositivo de suporte é realizada na face onde estão aplicadas as armaduras e em 22 a fixação do dispositivo é realizada na face lateral. [0099] Figure 14 presents some possible solutions for supporting the reinforced reinforcement (1) post-installed during their application period and until the bonding agent is able to support them. At 20 the temporary support is shown by shoring an element opposite the placement of the reinforcing reinforcement (1). At 21 and 22 is The temporary support of the reinforcement is shown by the mechanical fixing of a device to the faces of the structural element (6) to be reinforced, thus allowing the temporary support of the reinforcement when it is not viable by shoring. At 21, the support device is fixed to the face where the reinforcement is applied and at 22, the device is fixed to the side face.
[0100] A figura 15 apresenta uma solução para a injeção dos furos de amarração num elemento estrutural (6) no qual o agente de aderência tem baixa viscosidade. A injeção do agente de aderência nos furos é realizada com o auxílio de dois tubos (23) colocados em simultâneo com as armaduras de reforço (1). Através deste método é necessário selar o furo (24) junto à curva de concordância e deixar a extremidade de um dos tubos junto à extremidade inferior (25) do furo de amarração e a extremidade do outro junto à extremidade superior (26) do furo de amarração. Assim, é possível injetar o agente de aderência no tubo junto à extremidade inferior (25) e purgar o ar pela extremidade superior (26). Figure 15 shows a solution for the injection of the lashing holes into a structural element (6) in which the tackifier has low viscosity. The injection of the bonding agent into the holes is performed with the help of two tubes (23) placed simultaneously with the reinforcement reinforcement (1). By this method it is necessary to seal the hole (24) near the concordance curve and to leave the end of one of the tubes near the lower end (25) of the lashing hole and the other end near the upper end (26) of the boring hole. mooring Thus, it is possible to inject the sticking agent into the tube near the lower end (25) and bleed air through the upper end (26).
[0101] A figura 16 apresenta uma solução para a injeção dos furos de amarração num elemento estrutural (6) no qual o agente de aderência tem alguma viscosidade. O agente de aderência é injetado no interior do furo de amarração antes da colocação das armaduras utilizando-se para isso um tubo cuja extremidade deverá preencher a quase totalidade da secção transversal do furo (27). Neste caso o procedimento de injeção inicia-se desde a extremidade final para a extremidade inicial do furo deixando no início do furo de amarração um troço sem agente de aderência que ficará preenchido quando as armaduras de reforço (1) forem introduzidas. Figure 16 shows a solution for the injection of the lashing holes into a structural element (6) in which the bonding agent has some viscosity. The bonding agent is injected into the boring hole prior to the reinforcement using a pipe whose end should fill almost the entire cross section of the bore (27). In this case the injection procedure starts from the end end to the start end of the hole leaving at the beginning of the lashing hole a section with no adhesion agent that will be filled when the reinforcement reinforcements (1) are introduced.
[0102] A figura 17 apresenta os resultados dos ensaios de um conjunto de vigas reforçadas com armaduras de polímeros reforçados com fibras de carbono, utilizando a mesma quantidade de armadura, recorrendo aos sistemas tradicionais de reforço colado pelo exterior (29) e inserido na camada superficial do elemento (30) e ao sistema apresentado na presente divulgação (31). Na referida figura está representada ainda a viga não reforçada (28), de referência, da qual os valores da carga e do deslocamento na cedência das armaduras foram utilizados para normalizar os resultados. Os resultados apresentados mostram o aumento da capacidade de carga e ductilidade conseguido com a utilização da presente divulgação. Figure 17 shows the results of testing a set of carbon fiber reinforced polymer reinforced beams using the same amount of reinforcement using traditional exterior glued reinforcement systems (29) and inserted into the layer. element (30) and the system disclosed in the present disclosure (31). Also shown in the figure is the reference non-reinforced beam 28, from which the load and displacement values in the reinforcement yielding were used to normalize the results. The results presented show the increase in loading capacity and ductility achieved by using the present disclosure.
[0103] A figura 18 apresenta os resultados dos ensaios de um conjunto de vigas reforçadas com armaduras de aço inoxidável, utilizando aproximadamente a mesma quantidade de armadura e recorrendo aos sistemas tradicionais de reforço colado pelo exterior (33) e inserido na camada superficial do elemento (34) e ao sistema apresentado na presente divulgação (35). Na referida figura está também representada a viga não reforçada (32), de referência, da qual os valores da carga e do deslocamento na cedência das armaduras foram utilizados para normalizar os resultados. Os resultados mostram o aumento da capacidade de carga e ductilidade conseguidos com a utilização da presente divulgação.
[0104] Na figura 19 apresentam-se os resultados dos ensaios de um conjunto de vigas reforçadas com armaduras de polímeros reforçados com fibras de carbono, em particular, os resultados das medições das extensões na armadura de esforço transverso (estribo vertical de dois ramos), distanciado de d do apoio móvel, (sendo d a altura útil da viga), das vigas reforçadas com o sistema apresentado na presente divulgação (39) e com os sistemas tradicionais (37, 38). Apresentam-se ainda os resultados de uma viga semelhante não reforçada (36). Nesta figura é evidente a redução da extensão nas armaduras de esforço transverso nas vigas reforçadas com o sistema apresentado na presente divulgação (39) face à viga não reforçada (36) e às vigas reforçadas com os sistemas tradicionais (37, 38). A redução das extensões nas armaduras de esforço transverso na zona monitorizada, para o mesmo nível de deformação, indica um aumento da capacidade resistente da viga ao referido esforço resultante da utilização do sistema apresentado na presente divulgação. [0103] Figure 18 shows the results of testing a set of stainless steel reinforced beams using approximately the same amount of reinforcement using traditional exterior glued reinforcement systems (33) and inserted into the surface layer of the member. (34) and the system disclosed in this disclosure (35). Also shown in the figure is the reference non-reinforced beam 32, from which the load and displacement values in the reinforcement yielding were used to normalize the results. The results show the increased carrying capacity and ductility achieved by using the present disclosure. [0104] Figure 19 shows the results of testing a set of reinforced beams reinforced with carbon fiber reinforced polymers, in particular the results of the measurements of the shear reinforcement reinforcement (vertical two-leg stirrup) , distanced from d from the movable support (being of the beam's useful height), from the reinforced beams with the system presented in the present disclosure (39) and with the traditional systems (37, 38). The results of a similar unreinforced beam are also presented (36). In this figure it is evident the reduction in the shear reinforcement extension of the reinforced beams with the system presented in the present disclosure (39) compared to the unreinforced beam (36) and to the reinforced beams with the traditional systems (37, 38). Reducing the shear stress reinforcement extensions in the monitored area to the same level of deformation indicates an increase in the strength of the beam to the stress resulting from the use of the system disclosed in the present disclosure.
