Karbon fiber plakalar dairesel beton sütunları güçlendirebilir mi?

Aci 440 dayanarak, cevap evet.

Tek yönlü cfrp laminatlar (karbon plakalar), eğilme kapasitesinde veya büyük eksantrik basınç diren. eksik olan dairesel sütunlar için harici uzunlamasına çekme takviyesi olarak izin verilir.

Dikey cfrp plakalarının birincil işlevi: eğilme mukavemetini artırmak ve eksantrik eksenel yükler altında P-M etkileşim zarfı büyütmek için iç uzunlamasına çelik çubuklarını destekleyin.

Ama ama

Aci 440.2r 'den kritik zorunlu kısıtlama: enine frp confining sargıları olmadan uzunlamasına cfrp plakaları monte edilemez. Sınırsız dikey plakalar prescriptive detaylandırma kurallarını ihlal eder; enine kısıtlama sağlanmazsa, cfrp çekme/basınç dayanımı için tam tasarım kredisi resmi mukavemet hesaplamalarında izin verilmez.

Sadece dikey cfrp plakaları dairesel bir sütuna (enine frp sargısı yok) bağlandığında anlamlı bir yapısal fayda var mı?

Marjinal teorik fayda (sadece geçici, kalıcı olmayan remedial kullanım)

Dikey odaklı cfrp lifleri sadece eksenel gerginliğe direnir. Saf eğilme veya büyük gerilim kontrollü eksantrik yükleme altında, plakalar bölümün gerginlik tarafında çekme kuvvetini paylaşır, marjinal olarak eğilme çatlak genişliğini azaltır ve kısa süreli statik servis koşulları için nominal eğilme mukavemetini hafifçe arttırır.

Şiddetli kod sınırlı kritik dezavantajlar

1) beton hapsi yok; eşmerkezli/küçük eksantrik eksenel kapasitede ihmal edilebilir iyileştirme

2) sıfır kesme kapasitesi geliştirme

3) erken cfrp debonding ve delaminasyon bağ zorlanma limitleri tarafından yönetilen

4) sismik güçlendirme için yetersiz süneklik, uyumlu olmayan

Yani dikey önceden kürlenmiş cfrp plakaları tam enine frp sarma (aci standart uyumlu güçlendirme şeması) birleştirerek

Cfrp plakaları, eğilme, eksenel sıkıştırma, kesme ve sismik performansı aynı anda yükseltirken dikey sadece plaka bağlanmasının tüm eksikliklerini ortadan kaldıran sütunları sarın.

1) dikey precured cfrp plakalarının bağımsız rolü

Eğilme ve büyük eksantrik sıkıştırma için nominal eğilme mukavemetini yükseltmek için harici uzunlamasına takviyeyi destekleyin; kolonun P-M etkileşim eğrisinin gerginlik tarafını genişletir.

Yanal siklik yükler altında dikey eğilme çatlaklarının açılmasını, servis seviyesi sapmasını azaltmayı ve sertlik stabilitesini artırmayı sınırlayın.

İç uzunlamasına çelik takviye aşındığında, küçültüldüğünde veya hasar gördüğünde ofset tasarım eksiklikleri.

2) enine frp sargılarının çok fonksiyonlu zorunlu katkıları

• Artırılmış eksenel basınç kapasitesi için pasif arıtma

Sıkıştırılmış betonun yanal genişlemesi, çevresel frp liflerinde gerilme stresini aktive eder, tekdüze pasif birleştirme basıncını uygular, tepe sıkıştırma mukavemetini önemli ölçüde yükseltir ve çekirdek betonun nihai sıkıştırma gerginliğini arttırır, eş merkezli ve küçük eksantrik yük direncini büyük ölçüde iyileştirir.

• Kırılgan kesme arızasını bastırmak için harici kesme takviyesi

Çevresel frp lifleri sürekli dış enine üzenps olarak hareket eder, doğrudan diyagonal kesme gerginliğine direnir. Yanal ve sismik yükleme altında erken kesme çöküşü riskini ortadan kaldırır.

Tam enine sarma kelepçeleri dikey cfrp plakaları, silindirik alt tabakaya sıkıca karşı, sıkıştırma tarafı plakalarının düzlemli burkulmasını bastırır ve debonding gerinim eşiğinin altında ara yüzey kesme stresini düşürür. Bu, aşırı gerilme azaltma faktörleri olmadan cfrp çekme mukavemetinin tam tasarım kullanımını sağlar.

• Süneklik ve sismik performans yükseltme

Kapalı beton, büyük plastik yanal kayma ve histeretik enerji dağılımını sağlayan uzun bir post-peak plastik stres gerinim platosu sergiler. İç boyuna rebarlar, basınç burkulmasına karşı kısıtlanır. Ani kırılgan çöküşten sfero gerginlik kontrollü eğilme verimine geçiş, tüm aci sismik süneklik ve geriye dönük sütunlar için kayma limitlerini karşılar.

• Dayanıklılık ve korozyon koruması

Sürekli enine frp sarma contaları yüzey mikroçatlakları, nem girişini, klorür iyonlarını ve karbonasyon ajanlarını bloke eder. Frp bariyeri, iç çelik takviyesini korozyondan korur ve uzun süreli mukavemet kalibrasyonunda rahat çevre azaltma faktörlerine izin verir.

3) sinerjik kombine performans (1 1 > 2)

• Tam spektrumlu kapasite yükseltmesi: eğilme, eksantrik eksenel yük, eş merkezli sıkıştırma ve kesme mukavemeti, standart aci denklemleri ile ölçülebilir.

• Uyumlu kompozit eylem: enine sargılar, bağımsız dikey cfrp plakalarının ölümcül debonding/burkulma kusurlarını çözerek, frp ve beton alt tabaka arasındaki tam kompozit etkileşimi sağlar.

• Kontrol edilebilir sfero başarısızlık hiyerarşi: flexural yielding, aşırı yükler altında sfero yapısal yanıtın çekirdek tasarım prensibi ile hizalayarak, beton kırma veya kesme kopması öncesinde garanti eder.

• Kod doğrulamalı tasarım iş akışı: her performans metrik (eğilme, kesme, arıtma, debonding suşu, sismik süneklik) açık hesaplama prosedürlerine sahiptir, üçüncü taraf incelemesini, denetimini ve yapısal güçlendirme için kabul kriterlerini karşılar.

Karşılaştırmalı özet tablosu