Geleneksel güçlendirme takviye yöntemlerinin özellikleri, lif güçlendirilmiş polimer (FRP) takviye yöntemleri sırasıyla tanıtılır. Ayrıca, karbon fiber sarma ve karbon fiber şeritlerinin uygulama özellikleri ve gelişimi gelecekteki mühendislik uygulaması için referans temeli sağlamak için ayrıntılandı.

Demerbeton yapıların güçlendirilmesinin araştırma arka planı

Beton malzemelerin mekanik özellikleri nispeten istikrarlıdır ve çelik çubuklarla etkili bir şekilde bağlandıktan sonra malzeme özellikleri tam olarak oynanabilir. Demirli beton daha iyi yangına dayanıklılığa, dayanıklılığa, bütünlüğüne vb. sahiptir ve gerekli malzemelerin elde edilmesi ve taşınması daha uygundur. Bunların hepsi inşaat alanında yaygın olarak kullanılan demirbeton yaptı. Şimdiye kadar demirbeton hala inşaat mühendisliği alanında en yaygın kullanılan yapı malzemesidir.

Beton yapıların güçlendirilmesi ve güçlendirilmesi için önem

Ülkemin ekonomisinin hızlı gelişmesi ve inşaat mühendisliğinin inşaatından bu yana insanlar, yaşam ortamına yönelik daha yüksek ve daha yüksek gereksinimlerin yanı sıra binaların güvenliği konusunda daha fazla endişe duyuyorlar. Doğa ve kullanım çevresi gibi faktörlerin etkisi altında ülkemizdeki konut veya ofis binaları binaların ömrü ile birlikte artmaktadır. Birçok yapısal tesis, genel veya kısmen taşıma kapasitesinin spesifikasyon gereksinimlerini karşılayamayacağı veya taşıma kapasitesi spesifikasyon gereksinimlerini karşılarsa bile, konfor seviyesinin yaşam gereksinimlerini karşılayamayacağı sorununa sahip olacaktır. Ülkemizin mevcut kalitesi, güvenliği ve ekonomik faydaları göz önüne alındığında bu iki soruna cevap olarak, çoğu durumda binaların tamamen yeniden inşası için bir koşul yoktur. Bu nedenle, yapının taşıma kapasitesini ve konforunu geliştirmenin en uygun yolu, yapıyı güçlendirmek için güvenilir bir takviye yöntemi benimsemektir.

Uygulama, beton yapıları güçlendirmek ve güçlendirmek için uygun takviye teknolojisinin kullanımının yapının taşıma kapasitesini etkili bir şekilde artırabileceğini ve yapının hizmet ömrünü uzatabileceğini ve böylece yapısal kullanım fonksiyonunun gereksinimlerini karşılayabileceğini kanıtlamıştır. Şu anda ülkemde takviye teknolojisine olan talep gittikçe artmaktadır. Bina takviyesi sadece kaynaklardan tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda iyi sosyal faydalara da sahiptir.

Geleneksel takviye yöntemlerinin özellikleri

Aşağıdaki birkaç yaygın olarak kullanılan takviye yöntemi, avantajları, dezavantajları ve uygulama kapsamı

①  Genişletilmiş bölüm yöntemi

Kesit artırma yöntemi, yapısal bileşenin kesit alanını artırarak bileşenin taşıma kapasitesini ve sertliğini artırır. Bu yöntem genellikle bileşenlerin bükme, sıkıştırma, kesme ve çekme taşıma kapasitesinin iyileştirilmesi üzerinde açık etkilere sahiptir ve mühendislik takviyesi alanında yaygın olarak kullanılır. Ancak bileşenin kesit boyutunu arttıracağı ve kullanım alanını azaltacağı için bazı belirli projelerde uygulanamaz.

