Projelerin inşaatında, tasarım hataları, yanlış inşaat veya kullanım fonksiyonlarındaki değişiklikler nedeniyle yapının veya bileşenlerin mevcut tasarım kodlarının gereksinimlerini karşılayamayacağı genellikle durumlar vardır. Bu gerçekleştikten sonra, ilgili yapıların veya bileşenlerin güvenli ve normal olarak kullanılmaya devam edebilmesi için, takviye ve onarım için belirli önlemler alınmalıdır. 

Karbon fiber takviyeli plastik (CFRP), son on yılda gelişmiş ülkelerde ortaya çıkan ve sivil inşaat takviyeli projelerinde yaygın olarak kullanılan beton yapıların güçlendirilmesi için yeni bir malzemedir. Mükemmel mekanik özellikleri mühendislik alanında "yapısal takviyelerin yeni yıldızı" olarak adlandırılmıştır. CFRP demirlemeli beton sütunu basit yapı, güçlü korozyon direnci, iyi bir sınırlama etkisi özelliklerine sahiptir ve temelde bakım gerektirmez. Takviye teknolojisi kısaca aşağıda tanıtılır. 

Karbon fiber güçlendirilmiş plastiğin (CFRP) özellikleri 

1) Yoğunluk küçük, sıradan çelik 1/6, 

2) Yüksek mukavemet, çekme mukavemeti sıradan çelik çubukların yaklaşık 4-6 katıdır; 

3) İyi korozyon direnci ve mukavemet asit ve alkali korozyon ortamlardan etkilenmez; 

4) Elektromanyetik sinyallerin yayılmasını etkilemeyen manyetik olmayan bir malzemedir; 

5) Mükemmel yorgunluk direnci, yorgunluk ömrü genellikle çelikten daha yüksektir; 

6) Sıcaklık değişimi katsayısı betonla eşdeğerdir, esneklik modülü çelikle benzerdir ve nihai uzunlama% 1'dir. 

Beton sütunu CFRP güçlendirme prensipi 

Beton sütunlar eksenli basınca maruz kaldığında, üyeler çok küçük sınır değerleri olan yan genişlemeden kaynaklanır. Örneğin, sıkıştırılmış üyesin bu lateral genişlemesini önlemek için üyesin etrafında bir yan kısıtlama oluşturulabilir ve böylece üyesin sıkıştırılmış taşıma kapasitesini ve deformabiliğini geliştirilir. Karbon fiber CFRP takviyeli beton sütunları, sütun betonu ve CFRP takviyeli kemer arasında bağlanır ve aralarındaki etkileşime arayüz kısıtlama stresi denir. Yan arayüzün sınırlı gerilimi nedeniyle, plastik bölgedeki çekirdek beton üç boyutlu bir gerilim durumundadır. Tek yönlü gerilim durumuyla karşılaştırıldığında, betonun nihai basınç gerilimi ve taşıma kapasitesi artacaktır. Sütunun bükme taşıma kapasitesi önemli ölçüde düşmezse, istikrarsızlık etkisi dikkate alınmaz ve demirbeton sütunun takviye sonrası daha fazla esnekliği ve enerji dağılım kapasitesi vardır. 

CFRP sarması altında demirbeton sütununun gerilim dağılımı 

1 CFRP'nin demirbeton sütunundaki yan sıkıntısı nedeniyle, CFRP eksenli bir çekme gerilimi oluşturur ve CFRP'nin bükme direnci son derece zayıftır (genellikle dikkate alınmaz). CFRP sarma kısıtlaması altındaki dikdörtgen sütunun nihai nihai eksenli basınç mukavemeti, temel olarak eşitsiz lateral kısıtlama stresi nedeniyle sütunun kısıtlamasına kıyasla büyük ölçüde azalır. Dikdörtgen sütun tarafının merkezi lateral sınırlama zayıftır ve köşedeki lateral gerilim konsantrasyonu sınırlama nispeten büyük. Sadece sütun tarafının lateral plastik deformasyonu meydana geldiğinde, beton sütundaki CFRP'nin çapraz sınırlama gerilimi hızlı bir şekilde artabilir. 

2 Beton sütunundaki CFRP'nin sıkıştırması arayüz sıkıştırmasıdır, çünkü sadece beton yan taraftan dışarı genişlediğinde (plastik deformasyon meydana geldiğinde) CFRP beton üzerinde sıkıştırma gerilimi üretebilir. Bu nedenle, sütun halka sarılmış CFRP yük altında olduğunda iki aşamalı bir güç süreci sergiler. İlk aşamada, beton sütunun eksenli basınç gerilimi küçüktür, lateral deformasyon küçüktür ve CFRP gerilimi küçüktür. İkinci aşamada, yük arttıkça, sütun beton sütununun deformasyonu artar, CFRP halka gerilimi önemli ölçüde artar ve CFRP'nin nihai çekme gerilimine ve kırılmalarına ulaşana kadar halka saklama gücü hızlı bir şekilde artar. Beton üzerindeki CFRP'nin sıkıştırma geriliminin ve gerginlik değerinin artması, kullanılan CFRP malzemesinin özellikleri, macun formu ve katman sayısıyla ilişkilidir ve deneylerle belirlenmelidir. 

CFRP demirbeton sütunlarının uygulama kapsamı 

CFRP'li demirbeton sütunları silindirik veya küçük kesit dikdörtgen sütunlar için uygundur (kesimin yan uzunluğu genellikle 800mm'den az) ve demirbeton sütununun eksenli taşıma kapasitesini istikrarsız olmadığında büyük ölçüde geliştirebilir. Takviye için ön koşul, bileşenin çekirdek betonunun hasar görmediği ve hala belli bir yatak ve deformasyon kapasitesine sahip olmasıdır. 

CFRP demirlemeli beton sütunlarının takviye inşaatının ana noktaları 

1 Demerbeton sütunların takviylenmesinden önce boşaltma genellikle göz ardı edilir. Bir beton bileşen yük altında CFRP ile sarıldığında, sarılan CFRP'nin beton sütunun yüzeyine göre gerilmesinden sonra, CFRP'nin kırılmadığı ve beton sütunun kırıldığı sıklıkla olur. Bu nedenle, CFRP'nin yük altındaki beton üyelere dış kaynak verilmesi, CFRP'nin takviye etkisini azaltır ve CFRP'nin yüksek mukavemetli çekme özelliklerini tam olarak uygulayamaz. 

2 Dikdörtgen sütunun köşe şafranın yarıçapı 20mm'den az olmamalıdır ve sütun tarafı, köşedeki CFRP'nin konsantre gerilimini azaltmak için en iyi şekilde konveks olarak modifiye edilir. Birçok test, CFRP hasarının hala köşede meydana geldiğini göstermiştir. 

3 Beton üyelerin yüzeyinin onarımı son derece önemlidir, bu da CFRP'nin betonun yan sınırlama üzerindeki etkisini doğrudan etkiler