[0105] Na figura 20 apresentam-se os resultados dos ensaios de um conjunto de vigas reforçadas com armaduras de aço inoxidável, em particular, os resultados das medições das extensões na armadura de esforço transverso (estribo vertical de dois ramos, distanciado de d do apoio móvel (d - altura útil da viga), das vigas reforçadas com o sistema apresentado na presente divulgação (43) e com os sistemas tradicionais (41, 42). Apresentam-se ainda os resultados de uma viga semelhante não reforçada (40). Nesta figura é evidente a redução da extensão nas armaduras de esforço transverso nas vigas reforçadas com o sistema apresentado na presente divulgação (43) face à viga não reforçada (40) e às vigas reforçadas com os sistemas tradicionais (42, 43). A redução das extensões nas armaduras de esforço transverso na zona monitorizada, para o mesmo nível de deformação, indica um aumento da capacidade resistente da viga ao referido esforço resultante da utilização do sistema apresentado na presente divulgação. [0105] Figure 20 presents the results of the tests of a set of stainless steel reinforced beams, in particular the results of the measurements of the transverse stress reinforcement extensions (vertical two-leg stirrup, distanced from d from the movable support (d - beam height), beams reinforced with the system disclosed in the present disclosure (43) and with traditional systems (41, 42) The results of a similar unreinforced beam (40) are also presented. In this figure it is evident the reduction in the extension in shear reinforcement in the reinforced beams with the system presented in the present disclosure (43) compared to the unreinforced beam (40) and the reinforced beams with the traditional systems (42, 43). Reduction of the transverse stress reinforcement extensions in the monitored area to the same level of deformation indicates an increase in the strength of the beam that is resistant to such stress as a result of use. system presented in the present disclosure.
Descrição detalhada Detailed Description
[0106] A presente divulgação é seguidamente explicada em pormenor, sem carácter limitativo e a título de exemplo, por meio de uma forma de realização preferencial. The present disclosure is explained in detail below, without limitation and by way of example, by way of a preferred embodiment.
[0107] Exemplo 1 - Experiências cujos resultados estão documentados nas figuras 17 a 20. [0107] Example 1 - Experiments whose results are documented in Figures 17 to 20.
[0108] Para avaliar o potencial do sistema que se apresenta realizou-se um conjunto de ensaios à escala real em vigas de betão armado com secção transversal em "T" utilizando para reforço armaduras de polímeros reforçados com fibras de carbono i) e armaduras de aço inoxidável ii). Para cada um dos dois grupos de vigas i) e ii), ensaiaram-se à flexão em quatro pontos: a)uma viga sem reforço; b) uma viga reforçada com o sistema tradicional com armaduras coladas pelo exterior; c) uma viga reforçada com armaduras inseridas no recobrimento; e d) uma viga utilizando a presente divulgação com armaduras coladas pelo exterior.
[0109] O sistema de ensaio utilizado consiste em apoiar simplesmente o provete em dois aparelhos de apoio, um fixo e um móvel com dimensões 200x200 mm2, e aplicar, ao nível da face superior do banzo e de forma simétrica relativamente ao meio-vão, duas cargas concentradas com um espaçamento de 1000 mm. Este sistema permite aplicar flexão pura entre os pontos de aplicação da carga e flexão simples nas extremidades do modelo. [0108] In order to assess the potential of the present system, a full-scale test set was carried out on "T" cross-section reinforced concrete beams using carbon fiber reinforced polymer reinforcement i) and reinforcement reinforcement. stainless steel ii). For each of the two groups of beams i) and ii) bending was tested at four points: a) a beam without reinforcement; (b) a beam reinforced with the traditional system with exterior glued reinforcement; c) a beam reinforced with reinforcement inserted in the cover; and d) a beam using the present disclosure with externally glued reinforcement. [0109] The test system used consists of simply supporting the specimen on two support apparatus, one fixed and one movable with dimensions 200x200 mm 2 , and applying symmetrically to the upper face of the flange. , two concentrated loads with a spacing of 1000 mm. This system allows to apply pure bending between the load application points and simple bending at the ends of the model.
[0110] No decorrer dos ensaios foram medidos os valores das cargas aplicadas, os deslocamentos a meio vão e as extensões nas armaduras de esforço transverso. [0110] During the tests the values of the applied loads, the displacements in mid span and the extensions in the shear reinforcement were measured.
[0111] As vigas do grupo i) foram construídas com um comprimento total de 3300 mm, 3000 mm entre apoios, um altura total de 315 mm, dos quais 225 mm são da alma, uma largura ao nível do banzo de 400mm e uma largura ao nível da alma de 150 mm. As vigas do grupo ii) foram construídas com as mesmas dimensões, exceto na altura total, cuja dimensão foi 300 mm, dos quais 200 mm correspondem à altura da alma. The beams of group (i) have been constructed with a total length of 3300 mm, 3000 mm between supports, a total height of 315 mm, of which 225 mm are core, a width of 400 mm and a width of at the soul level of 150 mm. The beams of group ii) were constructed with the same dimensions, except for the total height, whose dimension was 300 mm, of which 200 mm correspond to the height of the core.
