CFRP levhalarının sismik güçlendirme çalışması

1 karbon fiber güçlendirilmiş polimer (CFRP) çerçeveni güçlendirmek için

Beton çerçeve yapısı Çin'de en yaygın yapısal formlardan biri haline gelmiştir. Birçok depremde iyi sismik performans gösterdi, insanların hayatının ve mülkünün güvenliğini garantiledi ve Çin'in ekonomik inşaatında önemli bir rol oynadı.

Wang Xinling ve diğerleri, iki katlı bir demirbeton endüstriyel fabrika binasının çerçeve yapısına dayanan demirbeton bir çerçeve tasarladı ve üretti. Karbon fiber levha kiriş ucuna, sütun ucuna ve çerçevenin eklemine yapıştırıldı. Test sonuçları, CFRP levhaları ile güçlendirilmiş RC çerçevesinin iyi sismik performansa ve histerik enerji dağılım kapasitesine sahip olduğunu gösteriyor.

Depremden sonra, çerçeve yapısı "onarılabilir" kategorisine aittir. Makul güçlendirme ve restorasyon, yeniden inşa etmekten daha fazla insan gücü ve finansal kaynaklardan tasarruf edebilir. Aynı zamanda, felaket bölgesinin iyileşmesini ve yeniden inşasını hızlandırabilir. Deprem hasarından sonra CFRP levhaları ile güçlendirilmiş demirbeton çerçevelerin sismik davranışını incelemek için bazı yerli bilimciler ilgili araştırmalar yaptılar ve belirli araştırma sonuçları elde ettiler. Wang Xinling ve diğerleri hasarlı beton çerçeve yapılarını güçlendirmek için CFRP levhaları kullandılar. CFRP levhalarının altındaki çatlakların ve plastik menteşelerin dizisi ve yeri analiz edildi. Sonuçlar, enerji dağılım mekanizmasının "kiriş ucu ve döküm ve dövme verimi karışık mekanizması" olduğunu göstermektedir. CFRP levhalarının çerçeveleri sütunlara ve temellere güçlendirmek için kullanılması önerilir. Kök. Hasarlı beton yapının hasar derecesinin güçlendirilmiş yapı üzerinde az etkisi olduğu gerçeğine dayanarak, Wang Xinling ve diğerleri üç çerçevede sahte statik testler yaptılar. Bunların arasında, iki çerçeve, bölüm çatlamasına ve çelik çubuğun verimine önceden hasar görmüş ve boşaltılmadan CFRP tarafından güçlendirilmiştir. Sonuçlar, hasar derecesinin artmasıyla birlikte, CFRP güçlendirilmiş çerçevenin maksimum çatlak genişliği ve gerilim gecikmesi arttığını göstermektedir. Genel olarak, CFRP tarafından güçlendirilen RC çerçevesi farklı hasar derecelerinde iyi seismik performansa sahiptir. Zheng Qizhen ve diğerleri üç tek katlı beton çerçeve örneği tasarladı ve üretti. Düşük döngülü döngülü yükleme testleri, sağlam çerçeve, CFRP ile güçlendirilmiş çerçeve ve doğrudan güçlendirilmiş hasarlı çerçeve karşılaştırmak için yapıldı. Sonuçlar, CFRP güçlendirilmiş çerçevenin mekanik performansı ve sismik kapasiteyi etkili bir şekilde iyileştirebileceğini ve yapının çöküş direncini iyileştirebileceğini göstermektedir.

2 Karbon fiber levha takviye eklemleri

Çerçeve eklemi, iç kuvvetlerin iletiminde ve dağıtımında önemli bir rol oynayan tüm beton çerçeve yapısının vazgeçilmez bir parçasıdır. Deprem sonrası felaketlerin araştırılması, tasarımcıların "güçlü düğümler ve zayıf üyeler" ve "güçlü sütunlar ve zayıf kirişler" ilkelerini takip etmesine rağmen, eklemlerin arıza modlarının sütunların sonundaki sıkıştırma ve bükme arızasında, kirişlerin sonundaki bükme arızasında ve çekirdek alanındaki kesme arızasında somutlandığını göstermektedir. Bu nedenle, eklemlerin güçlendirilmesi, tüm yapının sismik performansını iyileştirmek için çok önemlidir.

