Bir Beton Fabrikası Güçlendirmesi

1. Proje Genel Bakışı

Sanayi bölgesindeki fabrika binası başlangıçta 8 katlı bir çerçeve yapısıydı. Betonarme kolonun kesiti 500mmx500mm idi ve beton dayanım sınıfı C30 idi. Kolonun çevresi boyunca toplam 12 adet 25 seviye II çelik çubuk yerleştirildi. Tesis güçlendirme projesinin orijinal yapı taşıyıcı ve sismik güçlendirme gereksinimlerini karşılayamayacağı test edildi. Tasarım ve araştırma enstitüsünün yapısal güçlendirme tasarımı sonrasında, 1-2 katın bir kısmının eğilme dayanımını güçlendirmek için karbon fiber güçlendirme teknolojisinin kullanılması planlanıyor. Aynı zamanda, asit ve alkali ve diğer gazların uzun süreli aşınması nedeniyle beton koruyucu tabaka kısmen soyulmuş ve kaburgalar kısmen paslanmıştır. Betonun yatay tutuculuğunun güçlendirilmesi gerekmektedir.

2. Takviye planını belirleyin

Karşılaştırmalı analizden sonra, kolonun taşıma kapasitesini ve sünekliğini iyileştirmek için tek yönlü karbon fiber kumaş yapıştırma yönteminin kullanılmasına karar verildi. Bu proje için, bu güçlendirme teknolojisinin kullanılmasının başlıca nedeni, tek yönlü karbon fiber kumaş ve bağlama çeliği yönteminin aşağıdaki avantajlara sahip olmasıdır:

2.1. Yüksek mukavemet, ince ve hafif, yapısal ağırlıkta ve kesit boyutunda neredeyse hiç artış yok. Karbon fiber levhanın çekme mukavemeti, aynı kesite sahip çeliğin 7-10 katıdır. Bitmiş levhanın kalınlığı sadece 0,111 mm-0,333 mm'dir ve dökme yoğunluğu 1/4-1/5 çeliktir. Ve esnektir, kesilmesi kolaydır ve her şekle uygun geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir

2.2. Asit, alkali ve tuz ortamlarının korozyona karşı dayanıklılığı, yorulma direnci, sürünme direnci, kararlı malzeme boyutu, takviye, yapının korozyon direncini ve dayanıklılığını büyük ölçüde artırabilir ve çeşitli çalışma ortamlarında bileşenlerin takviyesine uygulanabilir.

2.3. Yapısı basit ve hızlıdır. Tek yönlü karbon fiber levha doğrudan binanın yüzeyine yapıştırılabilir ve sarılabilir, işlem basittir, kalıp ve büyük ölçekli kaldırma ekipmanı gerekmez ve şantiye gereksinimleri düşüktür ve dar alan operasyonları için uygundur. Kullanımı kolay ve ekonomiktir.

2.4. Beton yapının çatlaklarını etkili bir şekilde kapatabilir ve yapının hizmet ömrünü uzatabilir.

2.5. Tek yönlü karbon fiber levhaların güçlendirme amacıyla kullanılması, yüzey dekorasyonunu etkilemeden ve onarım izlerini en aza indirerek orijinal yapının görünümünü mümkün olduğunca koruyabilir.

Tasarım hesaplaması: Bu proje, sismik derecesi iki, kolon kesiti 500x500, mevcut etriye 8@200, beton dayanım derecesi C30 olan ve kolon eksenel basınç oranı artık 0,9 olan bir çerçeve yapısıdır. İki kat karbon fiber kumaşın yatay olarak yapıştırılmasıyla, eksenel basınç oranı sismik kodlarının gereksinimlerini karşılayan 0,8'den fazla olmayacak şekilde düşürülür. Hesaplama süreci şu şekildedir: Kolon boyuna takviyesinin etkisi dikkate alınmaz.

