Karbon Fiber Takviyeli Beton Çatlakları

Proje Genel Bakışı

İki katlı hafif sanayi fabrika binasının zemin katında kiriş-kolon yapısı, ana kiriş açıklığı 9 m ve kiriş aralığı 6 m'dir. Üst kat tuğla-beton bir yapıdır. Ana kiriş, yerinde önceden imal edilmiş betonarme kirişi benimser ve üst ucu, gömülü parçalar aracılığıyla kolonun yan tarafındaki gömülü çelik plaka ile kaynaklanır. Zemin, önceden imal edilmiş betonarme döşemeden yapılmıştır. Kullanım sırasında, kiriş yüzeylerinden ikisinin, kirişin iki ucuna yakın bir yerde nüfuz eden çapraz çatlaklara sahip olduğu bulunmuştur. Çatlağın maksimum genişliği 5 mm'dir ve uzunluğu, Şekil 1'de gösterildiği gibi 20 ila 200 mm arasında değişmektedir.

Hasar analizi

1. Kırılma modunun yargısı Yüzeyden, yapının ana kirişinin kırılma modu, kesme kırılmasına çok benzemektedir. Ön yargı, kirişin yetersiz kesme kapasitesinden kaynaklanan kesme kırılmasıdır. Kiriş yüzeyinin sıvanmasının analiz ve yargı üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabileceği düşünülerek, sıva kaldırıldıktan sonra daha ileri inceleme ve analiz yapılmasına karar verilmiştir. Sıva kaldırıldığında, kirişin ucunda herhangi bir çatlak bulunmamıştır. Kirişin orta açıklığına yakın bir yerde birkaç küçük çatlak bulunmuştur, yönü kiriş eksenine diktir, aralıklar eşittir ve çatlakların uzunluğu kiriş yüksekliğinin yaklaşık 1/3 ila 1/2'sidir. Kirişin çatlamasına göre, kirişin yetersiz eğilme kapasitesinden dolayı hasar gördüğü temelde sonucuna varılabilir ve yetersiz kesme kapasitesinden dolayı hasar olasılığı dışlanmıştır.

2. Hasar nedeninin analizi

Orijinal yapının inşaat çizimlerinin olmaması nedeniyle yapısal hasarın nedeninin belirlenmesinde bazı zorluklar yaşanmıştır. Yerinde yapılan incelemede ana kirişin yapımında usulsüzlükler olduğu görülmüş, saha çalışanları kirişin belirtilen bakım süresini karşılamadığını bildirerek kaldırma inşaatı gerçekleştirmiştir. Kirişin hasar görmesi ve büyük sapma göz önüne alındığında beton dayanımının eksikliğinin hayvancılık üretiminin başarısız olmasının nedenlerinden biri olabileceği düşünülmektedir. Dikkatli bir saha incelemesi sonucunda iki katlı tuğla duvarın doğrudan betonarme zemin üzerine inşa edildiği tespit edilmiştir. Bu yük orijinal yapı tasarımında mevcut değildir. Yapısal yükün yapay olarak değiştirilmesi nedeniyle gerçek yapısal kuvvet tasarım yüküyle uyuşmamaktadır.

Betonun karbonizasyon testinden sonra anormal bir durum görülmemiştir. Betonun dayanıklılığının bir hasar faktörü olabileceği düşünülerek, betonun dayanıklılığını test etmek için ultrasonik ve geri tepme kombinasyonu kullanılmıştır. Şartnamede belirtilen yönteme göre dönüşümden sonra elde edilen betonun kübik basınç dayanıklılığı orijinal tasarım C25'in gereksinimlerini karşılamaktadır.

Yerinde yapılan inceleme sonuçlarına ve deneysel veri analizine göre yapısal hasarın başlıca nedenleri şunlardır: (1) Yapının kullanımında yapılan yapay değişiklik, gerçek yük ile tasarım yükü arasında büyük bir tutarsızlığa neden olur; (2) Tasarım sırasında yapının basitleştirilmiş hesaplama modeli, her iki uçta sabit kirişlerle işlenir ve bu da yetersiz kesitli eğilme çeliği donatı konfigürasyonuna neden olur.

Kiriş yapı güçlendirme yöntemi

Fabrika binasının kullanımda olması ve iç mekanın sınırlı olması göz önüne alındığında, uzun bir inşaat süresine sahip kesit boyutunu artırma yönteminin kullanılması uygun değildir. Fabrika binasında yanıcı malzemeler bulunduğundan kaynak ekipmanı uygun değildir. Yukarıdaki yöntemlerin avantaj ve dezavantajlarına dayanarak, hasarlı kirişi güçlendirmek için tek yönlü karbon fiber kumaş kullanılmasına karar verildi.

Bunlardan 300g karbon fiber kumaş eğilme direnci için kullanılır ve işlevi betonarmedeki uzunlamasına çelik çubuklara eşdeğerdir. 200g karbon fiber kumaş 300g karbon fiber kumaşı sınırlamak için kullanılır ve aynı zamanda, yapının kazara yük altında eğilme hatasından önce kayma hatasının oluşmamasını sağlamak için belirli bir kayma direncine sahiptir.

Sonuç olarak

Karbon fiber kumaşın yapısal güçlendirme için kullanımı yeni bir yapısal güçlendirme yöntemidir. Basit yapısı, iyi korozyon direnci ve yorulma direnci nedeniyle çeşitli şekillerdeki takviyeli yapılar için uygun olabilir. Yüksek mukavemet, yapısal ağırlıkta artış olmaması ve yer kaplamaması gibi birçok avantajı vardır. Mevcut binaların yapısal güçlendirmesinde ve yeniden inşasında güçlü bir şekilde teşvik edilebilen yeni bir yapı malzemesi türüdür.