Luzhou Dao ve diğerleri, CFRP demirli beton kiriş-levha-sütun eklemlerinin sismik davranışını incelediler. Eklemlerin nihai taşıma kapasitesi ve sismik performansının güçlendirildikten sonra büyük ölçüde iyileştirildiği ve performans endekslerinin mevcut sismik kodun gereksinimlerine ulaştığı ve aştığı bulundu. Dört tam ölçekli kiriş-sütun eklemi (ikisi CFRP ile güçlendirilmiş) düşük siklik yük altında test edildi. Sonuçlar, CFRP ile güçlendirilmiş eklemlerin sismik davranışının önemli ölçüde geliştirilebileceğini gösteriyor. Wu Bo ve diğerleri, farklı takviye yöntemlerinin takviye etkisini karşılaştırdı ve üç CFRP takviye noktası ve bir karşılaştırmalı eklemin sismik performans testleri yoluyla ilgili takviye mekanizmasını analiz etti. Test temelinde, CFRP levhaları ile güçlendirilmiş beton çerçeve birleşmelerinin kesme kapasitesinin hesaplama yöntemi önerilmektedir. Xian Qiaoling ve diğerleri, CFRP ile uçak çerçevesi ve uzay çerçevesinin ara eklemlerini güçlendirmek için yeni bir yöntem önerdi ve yöntemin etkinliğini doğruladı. Test sonuçlarına dayanarak, eklemlerin güçlendirilmesi için tasarım yöntemleri ve önerileri önerilmektedir. Peng Shuquan ve diğer araştırmacılar, bağlı çelik ve CFRP ile güçlendirilmiş çerçevedeki eklemlerin sismik davranışını incelediler. Sonuçlar, bağlı çeliğin orta eklemlerin kesme kapasitesini açıkça geliştirebileceğini ve CFRP'nin orta eklemlerin sismik performansını etkili bir şekilde geliştirebileceğini göstermektedir.

3 Karbon fiber güçlendirilmiş polimer sütunu

Demirbeton sütun, tüm çerçeve yapısının yan direnç bileşenidir. Depreme maruz kaldığında, yük taşıyan sütunun çöküşü tüm binanın çöküşüne neden olacak ve insanların hayatı ve mülkiyetinin güvenliğine büyük bir tehdit getirecektir. Bu nedenle, sütunun sismik kapasitesi kodun gereksinimlerini karşılayamadığında, kullanım gereksinimlerini karşılamak için güçlendirilmelidir.

Lu Yiyan ve diğerleri, demirbeton sütunlarını güçlendirmek için yeni bir yöntem önerdiler. CFRP ile sarılmış çelikle güçlendirilmiş demirbeton sütunlarının tüm süreç analizi programı derlendi. Eksenli sıkıştırma oranının, CFRP dozunun ve açılı çelik dozunun güçlendirme etkisi üzerindeki etkisi incelendi. Yang Jian, CFRP beton sütunlarının deneysel çalışmasını ve sayısal simülasyonunu gerçekleştirdi, CFRP sınırlı beton sütunlarının mekanizmasını ve kusurlu beton sütunlarının takviye etkisini analiz etti. Wang Jialei ve benzeri, CFRP levhaları ile güçlendirilmiş demirbeton sütunlarının sismik davranışını inceledi. Özel şekilli sütun yapısının sismik güçlendirilmesini iyileştirmek için, Zhou Mingjie ve diğerleri özel şekilli sütunu güçlendirmek için üç yöntem benimsediler: çelik levha yapıştırmak, karbon fiber kumaş yapıştırmak ve bunların kombinasyonu. Test sonuçları, CFRP ile güçlendirilmiş çelik levhanın nihai yükü ve esnekliği ve sismik enerji dağılım kapasitesinin önemli ölçüde geliştiğini ve esnekliğin büyük ölçüde geliştiğini göstermektedir. Kompozit takviye sadece taşıma kapasitesini artırmakla kalmaz, aynı zamanda etkili bir takviye yöntemi olan esnekliği de artırabilir. Wang Suyan ve diğer araştırmacılar, transversal CFRP kumaş ve L tipi CFRP kumaş ile güçlendirilen yüksek mukavemetli beton kare sütunların sismik performansını incelediler. Sonuçlar, iki yöntemle güçlendirilen sütunların sismik performansının önemli ölçüde geliştiğini gösteriyor. Bunlar arasında L tipi CFRP kumaşının yan kombinasyonuna sahip örnekler daha iyi sismik performansa sahiptir. Hasarlı RC sütunlarını güçlendirmek için etkili bir yöntem bulmak için, CFRP ile güçlendirilen üç hasarlı RC sütununun ve düşük döngülü yatay tekrarlanan yük altında bir karşılaştırmalı sütunun sismik performansı incelendi. Çalışmanın ana parametreleri eksenli sıkıştırma oranı ve çatlak öncesi genişliği idi.

Sonuç

CFRP, çerçeveleri, eklemleri ve sütunları güçlendirmede birçok başarı elde etmesine rağmen, hala bazı kusurlar ve eksiklikler var.

 (1) Özel şekilli yapının popülerleşmesi ve uygulanması ile gelecekte özel şekilli yapıyı CFRP ile güçlendirme sorunu karşılaşacaktır. CFRP'nin iyi takviye etkisinin nasıl sağlanacağı hala az ve daha derinlemesine teorik analiz ve deneysel araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır.

 (2) CFRP levhalarının yapıştırmasında kullanılan yapısal yapıştırıcı ısıya dayanıklı değildir, kodda yangın önleme tedavisi gerekli olsa da, pratik mühendislikte yapısal yapıştırıcının termal kolloidi yok edilecek, bu da CFRP levhalarının etkisiz takviyesine neden olur. Bu nedenle, gelecekteki araştırma vurgusu CFRP'nin yangın durumunda güçlendirici bir etki oynamaya devam etmesine dikkat etmelidir.