1 arıza modu

Soyma başarısızlığı, CFRP ve beton arasındaki bağın başarısızlığından kaynaklanan tehlikeli bir kırılgan başarısızlık modudur. CFRP otoyol tünelerini güçlendirmek için kullanıldığında, tünelin bazı bölümlerindeki ana gerilim betonun çekme (kesme) dayanımını aşır ve bölüm taşıma kapasitesi tükenmeden önce kabuk arızası ortaya çıkar. CFRP güçlendirilmiş bükme üyelerinin deneysel verilerine göre, belirli bir uzunluk aralığındaki CFRP uçunun arayüz kesme gerilim dağılımının eşit olmadığı ve CFRP uçunun maksimum değerinin CFRP uçundan uzaklığın artmasıyla azaldığı tahmin edilebilir. Bükme ve kesme eğimli çatlaklar karbon lifin sonunda daha erken görünecek, böylece soyma sonundan başlayacak ve sonunda bükme takviyesinin başarısızlığına yol açacak. Orta bölümde, astarın çekme bölgesindeki dikey çatlaklar, çatlak tabanındaki karbon lif ve beton arasındaki arayüz kesme gerilimine yol açar ve bu da karbon lif levhanın soyulmasına neden olur. Soyma, karbon liflerinin sonunda ve aralığın ortasında dikey çatlakların tabanında gerçekleşir. Soyma arızasının yerine göre, arıza modları yaklaşık olarak iki kategoriye bölünebilir:

 (1) karbon fiber levhanın bağ arızası şekli.

 (2) karbon fiber levhanın orta kısmında bağlantı arızası şekli.

2 Çıkma stres analizi

2.1 stres durumu

2.1.1 bağlama stresi

Karbon fiber levha inşaat düzenlemelerine göre beton yüzeyine güvenilir bir şekilde bağlandığında, karbon fiber levha ve beton arasındaki demirleme ve bağlantı çelik çubuk ve beton arasındaki bağlantıya çok benzer. CFRP ve beton arasındaki bağ gerilimi, ağırlıklı olarak yük etkisi, bağ demirleme alanı, malzeme özellikleri ve diğer faktörlerle ilgili olan kirişin uzunluk yönü boyunca değişir. Beton çatlamalarından önce, beton ve karbon lif levha birlikte çalışır. Karbon fiber levha parçasının denge durumuna göre, bağlantı gerilimi tcf

Betonda çatlaklar oluştuktan sonra bağlantı geriliminin yerel biçimi değişir ve karbon lif ve beton arasındaki bağlantı arayüzündeki bir noktada aniden küçük bir ayırma meydana gelir. Beton çatlaku artık çekme gücüne sahip değildir, ancak karbon lifin çekme gücü aniden artar. Her iki tarafa çatlak boyunca uzaklığın artmasıyla birlikte, bağlantı geriliminin etkisi altında beton yükü yavaş yavaş birikmektedir ve artmaktadır. Bununla birlikte, CFRP yükü yavaş yavaş betonun çatlamasından önce her ikisinin seviyesine düşüyor ve belli bir uzunlukta bağlantı geriliminin birikmesi, betonun çekme geriliminin çekme dayanımına ulaşmasını ve yeni çatlaklar oluşmasını sağlar. CFRP tarafından güçlendirilen eksantrik sıkıştırma üyelerinin çatlak genişliği, CFRP tarafından dikey ve yatay olarak sınırlanan betonun deformasyonu nedeniyle sıradan beton üyelerinden daha küçüktür. Yerel bağ gerilim dağılımı Şekil 2'de gösterilmiştir. Soyma, zirve veya ortalama bağ gerilimi CFRP ve beton arasındaki bağ mukavemetini veya çekme (kesme) mukavemetini aştığında meydana gelir.

2.1.2 soyma stresi

Beton çatlaklar oluştuktan sonra, çatlakun her iki tarafındaki beton, astar deformasyonu, eşitsiz küçülme ve diğer faktörlerin etkisi altında dönüş ve göreceli dikey kayma üretecektir. Sürekliliğini korumak için, karbon fiber levha çatlakun her iki tarafındaki karbon fiber levhasının düzlemine diki gerilim taşımalıdır. Karbon fiber levha ve beton karbon fiber levhanın uzunluk yönünde soyulmadığında gerilim yerel olarak dengelenir. Şekil 3'e bakın. Çıkarma etkisinin gerilmesi karbon lif levha ve beton arasındaki soyma gerilmesi olarak adlandırılabilir. Eksfoliasyon stresi, CFRP'nin eksfoliasyonu üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Eksfoliasyon stresinin değeri birçok faktörle ilişkilidir. CFRP'nin sonundaki eksfoliasyon stresi, olumsuz yük ve ana çatlak dikkate alınmalıdır.

2.1.3 kesme stresi

Kesme stresi ve soyma stresi karbon lif kumaşında iki farklı strestir. Kesme stresi dış yük tarafından üretilirken, soyma stresi çatlaklardan kaynaklanan nispeten dislokasyondan kaynaklanır, ancak soymada aynı rolü oynar. Sıkma, kesme gerilimi ve çatlaktaki soyma gerilimi CFRP ve beton arasındaki bağlantı mukavemetinin veya betonun gerçek çekme mukavemetinin ötesine geçtiğinde meydana gelir.