[0112] As vigas de betão foram armadas longitudinalmente com três varões de aço com diâmetro 12 mm dispostos junto à face inferior da alma (zona de trações) e seis varões de aço com diâmetro 8 mm dispostos no banzo. Para resistir ao esforço transverso as vigas foram armadas com estribos de dois ramos em varão de aço com 6 mm de diâmetro e afastados de 150 mm. O recobrimento das armaduras foi de 20 mm, exceto na face inferior da alma das vigas do grupo i) que foi de 36 mm. [0112] The concrete beams were longitudinally reinforced with three 12 mm diameter steel rods arranged close to the underside of the web (pull zone) and six 8 mm diameter steel rods arranged in the flange. In order to resist the transverse stress, the beams were reinforced with two-arm stirrups made of 6 mm diameter steel rod and 150 mm apart. The reinforcement cover was 20 mm, except for the lower face of the beam of group i), which was 36 mm.
[0113] O betão utilizado nas vigas do grupo i) apresentava aos 28 dias de idade uma resistência média à compressão de 18,5 MPa obtida em ensaios de provetes cilíndricos com diâmetro 150 mm e altura 300 mm. O betão utilizado nas vigas do grupo ii), na mesma idade, apresentava uma resistência média à compressão de 24,1 MPa obtida em ensaios de provetes cúbicos com aresta 150 mm. The concrete used in the beams of group (i) had at 28 days of age an average compressive strength of 18.5 MPa obtained in tests of cylindrical specimens with diameter 150 mm and height 300 mm. The concrete used in group ii) beams, at the same age, had an average compressive strength of 24.1 MPa obtained in 150 mm cubic edge test.
[0114] Os valores médios da tensão de cedência (fym) e da tensão de rotura (fum), das armaduras de aço utilizadas nas vigas do grupo i) são: fym=568 MPa e fum=721 M Pa para os varões com 6mm de diâmetro; fym=566MPa e fum=680 M Pa para os varões com 8 mm de diâmetro; e fym=546MPa e fum=649 MPa para os varões com 12 mm de diâmetro. As armaduras de aço das vigas do grupo ii) apresentaram fym=538 MPa e fum=634 M Pa para os varões com 6 mm de diâmetro, fym=573 MPa e fum=675 MPa para varões com 8 mm de diâmetro e fym=530 MPa e fum=637 MPa para os varões com 12 mm de diâmetro. As armaduras de diâmetro 6mm utilizadas nas vigas do grupo i) e as armaduras de diâmetro 8 mm utilizadas nas vigas do grupo ii) são da classe A500E . As restantes armaduras ordinárias são da classe A500NR SD. [0114] The average yield strength (fym) and breaking strength (fum) values of the steel reinforcement used in group i) beams are: fym = 568 MPa and fum = 721 M Pa for 6mm rods in diameter; fym = 566MPa and fum = 680 M Pa for 8 mm diameter bars; and fym = 546MPa and fum = 649 MPa for 12 mm diameter bars. The steel reinforcements of the beams of group ii) presented fym = 538 MPa and fum = 634 M Pa for the 6 mm diameter bars, fym = 573 MPa and fum = 675 MPa for the 8 mm diameter bars and fym = 530. MPa and fum = 637 MPa for bars 12 mm in diameter. The 6mm diameter reinforcement used in group i) beams and the 8mm diameter reinforcement used in group ii) beams are of class A500E. The remaining ordinary reinforcements are of class A500NR SD.
[0115] O valor médio da extensão de rotura ( sm) e o valor médio do módulo de elasticidade (Em) dos laminados poliméricos reforçados com fibras de carbono com secção 50x1.2 mm2 e 10x1,4 mm2 são, respetivamente, sm=1.05%, Em=170 GPa e sm=l,03%, Em=159 GPa. The average value of the breaking strength (sm) and the mean value of the modulus of elasticity (Em) of the 50x1.2 mm 2 and 10x1,4 mm 2 section carbon fiber reinforced polymer laminates are respectively sm = 1.05%, Em = 170 GPa and sm = 1.03%, Em = 159 GPa.
[0116] As armaduras de aço inoxidável em barra com secção transversal de 20x5 mm2 são da classe EN1.4404 e apresentam um valor médio da tensão de proporcionalidade a 0,2% igual a 259,8 MPa e um
valor médio da tensão de rotura igual a 617.8 MPa. As armaduras de aço inoxidável em varão nervurado com diâmetro nominal de 8 mm são da classe EN1.4301 e apresentam um valor médio da tensão de proporcionalidade a 0,2% igual a 471,7MPa; e valor médio da tensão de rotura igual a 1008.5 MPa. [0116] Stainless steel bar reinforcements with a cross-section of 20x5 mm 2 are of class EN1.4404 and have an average proportionality stress of 0.2% equal to 259.8 MPa and a mean value of the breaking stress equal to 617.8 MPa. Ribbed rod stainless steel reinforcements with a nominal diameter of 8 mm are of class EN1.4301 and have an average proportionality stress of 0.2% equal to 471.7MPa; and mean value of the breaking stress equal to 1008.5 MPa.
[0117] Como agente de aderência foram utilizados dois tipos de resina epoxídica bi-componete cujas características mecânicas foram determinadas em provetes retangulares, com dimensões 160x40x40 mm3, por meio de ensaios de flexão em três pontos. O valor médio do módulo de elasticidade (Emr) e o valor médio da extensão de rotura (smr) da resina rl e resina r2 são, respetivamente, Emr=0,79 GPa, smr=3,65% e Emr=l,51 GPa, smr=2,28%. A resina r2 foi utilizada no interior dos furos de amarração de dois laminados poliméricos reforçados com fibra de carbono que serviram para reforçar a viga d) do grupo i). Em todos os outros casos onde foi aplicado agente de aderência utilizou-se a resina rl. As a bonding agent, two types of bi-component epoxy resin were used whose mechanical characteristics were determined in rectangular specimens, with dimensions 160x40x40 mm 3 , by means of three-point bending tests. The mean value of the modulus of elasticity (Emr) and the mean value of the breaking strength (smr) of resin rl and resin r2 are, respectively, Emr = 0.79 GPa, smr = 3.65% and Emr = 1.51 GPa, smr = 2.28%. Resin r2 was used inside the bollards of two carbon fiber reinforced polymeric laminates that served to reinforce beam d) of group i). In all other cases where adhesion agent was applied, resin r1 was used.
