Kiriş güçlendirme

Proje

Üretim ekipmanlarının yenilenmesi, kat ve ekipman yükünün artması nedeniyle, endüstriyel yapının orijinal taşıma kapasitesi yetersiz kalmakta, alt taşıyıcı elemanların kontrol edilip güçlendirilmesi gerekmekte, inşaat süresi çok kısalmakta ve inşaat koşulları kötü olmaktadır.

Projenin beton değerlendirmesiyle birlikte, A Tarafının isteklerini karşılaması temelinde, F 2 kat kirişini güçlendirmek için CFRP kullanılmıştır. Ancak, daha ileri test ve hesaplama sürecinde, bu binadaki kirişlerin çoğunun taşıma kapasitesinin oldukça farklı olduğu ve güçlendirme için kat sayısının daha fazla katman CFRP levha ile karşılanması gerektiği tespit edilmiştir. Nihai şema, binanın tüm kirişlerinin karbon fiber laminatlarla, eğimli bölümünün ise karbon fiber kumaşla güçlendirilmesidir. Projenin tasarımı ve inşası sorunsuz bir şekilde ilerlemiş ve güçlendirme kirişleri, inşaatın tamamlanmasından 7 gün sonra numunelenmiştir. Uygulanan yük altında yerinde yükleme testi yapılmış ve herhangi bir anormallik bulunmamıştır. Proje şu anda yarım yıldır faaliyette olup iyi bir şekilde kullanılmaktadır.

CFRP laminat ve CFRP levhanın güçlendirme araştırması ve özellikleri

Bina bir çerçeve yapı olup, donatı kat kolon aralığı 6 m, alanı yaklaşık 1100 m2'dir. Birincil ve ikincil kiriş sayısı çoktur: orijinal beton dayanım sınıfı C25, gerilme çubuğu sınıfı II'dir. Donatı uygulamasından önce, betonarme kirişlerin beton dayanım sınıfı kapsamlı bir şekilde test edilmiş ve C25'ten düşük bulunmuştur. Donatı tasarımında C20 kullanılmıştır. Düzlemdeki tüm kirişlerin taşıma kapasitesi, orijinal betonarme projesinde verilen donatı miktarı kullanılarak kontrol edilmiştir. Güçlendirilecek 45 kiriş ve güçlendirilecek 29 kiriş bulunmaktadır.

1,2 mm karbon fiber laminat

HM-1.2T carbon fiber laminate.pdf

230g karbon fiber kumaş

HM-23 carbon fiber wrap.pdf

CFRP laminat ve levha takviyeli yapının temel noktaları

CFRP takviyenin yapım teknolojisi nispeten basittir, ancak yapım süreci daha titizdir ve inşaat personelinin kalitesi daha yüksektir. Beklenen takviye etkisi, ancak inşaat kalitesinin sağlanmasıyla elde edilebilir.

Ana adımlar şunlardır:

Beton yüzey işlemi;

Tesviye işlemi;

Alttaki reçinenin fırçalanması;

Karbon fiber laminatın yapıştırılması;

Koruma işlemi;

Gerçek inşaatta özellikle dikkat edilmesi gereken iki nokta vardır.

(1) Arayüz iyi işlenmelidir, aksi takdirde bağ mukavemetini doğrudan etkiler. Beton yüzeyi özel aletlerle dikkatlice parlatılmalı, asetonla temizlenmeli, çıkartmaların köşeleri sıkıca kavisli hale getirilmeli ve malzemelerle düzgün bir şekilde işlenmelidir.

(2) CFRP yapıştırıldıktan sonra, levhalar temizlenmeli ve bağlayıcı eşit şekilde fırçalanmalıdır. Yapıştırılırken, tambur kalmaması için özel bir rulo ile ileri geri hareket ettirilmelidir. Ayrıca proje, maksimum 60°C sıcaklığa sahip ve karbon fiber yüzeyinde yapıştırıcı ile karıştırılmış 2,5 mm kalınlığında M5 harç koruyucu tabakası bulunan endüstriyel bir binadır.

Muayene ve kabul

Mühendislik yapısının emniyet ve güvenilirliğini sağlamak amacıyla, muayene ve kabul kriterleri sıkı bir şekilde kontrol edilmektedir. Tüm inşaat süreci boyunca yerinde izlemenin yanı sıra, donatı malzemelerinin mekanik özellikleri test edilmiş ve donatı tamamlandıktan 7 gün sonra tipik bir LL 2 donatı kirişi seçilmiştir.

Ana kiriş ile ikincil kiriş arasındaki kuvvet aktarımının karmaşıklığı göz önüne alındığında, kuvveti analiz etmek kolay değildir. Seçtiğimiz L-2 kirişi, 21 eksen, 22 eksen ve A ekseni ile 1/B ekseni olmak üzere üç parçadan oluşan ve 6 m x 6 M ile çevrelenmiş ikincil bir kiriştir. Yük doğrudan plaka yüzeyinden iletilir.

Test edilen kirişin uzunluğu 6 m, yatak alanı 12 m2, döşeme canlı yükü 7 kn/m2, kirişin ortasındaki yerel ekipman yükü 117 kn ve toplam yük 201 kN'dir. Yükleme, şantiyede istiflemede gerçekleştirilir, her seviyeye 10 kN eklenir, gerçek yük dağılımı simüle edilir ve torba istiflenir. Her yük seviyesi altında yükseklik boyunca gerinim ve kiriş açıklığının orta bölümünün yük f(0.01 mm)~sapma ilişkisi ölçülür. Kirişin değişimi ve çatlakların gelişimi gözlemlenir. 180 kn'ye yüklendiğinde, çıplak gözle görülemeyen çatlak gözlem cihazı ile küçük çatlaklar gözlemlendi. 201 kN'ye yüklendiğinde önemli bir değişiklik gözlenmedi. Tüm yükleme sürecinde yük ve sapma arasında düz bir çizgi ilişkisi vardır. 20 1 kN'ye yüklendiğinde, ölçülen sapma, kirişin izin verilen sapmasından çok daha azdır. Kiriş yüksekliğine bağlı beş gerinim ölçer sağlam kalmıştır. Her yük altında çizilen gerinim diyagramı, temel olarak düzlem kesit gerinim yasasına uymaktadır. Bu yasa, karbon fiber laminat ve betonun birlikte çalıştığını ve aralarındaki arayüzün iyi bir şekilde birbirine bağlı olduğunu göstermektedir.