3. soyma başarısızlığını etkileyen faktörler

1) Betonun gücü. Betonun gücü, soyma başarısızlığını etkileyen en önemli faktördür. Betonun mukavemeti ne kadar düşük olursa, soyulması o kadar kolaydır. Betonun mukavemeti daha yüksek olsa bile, yüzeyinin sığ kısmı, döküm esnasında kalıp etkisi nedeniyle test mukavemetine ulaşamaz, böylece birçok bileşenin soyulmasına neden olur. Mevcut astar beton üyeleri için, karbonlanma, yaşlanma, çelik korozyonu ve diğer nedenlerden dolayı, betonun sığ kısmının yüzeyi uzunluk ve ters çatlaklara, düşük mukavemete, soyulmaya daha eğilimlidir.

 (2) demirleme uzunluğu ve demirleme yolu. Demre uzunluğu ne kadar kısa olursa, yerel bağ stresi o kadar büyük olur ve soyma arızası o kadar kolay oluşur. Demre uzunluğu belli bir uzunluğu aştığında, bağlantı gerilimi temelde artmaz. Bu nedenle, karbon lif bağlı beton için asgari bir demirleme uzunluğu vardır.

 (3) takviye malzemelerinin özellikleri. Reçine yapıştırıcısı, soyma stresini etkili bir şekilde azaltabilecek ve böylece soyma başarısızlığı olasılığını azaltabilecek karbon lif levhasının yüksek sertliğine ve iyi esnekliğine sahiptir. Takviye miktarı ne kadar büyük olursa, CFRP'nin kalınlığı ve sertliği o kadar büyük olursa soyma stresinin ve soyma stresinin artmasına yol açacaktır.

 (4) inşaat kalitesi. İnşaat sırasında, düz karbon fiber levhalar, karbon fiber levhaların aynı ters kuvvetini sağlamak ve yerel ayrılımdan kaynaklanan soyma hasarını azaltmak için bağlanır. Karbon fiber levhalar ve beton arasındaki ve karbon fiber levhalar ve karbon fiber levhalar arasındaki reçine yapıştırıcısı, soyma hasarının oluşumunu ve gelişimini önlemek için faydalı olan tam ve üniformdur.

 (5) Yükleme geçmişi. Takviye öncesi farklı birincil stres durumu, soyulmanın oluşumu ve gelişimi üzerinde farklı bir etkiye sahiptir. Diğer koşullar aynı olduğunda, soyma başarısızlığı olasılığı çatlaklar veya çatlakların gelişiminin başlangıcında birincil stressiz güçlendirme olasılığıyla karşılaştırılabilir. Bununla birlikte, çatlakların gelişmesi ile, gerekli önleyici önlemler alınmazsa, soyma başarısızlığı olasılığı artar.

4 Mühendislik önleme ve kontrol önlemleri

 (1) ek demirlenmiş katmanlar. CFRP levhalarının uçlarına demirleme eklemek basit ve etkili bir önlemdir. Ek sıkıştırma şeridi, karbon lif levhanın ters yönüne baskı yapır, soyma gerilimine ve kesme gerilimine direnir ve yerel beton biriminin ana çekme geriliminin uzunluk karbon lif levha üzerindeki etkisini azaltır.

 (2) demirleme uzunluğunu artırın. Bağ gerilimi demirleme uzunluğu ile ilişkilidir. Demre uzunluğu kısa ve yerel bağlama gerilimi büyük, bu nedenle soyulması kolaydır. Bu nedenle, halka takviyesi ile güçlendirilen karbon lifin demire uzunluğu mümkün olduğunca uzun olmalıdır.

 (3) inşaat kalitesini kesinlikle kontrol edin. Karbon fiber levhanın yapıştırma yüzeyinin pürüzsüz olmasını sağlamak için, bağlayıcının tam ve üniform olması, böylece uzunluk çekme gerilimine maruz kalan karbon fiber levhanın mümkün olduğunca ters olmaması, karbon fiber levhanın ve beton astarın genel yapıştırma etkisini sağlamaya yardımcı olan eşitsiz bir kuvvet fenomeni olmaması, soyulmanın oluşumunu ve gelişimini engeller.

 (4)) karbon fiber levhaları yapıştırmak için katman sayısı aşırı olmamalıdır. Yeterli takviye varsayımında, CFRP katmanlarının sayısını azaltmak takviye malzemesinin genel sertliğini azaltabilir ve soyma stresini azaltabilir. Genel olarak, taban yapısının aynı bölümüne bağlanan karbon fiber levhaların katmanları sayısı, bağlama malzemesini karbon fiber levhalara batırmanın zorluğunu arttırmak ve karbon fiber levhalar arasındaki bağlama etkisini azaltmak için üç katmanı aşmamalıdır.

 (5) sıkı seçim. Bağlama malzemelerinin performansı, CFRP ve beton arasındaki bağlama etkisini ve soyma gelişimini doğrudan etkiler. Farklı CFRP türlerinin inşaat performansı farklıdır. Bu nedenle, mühendislikte kullanılan CFRP ve yapıştırma malzemeleri güvenilir bir denetim ve kalite güvencesinden geçmelidir.

 (6) bileşenlerin yüzey işlemi sıkı olmalıdır. Üyelerin yüzey işlenmesi, yapıların dış bağlama malzemeleri ile güçlendirilmesi için de önemli bir sorundur. Yüzey işlemi gereksinimleri karşılamazsa, bağlama arayüzü zayıf olacak, bağlama gücü azalacak ve bunun sonucu takviye arızası olacaktır.