[0118] As dimensões e quantidades de reforço das vigas foram analisadas. No grupo i) a viga b) foi reforçada com um laminado com secção 50x1,2 mm2 e comprimento de 2700 mm aplicado sobre uma camada de 2 mm de resina rl na face inferior da alma. A viga c) foi reforçada com quatro laminados, com 2700 mm de comprimento e secção transversal de 10x1,4 mm2, aplicados com a resina rl no interior de quatro rasgos com secção transversal de 5x15 mm2. A viga d), foi reforçada com quatro laminados com secção transversal 10x1.4 mm2 e comprimento 3700 mm aplicados na face inferior da alma da viga, num comprimento de 2035 mm, sobre uma camada de resina rl com lmm de espessura e amarrados (3) nas extremidade no interior de furos com diâmetro 12 mm num comprimento de 415 mm com resina rl e resina r2 (dois laminados ancorados com resina rl e dois ancorados com resina r2), com um ângulo de desvio de 33Q (8) e raio da curva de concordância (2) de 300 mm. As armaduras de reforço foram aplicadas de forma desfasada, duas para cada lado, descentradas de 72 mm relativamente ao meio-vão da viga. The dimensions and amounts of reinforcement of the beams were analyzed. In group i) beam b) was reinforced with a 50x1.2 mm 2 section laminate with a length of 2700 mm applied over a 2 mm layer of resin r1 on the underside of the core. Beam c) was reinforced with four 2700 mm long laminates with 10x1.4 mm 2 cross-section, applied with resin rl within four 5x15 mm 2 cross-section slots. Beam d) has been reinforced with four 10x1.4 mm 2 cross-sectional laminates of 3700 mm length applied to the underside of the beam core at a length of 2035 mm on a layer of 1 mm thick r1 resin and strung ( 3) at the ends inside holes 12 mm in diameter at a length of 415 mm with resin r1 and resin r2 (two resin-anchored laminates r1 and two resin-anchored laminates r2), with an offset angle of 33 Q (8) and radius of agreement curve (2) of 300 mm. Reinforcement reinforcements were offset, two to each side, offset by 72 mm from the beam mid-span.
[0119] No grupo ii) a viga b) foi reforçada com duas barras de aço inoxidável com secção 20x5mm2 e comprimento de 2750 mm aplicadas sobre uma camada de 1,5 mm de resina rl na face inferior da alma. A viga c) foi reforçada com quatro varões nervurados com secção transversal 48,1 mm2 e comprimento 2750 mm inseridos com resina rl em ranhuras com secção transversal 12x12 mm2. A viga d) foi reforçada com duas barras de aço inoxidável com secção 20x5 mm2 com 3015 mm de comprimento coladas com resina rl na face inferior da alma ao longo de 2000 mm de comprimento e amarradas (2) no interior de furos com diâmetro 25 mm num comprimento de 332 mm com resina rl, com um ângulo de desvio de 33Q (8) e raio da curva de concordância de 300 mm. In group ii) beam b) was reinforced with two 20x5mm 2 section stainless steel bars and 2750 mm length applied over a 1.5 mm layer of resin rl on the underside of the core. The beam c) was reinforced with four ribbed rods with cross section 48.1 mm 2 and length 2750 mm inserted with resin rl into grooves with cross section 12x12 mm 2 . Beam d) has been reinforced with two 3015 mm long 20x5 mm 2 section stainless steel bars bonded with resin rl to the underside of the core along 2000 mm long and lashed (2) into holes with a diameter of 25 mm. mm in a length of 332 mm with resin rl, with a deviation angle of 33 Q (8) and radius of agreement curve of 300 mm.
[0120] Descrevem-se de seguida os trabalhos preparatórios à aplicação do reforço. Nas vigas reforçadas com armaduras coladas pelo exterior, vigas b) e c) de ambos os grupos, a superfície de aplicação do reforço foi previamente tratada mecanicamente com uma mó de desgaste para remover a leitada superficial de cimento e expor os agregados do betão.
[0121] A abertura das ranhuras na camada superficial do betão nas vigas c) de ambos os grupos foi realizada com uma rebarbadora equipada com disco diamantado e patim guia. [0120] The following describes the preparatory work for the implementation of the reinforcement. In the beams reinforced with external bonded beams, b) and c) of both groups, the reinforcement application surface was previously mechanically treated with a grinding wheel to remove the surface cement bed and expose the concrete aggregates. The opening of the grooves in the surface layer of the concrete in the beams c) of both groups was carried out with an angle grinder equipped with diamond disc and guide skid.
[0122] A execução dos furos para a amarração nas vigas d) de ambos os grupos foram realizados com um martelo perfurador com precursão, auxiliado por um dispositivo de guia que permitiu garantir a perfuração com o ângulo de desvio (8) previsto. [0122] The boring holes d) were drilled in both groups with a precursor drill hammer, aided by a guide device that ensured the drilling with the predicted deviation angle (8).
[0123] As curvas de concordância (2) foram abertas em roço com um martelo elétrico equipado com escopro. [0123] Concordance curves (2) were cut open with an electric chisel equipped hammer.
[0124] Nas vigas b) o procedimento de execução para a aplicação do sistema de reforço seguiu os passos seguintes: tratamento e limpeza da superfície de colagem; aplicação do agente de aderência numa camada uniforme ao longo da superfície; e aplicação das armaduras de reforço imprimindo ligeira pressão de modo a garantir o contacto entre o reforço e o agente de aderência. In beams b) the execution procedure for the application of the reinforcement system followed the following steps: treatment and cleaning of the bonding surface; applying the adhesive in a uniform layer along the surface; and applying the reinforcing reinforcements by lightly pressing to ensure contact between the reinforcement and the bonding agent.
