Özelliklerin güncellenmesi ve katmanlı yapıların ortaya çıkması nedeniyle, kullanım gereksinimlerini karşılayamayan bazı binaların güvenliğini sağlamak için güçlendirilmesi gerekir. Yapıdaki önemli bir bileşen olarak, sütunların güçlendirilmesi özellikle önemlidir. Makale esas olarak, artan bölüm yöntemi, dış yapıştırılmış çelik takviye yöntemi, yapıştırılmış karbon fiber takviyeli kompozit malzeme takviye yöntemi ve yapıştırılmış bakır plaka takviye yöntemi dahil olmak üzere birkaç sütun takviye yöntemi tanıtıyor. Ve takviye mühendisliği uygulaması için bir referans olarak kullanılabilen çeşitli takviye yöntemlerinin tasarım ilkelerinin analizine odaklanın

Genişletilmiş bölüm takviye yöntemi

Artırılmış kesim takviye yöntemi, orijinal üyesin kesit alanını artırmak için beton malzemeler kullanır ve böylece orijinal üyesin yük taşıma kapasitesini ve sertliğini artırır. Geleneksel takviye yöntemlerinden biri olarak genişletilmiş kesit takviye yöntemi, basit bir yapıyla karakterize edilen ve beton sütunun kesit boyutunun çok küçük olduğu veya eksenli sıkıştırma oranının önemli ölçüde geliştirilmesi gerektiği bileşenler için uygun olan çok olgun bir teknolojiye sahiptir. Tasarım sırasında, sütun bölümünün birkaç veya tüm tarafına belirli duruma göre uzunluk çelik çubuklar eklemek ve sütunu güçlendirmek için beton dökmek gerekir. Takviye sırasında, yeni ve eski çelik çubuklar yeni ve eski betonu birleştirmekte iyi bir iş yapmak için kaynaklanmalıdır.

Dış bağlama çelik takviye yöntemi

Dış yapıştırma çelik takviye yöntemi, bölüm çeliğinin (açılı çelik, düz çelik levha vb.) üyesinin yüzeyine sarıldığı ve çerçevenin yapıştırılmış malzemeden oluşturulduğu ve ortak bir çalışma etkisi elde etmek için yapısal yapıştırıcının orijinal üyeye yapıştırıldığı bir takviye yöntemidir. Orijinal bileşenlerin tamamı veya bir kısmı, çelik çerçevenin ve orijinal bileşenlerin aynı kuvvet altında dış kaynak alma amacını elde etmek için dış kaynak çelik çerçevelerle değiştirilir. Dikdörtgen sütunun inşaat süreci, sütunun dört köşesinin açılı çelikle sarılmasıdır ve sütunların ters yönde belli bir mesafe ile ayırılması ve plaklarla kaynaklanmasıdır.

Dış bağlı çelik takviye yönteminin avantajı, üyesin kesim boyutunun önemli ölçüde artmamasıdır ve üyesin taşıma kapasitesinin iyileşmesi üzerinde iyi bir etkiye sahiptir. Dış çelik, bileşenin betonunu kısıtlama fonksiyonuna sahiptir, bu da orijinal sütunun taşıma kapasitesini ve esnekliğini artırır. Dış bağlama çelik takviye yöntemi de basit inşaat ve kısa inşaat dönemi özelliklerine sahiptir. Bununla birlikte, dış çelik yönteminin dezavantajı, özellikle çerçeve düğümü alanındaki dış çelik takviye, demirleme ve bağlama yapısı için daha fazla malzeme maliyeti ve inşaatın daha karmaşık olmasıdır.

Bağlama karbon fiber güçlendirilmiş polimer (CFRP) malzeme güçlendirme yöntemi

Karbon fiber yapı takviyesi yapıştırma teknolojisi, fiber kompozit malzemeyi bileşenin yüzeyine, çoğunlukla bileşenin ana gerilim alanının yüzeyine yapıştırmak için yapısal yapıştırıcı kullanmaktır.

Çünkü lif kompozit malzemeler ve beton farklı özelliklere sahip iki malzemedir. Fiber kompozit malzeme güçlendirme yönteminin zorluğu, güçlendirilmiş lif malzemesinin gücü orijinal üye ile koordine edebileceğini nasıl sağlayacağıdır. İkisi arasındaki arayüzün incelenmesi, takviye yönteminin zorluğudur. Ayrıca, lif malzemelerinin yüksek mukavemeti ve düşük elastik modülü de maksimum takviye etkilerini uygulamalarını engelleyen bir faktördür. Fiber bağlı kompozit takviye yönteminin takviye etkisini etkilemesi için, takviye malzemesinin ve orijinal üyesinin yeterli demirleme önlemlerine sahip olmasını sağlamak gerekir.

