1 Sesmik hasar analizi

1) Yapısal sismik kavramsal tasarım

Yapının sismik güvenlik gereksinimlerini karşıladığını sağlamak için, gerçek duruma göre yapısal birimler arasında uygun ve makul bir ayırma veya sağlam bağlantı şemaları kabul edilebilir. Yapı mümkün olduğunca çok sesmik savunma hattı düzenlenmelidir, sesmik güvenlik rezervi olarak, deprem hasarı durumunda belirli bir savunma hattı ihlal edildikten sonra yapının iç kuvvetlerinin yeniden dağıtılmasının etkisini göz önünde bulundurmalıdır. Yapı yüksek esnekliğe ve uygun sertliğe sahip olmalıdır ve ana enerji dağıtıcı bileşenler dikey yükü taşımak için seçilmemelidir. Uçak düzeninde, deprem altındaki yapının torsiyon etkisini azaltmak için yan kuvvet dayanıklı üyeler makul bir şekilde düzenlenmelidir. Yapının dikey sertliği ve taşıma kapasitesi, yapının yerel zayıf parçalarının oluşumundan kaçınmak için evin yüksekliği boyunca sürekli ve eşit bir şekilde dağıtılmalıdır. Aynı katta, ana enerji tüketen bileşen verime ulaştığında, yapının uzun vadeli bir sıkıştırma durumuna sahip olmasını sağlamak için diğer yan güce dayanıklı bileşenlerin hala elastik çalışma aşamasında olduğundan emin olun, böylece yapı yeteneğinin esnekliğini ve çöküş direncini artırın. Yapının elastik olmayan parçalarını (plastik menteşe alanı) makul bir şekilde kontrol edin, yapının verim sürecini anlayın ve son verim mekanizmasını açıklayın. Çerçevenin sismik tasarımı da aşağıdaki prensipleri gözlemler: güçlü sütunlar, zayıf kirişler ve çekirdek alanındaki daha güçlü düğümler. Tasarım süreci sırasında, çelik kayması, erken beton kesme arızası ve kırma gibi kırılgan arızalardan kaçınmak için etkili önlemler alınmalıdır.

2) Beton sütunlarının ortak arıza modları

2.1) Sütun kesme basıncıyla yok edilir.

Sütunun kesit kesiti çok küçük olduğunda, bastırımın sıkıştırma gücü yetersiz olduğunda ve betonun basınç gücü yetersiz olduğunda, sütun deprem oluştuğunda yatay ve dikey depremlerin birleşik etkisi altında kesme basınç arızasına maruz kalacaktır.

2.2) Sütunun kesme arızası.

Yapıda, pencereler arasındaki duvar, sütunlar üzerinde sıkıştırıcı bir etkiye sahiptir, bu da sütunların etkili uzunluğunun büyük ölçüde azalmasına ve kısa bir sütun oluşturmasına neden olur. Bir deprem oluştuğunda, sütunlar kesme arızasına uğrayacaktır.

2.3) Sütunun plastik menteşesi arızası.

Bir deprem meydana geldiğinde, çerçeve yapısındaki demirbeton sütununun üstü ve ayağı büyük miktarda sismik enerji emir ve plastik menteşeler görünür, bu da yapının büyük deformasyonuna neden olur, ancak genel yapı çökmeyecek

Mühendislik bina yapılarının genellikle demirbeton sütunlarını önemli yük taşıyıcı bileşenleri olarak kullandığı görülebilir, bu da demirbeton sütunlarının takviylenmesi için geniş bir pratik mühendislik önemine sahiptir. Beton sütunların takviyelendirilmesi veya takviyelendirilmesi, sadece orijinal yapının dikey taşıma kapasitesini artırmakla kalmaz, aynı zamanda yapının sismik taşıma kapasitesini artırmak için esnekliğini ve bükülme performansını daha da iyileştirmeyi gerektirir. Bu nedenle, beton sütunlar için karbon fiber kumaşının takviye teknolojisi üzerindeki araştırmalar, gerçek projelere rehberlik ve standartlaştırabilecek büyük bir ekonomik değere sahiptir.