[0125] Nas vigas c) a aplicação do sistema de reforço seguiu o procedimento seguinte: marcação das ranhuras na superfície; abertura e limpeza das ranhuras; preenchimento de aproximadamente metade da profundidade das ranhuras com agente de aderência; aplicação das armaduras de reforço sobre o agente de aderência; e preenchimento da totalidade das ranhuras. In beams c) the application of the reinforcement system followed the following procedure: marking of the grooves in the surface; opening and cleaning the slots; filling approximately half the depth of the grooves with bonding agent; application of reinforcement reinforcement on the bonding agent; and filling all the slots.
[0126] Nas vigas d) a aplicação do sistema reforço seguiu o procedimento seguinte: marcação e abertura dos furos de amarração; tratamento da superfície de colagem; realização das curvas de concordância; limpeza dos furos, curvas de concordância e superfície de colagem; aplicação do agente de aderência no interior dos furos, nas curvas de concordância e superfície de colagem; aplicação do reforço imprimindo ligeira pressão de modo a proporcionar o contacto entre o reforço e o agente de aderência; aplicação de suporte temporário às armaduras na zona das curvas de concordância para garantir o contacto entre o reforço e o agente de aderência. [0126] In beams d) the application of the reinforcement system followed the following procedure: marking and opening of the mooring holes; bonding surface treatment; achievement of agreement curves; hole cleaning, concordance curves and bonding surface; application of the bonding agent inside the holes, in the agreement curves and bonding surface; applying the reinforcement with light pressure to provide contact between the reinforcement and the tackifier; applying temporary support to the reinforcement in the zone of agreement curves to ensure contact between the reinforcement and the bonding agent.
[0127] As presentes formas de realização não são, naturalmente, de modo algum restritas e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma sem se afastar da presente divulgação. [0127] The present embodiments are, of course, by no means restricted and one of ordinary skill in the art may anticipate many possibilities for modification thereof without departing from the present disclosure.
[0128] As reivindicações seguintes representam adicionalmente realizações preferenciais da presente divulgação. As reivindicações seguintes são combináveis entre si.
The following claims further represent preferred embodiments of the present disclosure. The following claims are combinable with each other.
Claims
1. Sistema de reforço estrutural com armaduras de reforço pós-instaladas ancoradas internamente por aderência, para reforço à flexão e ao esforço transverso de um elemento estrutural, que compreende: 1. Structural reinforcement system with adhesively anchored post-installed reinforcement reinforcement for flexural and shear reinforcement of a structural member, comprising:
um elemento estrutural; a structural element;
uma ou mais armaduras longitudinais de tração; one or more longitudinal tensile reinforcement;
em que uma extremidade da armadura ou armaduras está ancorada por um agente de aderência num furo de amarração no interior do elemento estrutural; wherein one end of the reinforcement or reinforcement is anchored by a bonding agent in a lashing hole within the structural member;
em que o elemento estrutural compreende, para cada furo de amarração, uma curva de concordância, no elemento estrutural, para alteração do alinhamento da armadura entre o alinhamento da superfície do elemento estrutural e o alinhamento do furo de amarração; wherein the structural member comprises for each mooring hole a concordance curve in the structural member for changing the alignment of the reinforcement between the surface alignment of the structural member and the alignment of the mooring;
em que cada furo de amarração forma um ângulo de desvio da direção da armadura para o interior do elemento estrutural. wherein each lashing hole forms an angle of deviation from the reinforcement direction into the structural member.
2. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que cada extremidade da armadura ou armaduras está ancorada por um agente de aderência num furo no interior do núcleo do elemento estrutural. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein each end of the reinforcement or reinforcement is anchored by a bonding agent in a hole within the core of the structural member.
3. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o ângulo de desvio é de 0,5° - 100°. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the angle of deviation is 0.5 ° - 100 °.
4. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que cada uma das duas extremidades de cada armadura está ancorada por um agente de aderência num furo de amarração no interior do elemento estrutural. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein each of the two ends of each reinforcement is anchored by a bonding agent in a lashing hole within the structural member.
5. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a curva de concordância é um roço aberto no elemento estrutural. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the concordance curve is an open portion in the structural element.
6. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 4 em que a curva de concordância é um componente pré-fabricado com a forma da curva pretendida que está inserido no elemento estrutural, em particular compreendendo uma sela de desvio ou um perfil metálico. A structural reinforcement system according to any one of claims 1-4 wherein the concordance curve is a prefabricated component having the shape of the desired curve that is inserted into the structural element, in particular comprising a deflection saddle or a Metalic profile.
7. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 4 em que a curva de concordância é obtida por colocação de material de enchimento numa concavidade do elemento estrutural.
A structural reinforcement system according to any one of claims 1-4 wherein the concordance curve is obtained by placing filler material in a concavity of the structural element.
8. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o início da curva de concordância é tangente ao alinhamento da superfície do elemento estrutural e o fim da curva de concordância é tangente ao alinhamento do furo de amarração. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the beginning of the concordance curve is tangent to the surface alignment of the structural element and the end of the agreement curve is tangent to the alignment of the mooring hole.
9. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a forma da curva de concordância é de arco de circunferência, arco de elipse, de parte de uma parábola, de parte de uma hipérbole, de parte de um clotóide, ou suas combinações. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims, wherein the shape of the concordance curve is circumference arc, ellipse arc, part of a parable, part of a hyperbole, part of a clotid, or their combinations.
10. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras estão dispostas para reforçar o elemento estrutural a momentos flectores positivos e ao esforço transverso. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims, wherein the reinforcement or reinforcement is arranged to reinforce the structural element at positive bending moments and transverse stress.
11. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras estão dispostas para reforçar o elemento estrutural a momentos flectores negativos e ao esforço transverso. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the reinforcement or reinforcement is arranged to reinforce the structural element at negative bending moments and transverse stress.
12. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras estão dispostas para reforçar o elemento estrutural a momentos flectores positivos, a momentos flectores negativos e ao esforço transverso. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the reinforcement or reinforcement is arranged to reinforce the structural element at positive bending moments, negative bending moments and transverse stress.
13. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras estão dispostas para aumentar o confinamento do elemento estrutural. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the reinforcement or reinforcement is arranged to increase the confinement of the structural element.
14. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que os furos são definidos por tubos inseridos no elemento estrutural, em particular tubos inseridos e fixos mecanicamente à alma do elemento estrutural Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the holes are defined by tubes inserted in the structural element, in particular tubes inserted and mechanically fixed to the core of the structural element.
15. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que os furos são moldados no processo de fabrico do elemento estrutural. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the holes are molded in the structural element manufacturing process.
16. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores que compreende adicionalmente em pelo menos uma das armaduras um dispositivo de ajuste da tensão instalada nas mesmas. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims, further comprising in at least one of the reinforcements a tension adjusting device installed therein.
17. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a tensão instalada na armadura foi ajustada posteriormente à cura do agente de aderência no furo ou furos de amarração.
Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the tension installed on the reinforcement has been adjusted after curing of the bonding agent in the bore or boring holes.
18. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores que compreende adicionalmente um ou mais reforços na alma do elemento estrutural para evitar a rotura por encurvadura local da alma do elemento estrutural devido à concentração de tensão no intradorso da curva de concordância. A structural reinforcement system according to any one of the preceding claims further comprising one or more reinforcements in the structural member core to prevent local buckling of the structural member core due to the stress concentration at the intruder of the concordance curve.
19. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o agente de aderência para ancoragem é argamassa cimentícia, argamassa polimérica, resina polimérica, resina polimérica de base epoxídica, resina polimérica de metacrilato ou resina polimérica de uretano. A structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the anchor bonding agent is cementitious mortar, polymeric mortar, polymeric resin, epoxy based polymeric resin, methacrylate polymeric resin or urethane polymeric resin.
20. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras são varões, cordões, fios, barras, chapas, laminados, ou suas combinações. A structural reinforcement system as claimed in any preceding claim wherein the reinforcement or reinforcements are rods, strands, wires, bars, plates, laminates, or combinations thereof.
21. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras estão inseridas em rasgos efetuados no elemento estrutural ou estão inseridas na camada superficial de recobrimento do elemento estrutural. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims, wherein the reinforcement or reinforcements are inserted into slots made in the structural element or inserted into the surface layer covering the structural element.
22. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras estão coladas ao elemento estrutural. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the reinforcement or reinforcement is bonded to the structural member.
23. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a armadura ou armaduras são de aço, de polímero reforçado com fibras, polímero reforçado com fibras de carbono, polímero reforçado com fibras de vidro, polímero reforçado com fibras de basalto, polímero reforçado com fibras de grafeno, polímero reforçado com fibras de aramida, ligas com memória de forma, ou suas combinações. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the reinforcement or reinforcements are steel, fiber reinforced polymer, carbon fiber reinforced polymer, glass fiber reinforced polymer, basalt fiber reinforced polymer , graphene fiber reinforced polymer, aramid fiber reinforced polymer, shape memory alloys, or combinations thereof.
24. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o elemento estrutural é uma laje, consola, consola curta, viga, pilar, parede, sapata, pegão, estaca, lintel de fundação, ensoleiramento de fundação, arco, abóboda ou muro. Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the structural element is a slab, cantilever, short cantilever, beam, pillar, wall, shoe, peg, stake, foundation lintel, foundation damp, arch, vault or wall.
25. Sistema de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o elemento estrutural é de alvenaria, alvenaria de pedra, alvenaria de adobe, alvenaria de taipa, alvenaria de tijolo, alvenaria de argamassa cimento, madeira, madeira maciça, madeira lamelada, madeira aglomerada, betão, betão simples, betão armado, betão pré-esforçado, betão pós- esforçado, betão compósito, betão com fibras metálicas, betão compósito, aço, polimérico, ou suas combinações.
Structural reinforcement system according to any one of the preceding claims wherein the structural element is masonry, stone masonry, adobe masonry, mud masonry, brick masonry, cement mortar masonry, wood, solid wood, wood Laminate, chipboard, concrete, plain concrete, reinforced concrete, prestressed concrete, post-stressed concrete, composite concrete, fiber-reinforced concrete, composite concrete, steel, polymer or combinations thereof.
26. Método de reforço estrutural com uma ou mais armaduras de reforço longitudinais de tração ancoradas internamente por aderência, para reforço à flexão e ao esforço transverso de um elemento estrutural, que compreende: 26. A structural reinforcement method having one or more longitudinally anchored tensile reinforcement reinforcement for flexural and shear reinforcement of a structural member, comprising:
abrir um ou mais furos de amarração no interior do elemento estrutural; drill one or more anchor holes within the structural member;
dispor, para cada furo de amarração, uma curva de concordância, no elemento estrutural, para alteração do alinhamento da armadura entre o alinhamento da superfície do elemento estrutural e o alinhamento do furo de amarração; arranging for each mooring hole a concordance curve in the structural member for altering the alignment of the reinforcement between the surface alignment of the structural member and the alignment of the mooring;
aplicar um agente de aderência no interior de cada furo de amarração; apply a bonding agent inside each lashing hole;
dispor a armadura ou armaduras, em que uma extremidade da armadura ou armaduras está ancorada pelo agente de aderência num furo de amarração, em que cada furo de amarração forma um ângulo de desvio da direção da armadura para o interior do elemento estrutural; arranging the reinforcement (s), wherein one end of the reinforcement (s) is anchored by the bonding agent in a mooring hole, wherein each mooring hole forms an angle of deviation from the direction of the reinforcement into the structural member;
curar o agente de aderência no furo ou furos de amarração. cure the bonding agent in the hole or bollard holes.
27. Método de reforço estrutural de acordo com a reivindicação anterior, em que o ângulo de desvio é de 0,5° - 100°. A structural reinforcement method according to the preceding claim, wherein the angle of deviation is 0.5 ° - 100 °.
