Theoretical and experimental studies on repaired and rehabilitated reinforced concrete frames

Author： Lin Yan-Jie Chen Cheng-Wei Lin Chih-Tsung Li Yeou-Fong

ISSN： 1208-6029

Source： Canadian Journal of Civil Engineering, Vol.34, Iss.8, 2007-08, pp. : 923-933

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Abstract

In this paper, an effective repair and rehabilitation working method is proposed for moderately damaged reinforced concrete (RC) building structures after major earthquakes. Three RC frames with nil, half-height, and full-height brick walls are designed and tested at the National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE), Taiwan. After the columns of these nonductile RC frames are damaged, steel wire cables with nonshrinkage mortar are used to repair the damaged columns, and carbon fiber reinforced polymers (CFRP) are used to rehabilitate the damaged columns. A stress–strain relationship of the confined concrete is used in the theoretical sectional analysis. The columns are confined by steel wires and CFRP, and the "equivalent column model" is proposed in this paper and used to analyze the brick walls inside the RC frames. The analytical results can reasonably predict the lateral force–displacement relationships of these RC frames. Key words: nonductile frame, carbon fiber reinforced polymers, steel wire cable, repair, rehabilitation.Dans cet article, une méthode de travail efficace de réparation-restauration est proposée pour les structures de bâtiments en béton armé modérément endommagés après des séismes importants. Trois charpentes en béton armé comportant aucun mur de brique ou des murs de briques à mi-hauteur ou pleine hauteur ont été conçues et testées au « NCREE (National Center for Research on Earthquake Engineering) ». Une fois les colonnes de ces charpentes en béton armé non ductiles endommagées, des câbles en fil d'acier avec du mortier anti-retrait sont utilisés pour réparer les colonnes endommagées et les polymères renforcés de fibres de carbone (« CFRP ») sont utilisés pour restaurer les colonnes endommagées. La relation contrainte-déformation du béton confiné est utilisée dans l'analyse sectorielle théorique. Les colonnes sont confinées par des câbles d'acier et des « CFRP » et le « modèle de colonne équivalente » proposé dans cet article est utilisé pour analyser les murs de briques à l'intérieur des charpentes en béton armé. Les résultats analytiques peuvent raisonnablement prédire les relations force latérale-déplacement de ces charpentes en béton armé.Mots-clés : charpente non ductile, polymères renforcés de fibres de carbone, câble en fil d'acier, réparation, restauration.[Traduit par la Rédaction]