A_s=bh-(4-1π)R_c²=249463mm²

K_s=(blh) [ 1-[ (b/h) (h-2R_c)²+(b/h) (b-2R_c)]／(3A_g-p_s/1-p_s)=0.46,

İki katlı karbon fiber bez macununun benimsenmesi: İlk katman, kolonun eğilme mukavemetini artırmak için kolonun ekseni boyunca uzunlamasına yapıştırılır. İkinci katman, kolonun basınç mukavemetini, sünekliğini ve sismik performansını artırmak için kolon boyunca yanal olarak sarılır. Aynı miktarda karbon fiber bezle, şerit sarmanın etkisinin, tüm sarmanın etkisinden daha iyi olduğu düşünüldüğünde. Aynı zamanda, kolonun kesit boyutu ile birleştirildiğinde, kolonun eksenel yönü boyunca her yüzeye 300 mm genişliğinde bir karbon fiber bez yapıştırılmasına ve bindirme uzunluğunun 250 mm olmasına karar verilir. Kolon yüksekliği boyunca her 100 mm'de bir 300 mm genişliğinde bir karbon fiber bez, 250 mm'lik bir bindirme uzunluğu ile sarın.

3. Karbon fiber malzeme yapım süreci ve işletme gereksinimleri

Süreç akışı; inşaat öncesi hazırlık, beton yüzey işlemi, astar boya, tesviye, yapıştırma ve koruma şeklindedir.

4. Beton yapıların güçlendirilmesinde tek yönlü karbon fiber malzemelerin diğer uygulamaları

Karbon fiber güçlendirme teknolojisi yalnızca konut mühendisliği, demir yolu mühendisliği, otoyol mühendisliği, köprü mühendisliği, liman mühendisliği ve su koruma ve hidroelektrik mühendisliğindeki beton yapıların güçlendirilmesine değil, aynı zamanda duvarcılık yapılarının ve ahşap yapıların güçlendirilmesine de uygulanabilir. Karbon fiber levha onarımı ve beton yapı güçlendirme teknolojisinin mühendislikteki belirli uygulamaları şunları içerir:

4.1. Kirişlerin, döşemelerin ve diğer eğilme elemanlarının (açıklığın alt kısmı, sürekli kirişlerin ve döşeme desteklerinin üst kısmı) çekme bölgesini güçlendirin. Karbon fiber takviyesiyle, eğilme elemanının taşıma kapasitesi artar. Çekme bölgesindeki çatlaklar, çatlakların sürekli genişlemesini kontrol etmek için derzler doldurulduktan sonra bir karbon fiber levha ile kapatılabilir. Ayrıca, eğilme elemanının takviyesi için, takviye etkisini iyileştirmek için karbon fiberi ön gerilimleme yöntemi de kullanılabilir.

4.2. Kirişlerin kesme donatısı: Ana çekme gerilmesinden kaynaklanan eğik çatlaklarda, kiriş tarafının düşey eksenine karbon fiber levhalar yapıştırılır, gerekirse tek yönlü fiber levhalar çapraz bağlanabilir.

4.3. İskele kolon yapısı için, ana takviyenin veya pabuç takviyesinin yetersiz olduğu konumlara yapıştırılacak tek yönlü karbon fiber levhalar kullanın. Çünkü karbon fiber, kolonun yanal deformasyonunu etkili bir şekilde sınırlayabilir, iskele kolonunun mukavemetini ve tokluğunu iyileştirebilir ve böylece sismik performansını iyileştirebilir.

4.4. Kesme duvarları, bir veya her iki taraftaki kesme donatısı doğrultusunda karbon fiber ile yapıştırılır.

4.5. Yüksek yapılar (örneğin pastırma, silolar, su kuleleri) - iskelelerin kuvvet koşullarına ve güçlendirme yöntemlerine benzer.

4.6. Havuz ve akaryakıt tanklarının yan duvarları-gerilim takviyeli.

4.7. Menfezler ve tüneller-anormal stres koşulları altında eğilme ve çekme donatısı.

4.8. Sızdırmazlık fonksiyonu-Tek yönlü karbon fiber levha, karbon fiber ve betonun birlikte çalışmasını sağlayarak beton bileşeninin hizmet ömrünü uzatmak için dikişe yapıştırılır.