Betonarme Kolonların Güçlendirilmesi

Proje Genel Bakışı

1950'li yıllarda bir bina inşa edilmiş. Bodrumun kullanımı sırasında asit bataryası depolanmış ve bu da beton dikey elemanların yüzeyinde ciddi korozyon ve çatlaklara neden olmuş. Yerinde yapılan dikkatli incelemede bazı bodrum çerçeve kolonlarının karbonizasyon derinliğinin 25mm-35mm arasında olduğu görülmüş. Bir kısmı kolonun uzunlamasına gerilmiş çelik çubuklarına karbonize olmuş ve korozyon şiddetli. Kolon beton koruyucu tabakasının yaklaşık %50'sinde donatı boyunca geniş çatlaklar var. Çelik çubukların %25'inden fazlası açığa çıkmış ve ciddi şekilde korozyona uğramış. Çelik korozyonundan sonra maksimum kesit alanı kaybı oranı %30'dur.

Kullanıcı, korozyona uğramış çerçeve kolonunun gerilmiş çelik çubuklarının eşit mukavemette takviyesini talep eder ve kolonun inşası ve takviyesi sırasında ekipmanın normal çalışmasının etkilenmeyeceğinden emin olmalı ve aynı zamanda takviye maliyetlerinden tasarruf etmeyi de göz önünde bulundurmalıdır.

Takviye planının seçimi ve uygulanması

Şantiyede iletişim kabloları ve güç ekipmanları bulunduğundan, bu ekipmanlar hareket ettirilemez ve ekipmana yakın olan kısımlar kaynaklanamaz. Yer ve donatı maliyetinin sınırlı olması nedeniyle, araştırma aşağıdaki şemanın benimsenmesine karar verdi. Ekipmandan uzak, az darbe alan yerlerde betonarme kılıf donatısı kullanılır. Şantiye olmayan yerler için dış kaynaklı açılı çelik donatı yöntemi benimsenir. Çalışma alanı olmayan ve kaynak yapılamayan çerçeve kolonlarında FRP sargı donatısı kullanılır.

Takviyeden önce, orijinal yapıdaki gevşek ve kırılgan beton kesilerek çıkarılmalı ve orijinal yapının petek, çukurlu yüzeyi ve delikleri çıkarılıp epoksi harcı ile onarılmalıdır. Yapısal çatlak genişliği >0,2 mm, beton mukavemetini geri kazandırmak için düşük basınçlı dökme yöntemi ile onarılır. Aşınmış ve gevrek tabaka, karbonize pas çatlağı tabakası ve ciddi yağlı tabaka bulunan çatlamış yüzey betonu için, inşaat dökülmeden önce kesilmelidir. Yapısal çatlak genişliği ≤ 0,2 mm için yüzey sızdırmazlık önlemlerini kullanın.

Şimdi çeşitli inşaat şemalarının teknik gereksinimlerinin kısa bir tanımını verin

1 Betonarme manşon takviyesinin yapım yöntemi

Genişletilmiş kesit yöntemi en basit ve en ekonomik donatı şemasıdır. Dezavantajı, temelden güçlendirilmesi gerekmesi, inşaat süresinin uzun olması ve özünün ağır olmasıdır. Orijinal yapısal beton koruyucu tabakayı kaldırırken, hafifçe vurmak için ağır bir çekiç kullanılmalı ve çarpma titreşiminden kaynaklanan çerçeve kolon kirişinin hasarını veya kırılmasını azaltmak için balyoz kullanılmamalıdır. Aşınmış çelik çubuklar fosforik asitle temizlenmeli ve izinsiz kesilmemelidir. Orijinal yapısal betonun taze yüzeyi ile yeni dökülen beton arasındaki temas yüzeyi pürüzlendirilir ve su kullanılır. Ortasından temizlenir ve yüzeye yapıştırıcı uygulanır. Çerçeve kolonlarının donatılarının ankraj yönteminin ayrıntıları için Şekil 1'e bakın. Yeni kolon betonu ile orijinal çerçeve kolonu arasındaki temas yüzeyine, dikey olarak her 300 ve yatay olarak her 200'de bir kısa ankraj çubukları eklenecektir. Yeni eklenen betonun su-çimento oranının maksimum 0,55'ten büyük olmaması, minimum çimento tüketiminin metreküp başına 300 kg'dan az olmaması, koruyucu tabaka kalınlığının ise 35 olması gerekmektedir.

2 Beton kafes kiriş elemanlarının dış açılı çelik takviye yöntemi

Bu tür takviye yöntemi, malzeme elde etmek için uygundur, düşük maliyetlidir, basit bir yapıya sahiptir ve eksiklikleri düzenli bakım gerektirir. Tedavimiz, dış kaynaklı açılı çelik dışında korozyon önleyici çimento harcı yüzey tabakasını fırçalamaktır.

3 karbon fiber takviyeli kolon

Karbon fiber yüksek mukavemet, hafiflik, iyi korozyon direnci, basit ve hızlı inşaat süreci ve takviye ve güçlendirme için kullanıldığında orijinal yapı üzerinde neredeyse hiç etkisi olmayan ve iyi takviye ve onarım etkilerine ve dayanıklılığa sahiptir. Takviyeli bileşenin bükülme, kesme, burulma, çekme taşıma kapasitesini ve sismik performansını büyük ölçüde iyileştirir, bileşenin sünekliğini ve sertliğini artırır ve bileşenin kuvvet performansını iyileştirir. Burada esas olarak kolon bükülmesi ve kesme takviyesi ile ilgileniyoruz.

Sonuç olarak;

Yukarıdaki güçlendirme yöntemleri beton yapıyı güçlendirebilir, bu da taşıma kapasitesini artırabilir, sismik kapasiteyi iyileştirebilir ve sismik performansı iyileştirebilir. Korozif ortamlarda beton yapıları güçlendirmek, korozyon dirençlerini artırabilir, çatlakların oluşumunu önleyebilir ve azaltabilir ve yapının dayanıklılığını ve güvenilirliğini iyileştirebilir. Dahası, bu yöntemlerin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Kısacası, bu güçlendirme yöntemleri malzeme elde etmek için uygundur, maliyeti orta düzeydedir, yapımı basit ve hızlıdır ve orijinal yapı üzerinde çok az etkisi vardır. Tasarımcılar bunları uygulamalarda esnek bir şekilde kullanabilir ve geniş uygulama beklentilerine sahiptir.