2 Karbon fiber kumaşla takviyeli beton sütunlarının teknik özellikleri

2. 1 Karbon fiber takviye teknolojisine giriş

Karbon fiber takviyeli malzemeler iki türe ayrılır: karbon fiber kumaş ve karbon fiber levha. 1980'lerde Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve diğer gelişmiş ülkeler, karbon lif malzemelerinin beton yapıların takviylenmesi ve tamiri için uygulanmasını incelemeye başladılar. Yurtiçi ekonomik inşaat ve ulaşım altyapı projelerinin hızlı gelişmesi ile birlikte, Çin'in de acilen bu takviye teknolojisini geliştirmesi gerekiyor. Mevcut binalarda, mevcut kullanım gereksinimlerini karşılamayan birçok düşük tasarım yük gereksinimi var ve bakım ve takviye için acil bir ihtiyaç var. Şu anda, mühendislikte yaygın olarak kullanılan birçok takviye yöntemi vardır: dış çelik takviye yöntemi, genişletilmiş bölüm yöntemi, karbon lif takviye yöntemi, bağlı çelik takviye yöntemi vb. Bunlar arasında, karbon lif takviyeli ve onarılmış yapı teknolojisi, geleneksel genişletilmiş bölüm yöntemine kıyasla açık avantajlara sahip yeni bir yapısal takviye teknik önlemidir.

2.2 Takviye teknolojisinin avantajları

Her şeyden önce, malzeme özellikleri açısından, karbon fiber kumaşının avantajları açıktır: küçük kalınlık, hafif ağırlık, iyi esneklik, asit ve alkali direnci, yüksek sıcaklık direnci, yorgunluk direnci ve sürünme direnci son derece yüksektir. Malzeme sıkıştırma, bükme ve deprem direnci gereksinimlerini karşılayabilir ve aynı zamanda güçlendirilmiş sütunu çeşitli asit, alkali ve tuz korozyonundan koruyabilir. Takviye edildikten sonra, karbon fiber kumaş, beton sütununun yüzeyinde ikinci bir koruyucu katman oluşturur ve bu da betonun dayanıklılığını artırır. Sütunun ağırlığını ve kesit boyutunu arttırmada çok az etkiye sahiptir ve takviyelerin görünüm ve kullanım gereksinimlerini kolayca karşılar.

İkincisi, stres özellikleri açısından, karbon fiber kumaş son derece yüksek çekme dayanımına sahiptir ve beton yüzeyinde iyi bir bağ oluşturmak kolaydır. Sütunu yan taraftan çevirerek, betonun gerilim durumu iki yönden üç yöne değiştirilir ve taşıma kapasitesi ve esneklik açısından büyük ölçüde geliştirilmiş ve geliştirilmiş sınırlı beton oluşturur.

Son olarak, mühendislik uygulanabilirliği açısından, orijinal yapının yıkıcı olmayan takviyesi, basit inşaat ve inşaat kalitesinin garantisi avantajlarını elde edebilir. Diğer takviye yöntemlerinden farklı olarak, karbon fiber kumaş takviyesinin tüm inşaat süreci sırasında büyük makinelerle ve ıslak çalışma ortamıyla donatılmaya gerek yoktur ve çok sayıda sabit koruma önlemini uygulamaya gerek yoktur. İnşaat sahasının işgal oranı küçük ve verimlilik yüksektir. Takviye kalitesi açısından, orijinal takviye üyesinin yüzeyi düzensiz olsa bile, karbon fiber kumaş malzemesinin mükemmel esnekliği nedeniyle, bağlama verimliliği iyi garanti edilebilir, sonraki bakım maliyetleri nispeten düşüktür ve hizmet ömrü nispeten uzundur.

3 Karbon fiber takviyeli kumaşla güçlendirilmiş demirbeton sütunlarının sismik performansı üzerine araştırma

Karbon fiber kumaş takviye yöntemi, beton sütunlarının sismik performansını etkili bir şekilde iyileştirebilir. Demerbeton sütunları güçlendirmek için CFRP yöntemi, yapısal taşıma kapasitesi ve esneklik, dinamik tepki performansı ve tüketim kapasitesi konusunda iyi bir performansa sahiptir ve etkili iyileştirmeler elde etti.

İkincisi, eksenli sıkıştırma oranı, karbon fiber takviye miktarı ve kesme aralığı oranının CFRP takviyeli sütunlar üzerindeki üç faktörün etkisini göz önünde bulundurun. Araştırmalar şunları gösteriyor:

1) Hem güçlü-kesme-zayıf bükme katsayısı hem de toplam halka değeri, kayma esneklik katsayısına orantılıdır ve önceki arttıkça artar.

2) Beton sütunlardaki çatlakları önlemek ve diagonal çatlakların gelişimini sınırlamak için, beton sütunları güçlendirmek için karbon fiber kumaş kullanılabilir. Beton sütunların kesme kapasitesi önemli ölçüde geliştirildi, böylece güçlü kesme ve zayıf bükülmelerin sismik gereksinimleri gerçekleştirildi.

3) Karbon fiber takviyesi miktarı doğrudan beton sütunun kesit bozukluğu formunu etkileyebilir. Karbon fiber takviyeli kumaş miktarı arttığında, eğik bölümün kesme arızası formu normal bölümün bükme arızasına dönüştürülebilir ve sütunun esnekliği büyük ölçüde geliştirilir.