28. Método de reforço estrutural de acordo com a reivindicação 26 ou 27, em que cada extremidade da armadura ou armaduras está ancorada por um agente de aderência num furo no interior do núcleo do elemento estrutural. A structural reinforcement method according to claim 26 or 27, wherein each end of the reinforcement or reinforcement is anchored by a bonding agent in a hole within the core of the structural member.
29. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 28, em que cada uma das duas extremidades de cada armadura está ancorada por um agente de aderência num furo de amarração no interior do elemento estrutural. A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 28, wherein each of the two ends of each reinforcement is anchored by a bonding agent in a lashing hole within the structural member.
30. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 29 que compreende abrir um roço no elemento estrutural para obter a curva de concordância. A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 29 comprising opening a portion of the structural element to obtain the concordance curve.
31. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 29 que compreende inserir um componente pré-fabricado com a forma da curva pretendida no elemento estrutural para obter a curva de concordância. A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 29 comprising inserting a prefabricated component of the desired curve shape into the structural element to obtain the concordance curve.
32. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 29 que compreende colocar material de enchimento numa concavidade do elemento estrutural para obter a curva de concordância. A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 29 comprising placing filler material in a concavity of the structural element to obtain the concordance curve.
33. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 32 em que o início da curva de concordância é tangente ao alinhamento da superfície do elemento estrutural e o fim da curva de concordância é tangente ao alinhamento do furo de amarração.
A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 32 wherein the beginning of the concordance curve is tangent to the surface alignment of the structural element and the end of the agreement curve is tangent to the alignment of the mooring hole.
34. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 33 que compreende aplicar um suporte temporário às armaduras de reforço até à cura da ancoragem por aderência no furo ou furos de amarração. A structural reinforcement method as claimed in any one of claims 26 - 33 which comprises applying a temporary support to the reinforcement reinforcement until the bonding anchor has cured in the bore or mooring holes.
35. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 34 que compreende o posterior ajuste da tensão instalada em cada armadura através de um dispositivo de ajuste de tensão montado na armadura. A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 34 comprising further adjusting the tension installed on each reinforcement by means of a tension adjusting device mounted on the reinforcement.
36. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 35 que compreende ajustar a tensão instalada na armadura posteriormente à cura do agente de aderência no furo ou furos de amarração. A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 35 comprising adjusting the tension installed on the reinforcement after curing of the bonding agent in the bore or lashing holes.
37. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 36 que compreende abrir rasgos no elemento estrutural para inserir a armadura ou armaduras. A structural reinforcement method according to any one of claims 26-36 comprising opening slots in the structural element to insert the reinforcement or reinforcement.
38. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 - 36 que compreende colar a armadura ou armaduras ao elemento estrutural. A structural reinforcement method according to any one of claims 26 - 36 which comprises bonding the reinforcement or reinforcement to the structural member.
39. Método de reforço estrutural de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o elemento estrutural é uma laje, consola, consola curta, viga, pilar, parede, sapata, pegão, estaca, lintel de fundação, ensoleiramento de fundação, arco, abóboda ou muro.
A structural reinforcement method according to any one of the preceding claims wherein the structural element is a slab, cantilever, short bracket, beam, pillar, wall, shoe, peg, stake, foundation lintel, foundation sunnyness, arch, vault or wall.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15754011.3A EP3168384A1 (en) | 2014-07-09 | 2015-07-09 | Structural strengthening system with internally anchored reinforcements by adherence |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PT10775514 | 2014-07-09 | ||
PT107755 | 2014-07-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2016005941A1 true WO2016005941A1 (en) | 2016-01-14 |
Family
ID=53969390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/IB2015/055208 WO2016005941A1 (en) | 2014-07-09 | 2015-07-09 | Structural strengthening system with internally anchored reinforcements by adherence |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3168384A1 (en) |
WO (1) | WO2016005941A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3211156A1 (en) | 2016-02-29 | 2017-08-30 | VSL International AG | Method and arrangement for strengthening a concrete structure, and reinforced concrete structure |
CN107724232A (en) * | 2017-10-30 | 2018-02-23 | 安徽省交通控股集团有限公司 | A kind of stress relief construction for the connection of local concrete |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017002043A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Clever Reinforcement Iberica- Materiais De Construção Lda | Carbon fiber reinforcement polymer and its respective application technique for the strengthening of concrete structures |
FR3096382B1 (en) * | 2019-05-23 | 2021-05-21 | Soletanche Freyssinet | Method of strengthening a structure. |
CN111395328B (en) * | 2020-04-22 | 2021-04-06 | 台州学院 | Concrete Pile Durability Repair Module |
CN111608418B (en) * | 2020-05-26 | 2021-08-03 | 华中科技大学 | A kind of FRP bar with embedded anchoring device and application method thereof |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2510262A1 (en) | 1975-03-08 | 1976-09-09 | Hans Binker | Strength improvement for timber beams - uses fibre bundles and webbing embedded in grooves along longitudinal faces |
US5044139A (en) * | 1989-05-23 | 1991-09-03 | D. H. Blattner & Sons, Inc. | Method of replacing post tensioned beams |
JPH0828049A (en) * | 1994-07-15 | 1996-01-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Fixing body for PC structure, construction method of PC structure, and PC structure |
EP0803020A1 (en) | 1995-01-09 | 1997-10-29 | EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt | Securing of reinforcing strips |
EP0837202A1 (en) * | 1996-10-16 | 1998-04-22 | Freyssinet International (Stup) | Method of reinforcing building constructions and construction reinforced in such a way |