Yapıştırın çelik levha takviye yöntemi

Yapışkan çelik levha takviye yöntemi, dış çelik takviye yöntemine benzer olan yapı mühendisliği için yeni bir takviye teknolojisidir. İkisi arasındaki fark, çelik bağlı takviye esasen bölümün taşıma kapasitesini artırmak için üyesinin ana yatak yüzeyine yapıştırılacak ince bir çelik levha kullanmasıdır. Basitçe desteklenen kirişler veya levhalar için çelik levha üyesinin alt yüzeyine yapıştırılmalıdır. Negatif bükme momenti bölgesindeki takviyelerin taşıma kapasitesi yetersiz olduğunda, çelik levha bileşenin üstüne bağlanmalıdır. Ayrıca, sürekli bileşenin sopa çelik takviyesi duvar sütunları gibi engellerden etkilenir ve ilgili önlemler alınmalıdır. Diğer takviye yöntemleriyle karşılaştırıldığında, yapıştırma çelik levha yönteminin birçok avantajı vardır, bu da gösterildir: beton bileşenin şeklini değiştirmez, bina alanını etkilemez ve inşaat uygun ve hızlıdır.

Vaka Çalışması

Bir okulun ana öğretim binasının B bölümünün eklenmesi ve güçlendirilmesi. Orijinal öğretim binası 4 katlıdır. Fonksiyonel gereksinimler nedeniyle binanın üstüne 2 kat çelik yapılar eklenmesi gerekir. Yani, orijinal yapı iki katlı çelik çerçeve yapısı ile arttırılır, zemin profilli çelik levha kompozit zemin ve çatı hafif çelik çatıdır. Bina yapısının güvenlik seviyesi Sınıf II'dir ve binanın sismik koruma sınıfı Sınıf C'dir. Yapısal sismik sınıf: beton çerçeve üçüncü sınıf, çelik çerçeve dördüncü sınıftır. Sismik takviye yoğunluğu 7 derece (0.1g) ve tasarlanmış deprem grubu ilk grubdur. İnşaat alanı kategorisi: Sınıf II.

İki daha çelik yapı katmanının eklenmesi nedeniyle, bazı sütunların eksenel sıkıştırma oranı sismik gereksinimleri karşılamaz ve sütunların güçlendirilmesi gerekir. Sütunları güçlendirmenin birçok yolu vardır. Bu makalede tanıtılan dört takviye yönteminde, her yöntem prensip olarak kullanılabilir. Uygun takviye yöntemi belirli duruma göre seçilmelidir. Bu proje, orijinal yapının kullanım alanının mümkün olduğunca azaltılmamasını ve inşaat süresinin nispeten kısa olmasını gerektirir, bu nedenle sütun bölümünü arttırma yöntemi takviye için kullanılamaz. Karbon fiber takviye yapışmak iyidir, ancak hesaplamaya göre 2 katman çelik yapı ekledikten sonra, nispeten pahalı olan 3 katmadan fazla karbon fiber yapışmak gerektiği için, takviye için dış çelik kullanmayı düşünüyoruz. Bu takviye yöntemine ek olarak, dış çelik ve eski beton sütunu sütunun taşıma kapasitesini artırmak için birlikte çalışabilir. Dış çelik sütun, orijinal betonu kısmen sıkıştıran genel bir sıkı bant oluşturur. Orijinal betonun basınç mukavemetini artırmak, sütunun taşıma kapasitesini de artırabilir. Takviye diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Sonuçta

Bu makalede genişletilmiş bölüm yönteminin, dışarıdan bağlı çelik takviye yönteminin, bağlı karbon lifi takviyeli kompozit malzeme takviye yönteminin ve bağlı çelik levha takviye yönteminin ilgili özellikleri tanıtılır. Öğretim binasının kat dışı takviye ve yenileme projesinde, tasarım, kat dışı parçanın orijinal yapı üzerindeki etkisini göz önünde bulundurmalı ve hesaplama ve analizden sonra mevcut kod ile kombinasyonda takviye için makul bir takviye yöntemi seçmelidir. Gelecekte gerçek mühendislik takviyesi için referans sağlamak için birkaç yöntemin artı ve eksilerini karşılaştırmaya odaklanır.