EP1016767A1 (en) | 1997-09-16 | 2000-07-05 | Nippon Steel Corporation | Structure for reinforcing concrete member and reinforcing method |
DE10034534A1 (en) * | 2000-07-15 | 2001-03-22 | Achim Brinke | Historic structure renovation and preservation drills channels into structure to take end anchorages joined by tie rods to form compensating joint permitting pre-tension to be applied |
US6389775B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-05-21 | Sika Ag, Vormals Kasper Winkler & Co. | Reinforcement element for load-carrying or load-transferring structural parts and method for fixing said reinforcement element to the surface of a structural part |
PT103785A (en) | 2007-07-12 | 2009-01-12 | Universidade Nova De Lisboa | POST-TENSION SYSTEM WITH ADHESION ANCHORS FOR CONCRETE STRUCTURES. |
EP2083133A2 (en) | 2008-01-28 | 2009-07-29 | S&P Clever Reinforcement Company AG | Mechanical end anchor element for reinforcement laminates on structures |
US20110036029A1 (en) | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Soletanche Freyssinet | Process for reinforcing a construction structure, and structure thus reinforced |
US20110197540A1 (en) | 2008-06-12 | 2011-08-18 | Pantelides Chris P | Anchoring, splicing and tensioning elongated reinforcement members |
-
2015
- 2015-07-09 WO PCT/IB2015/055208 patent/WO2016005941A1/en active Application Filing
- 2015-07-09 EP EP15754011.3A patent/EP3168384A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2510262A1 (en) | 1975-03-08 | 1976-09-09 | Hans Binker | Strength improvement for timber beams - uses fibre bundles and webbing embedded in grooves along longitudinal faces |
US5044139A (en) * | 1989-05-23 | 1991-09-03 | D. H. Blattner & Sons, Inc. | Method of replacing post tensioned beams |
JPH0828049A (en) * | 1994-07-15 | 1996-01-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Fixing body for PC structure, construction method of PC structure, and PC structure |
EP0803020A1 (en) | 1995-01-09 | 1997-10-29 | EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt | Securing of reinforcing strips |
EP0837202A1 (en) * | 1996-10-16 | 1998-04-22 | Freyssinet International (Stup) | Method of reinforcing building constructions and construction reinforced in such a way |
EP1016767A1 (en) | 1997-09-16 | 2000-07-05 | Nippon Steel Corporation | Structure for reinforcing concrete member and reinforcing method |
US6389775B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-05-21 | Sika Ag, Vormals Kasper Winkler & Co. | Reinforcement element for load-carrying or load-transferring structural parts and method for fixing said reinforcement element to the surface of a structural part |
DE10034534A1 (en) * | 2000-07-15 | 2001-03-22 | Achim Brinke | Historic structure renovation and preservation drills channels into structure to take end anchorages joined by tie rods to form compensating joint permitting pre-tension to be applied |
PT103785A (en) | 2007-07-12 | 2009-01-12 | Universidade Nova De Lisboa | POST-TENSION SYSTEM WITH ADHESION ANCHORS FOR CONCRETE STRUCTURES. |
EP2083133A2 (en) | 2008-01-28 | 2009-07-29 | S&P Clever Reinforcement Company AG | Mechanical end anchor element for reinforcement laminates on structures |
US20110197540A1 (en) | 2008-06-12 | 2011-08-18 | Pantelides Chris P | Anchoring, splicing and tensioning elongated reinforcement members |
US20110036029A1 (en) | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Soletanche Freyssinet | Process for reinforcing a construction structure, and structure thus reinforced |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3211156A1 (en) | 2016-02-29 | 2017-08-30 | VSL International AG | Method and arrangement for strengthening a concrete structure, and reinforced concrete structure |
CN107724232A (en) * | 2017-10-30 | 2018-02-23 | 安徽省交通控股集团有限公司 | A kind of stress relief construction for the connection of local concrete |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3168384A1 (en) | 2017-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2016005941A1 (en) | Structural strengthening system with internally anchored reinforcements by adherence | |
Orton | Development of a CFRP system to provide continuity in existing reinforced concrete buildings vulnerable to progressive collapse | |
CN103382704B (en) | Unbonded prestress of box girder or T-shaped girder, and steel-concrete combined reinforcement structure and construction method | |
Kakaletsis et al. | Effectiveness of some conventional seismic retrofitting techniques for bare and infilled R/C frames | |
CN109972538A (en) | Concrete bridge structure and construction technology reinforced by a steel plate inner filling material combination | |
CN106639355A (en) | Reinforced concrete beam structure | |
CN207228402U (en) | The reinforced concrete shear wall of built-in prestress steel diagonal brace | |
CN105544415A (en) | Concrete bridge reinforcing method and structure | |
CN101696589A (en) | Novel combined stone beam | |
Casadei et al. | Strengthening of impacted prestressed concrete bridge I-girder using prestressed near surface mounted C-FRP bars | |
JP2020100976A (en) | Shear reinforcement construction method for pc box girder bridge | |
Nordin | Strengthening structures with externally prestressed tendons | |
Arifuzzaman et al. | Seismic Retrofit of Load Bearing Masonry Walls by FRP sheets and Anchors Sheets and Anchors | |
CN204418213U (en) | A kind of combined collapsible arch top board | |
WO2006020261A2 (en) | Confinement reinforcement for masonry and concrete structures | |
Ahmed et al. | Pullout strength of sand-coated GFRP bars embedded in ultra-high performance fiber reinforced concrete | |
Gaafar | Strengthening reinforced concrete beams with prestressed near surface mounted fibre reinforced polymers | |
Nordin | Strengthening structures with externally prestressed tendons: literature review | |
Altın et al. | Comparison of seismic performance of RC frames strengthened with four different techniques | |
Al-Obaidi | Behavior of reinforced concrete beams retrofitted in flexure using CFRP-NSM technique | |
JP3910976B2 (en) | Concrete member and method for reinforcing concrete member | |
KR100438113B1 (en) | non-metallic anchorage apparatus for prestressed concrete structure and pre-stressing method using the same | |
KR100493514B1 (en) | Maintenance and reinforcing apparatus for section enlargement for reinforcing bearing power of pier in reinforced concrete bridge and construction method of repairing and reinforcing for section enlargement using the apparatus | |
JP3590561B2 (en) | Precast concrete block joining method | |
KR20240084251A (en) | Joint structure for precast concrete members using fiber reinforced plastic rod, and jointing method for the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15754011 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
REEP | Request for entry into the european phase |
Ref document number: 2015754011 Country of ref document: EP |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2015754011 Country of ref document: EP |