② Çelik takviye yöntemi dış kaynak

Güçlendirilmiş bileşenin kesim çelik veya çelik levha ile sarıldığı dış çelik takviye yöntemi, bileşenin taşıma kapasitesini ve sertliğini etkili bir şekilde geliştirebilir. Bu yöntem, bileşenin kesit boyutunu neredeyse artırmadan bileşenin sıkıştırma ve bükülme özelliklerini artırabilir. Bununla birlikte, dezavantaj, daha fazla kaynak tüketir ve büyük bir yatırım gerektirir.

③ Güç sisteminin takviye yöntemini değiştirin

Güç sistemi güçlendirme yöntemini değiştirmek, pivot eklemek gibi bir dizi araç ile yapısal güç sistemini değiştirmektir. Yapısal üyelerin hesaplama aralığını etkili bir şekilde azaltabilir, yapısal üyelerin taşıma kapasitesini artırabilir ve sapma ve çatlak genişliğini azaltabilir. Bununla birlikte, bu yöntem, yapının etrafındaki normal üretim ve yaşam ve bina düzenini etkileyecek ve aynı zamanda kullanılan alanı azaltacaktır.

④ Fiber güçlendirilmiş polimer (FRP) takviye yöntemi

Son yıllarda, lif fiyatlarının düşüşüyle bileşenin dışına bağlanan lif kompozit malzemenin (FRP) takviye yöntemi yavaş yavaş ortaya çıktı. Lif malzemelerinin iyi çekme mukavemeti nedeniyle, bağlandıktan sonra beton bileşenlerin yük taşıma kapasitesini ve sertliğini etkili bir şekilde geliştirebilir. Beton yapıların bükme, kesme, torsiyon, sismik ve korozyon direncinde iyi etkilere sahiptir.

FRP mposite takviye yöntemi

Yıllarca mühendislik uygulaması ve bilimsel araştırmalardan sonra, lif takviyeli kompozit malzemeler kendi avantajlarını kanıtladı: hafif ağırlık, yüksek mukavemet ve korozyon direnci ve yaygın olarak tanındı ve kullanıldı. FRP şunları içerir: CFRP (karbon fiber), GFRP (cam fiber), AFRP (aramid fiber), BFRP (bazalt fiber). Beton sütun FRP ile güçlendirildikten sonra, betonun yan deformasyonu açıkça azalır ve beton sütunun nihai basınç mukavemeti ve esnekliği büyük ölçüde geliştirilir.

①  FRP'nin fiziksel özellikleri:

FRP yoğunluğu 1,25 ila 2Bg / cm3 arasında değişir, bu da çelik 1/6 ila 1/4 arasındadır. Düşük yoğunluk ağırlığı azaltabilir ve taşıma ve kurulumu kolaylaştırabilir. FRP yüksek sıcaklık yapılarında kullanılmamalıdır. FRP'nin yumuşatma sıcaklığı, genellikle 65 ~ 122 ° C'lik reçine türüne bağlı olan "Çim Geçiş Sıcaklığı Tg" olarak adlandırılır. Sıcaklık Tg'yi aştığında, FRP'nin elastik modülü büyük ölçüde azalacaktır.

②  Mekanik özellikler

Hepimizin bildiği gibi, FRP'nin ana güç yönü, esasen life paralel yöndür, yani eksenli yöndür. Çekme mukavemeti, basınç mukavemeti ve bağlama özellikleri FRP'nin ana mekanik özellikleridir.

çekme dayanımı

Lif FRP çekme dayanımının temelidir ve reçine esas olarak belirli bir yardımcı rol oynar. Lif, reçine ve FRP'nin gerilim-gerilim eğrisi yukarıdaki şekilde gösterilmiştir. FRP'nin stres-gerilim ilişkisi doğrusal elastik ilişkidir. Lifin nihai gücü FRP'den daha yüksektir. Reçinin nihai çekme gerilimi FRP ve lifin nihai çekme geriliminden daha yüksektir, bu da reçinin lifin kırıldıktan sonra kırıldığını gösterir.

basınç gücü

FRP'nin basınç mukavemeti çekme mukavemetinden daha düşüktür. GFRP, CFRP ve AFRP'nin basınç mukavemetleri sırasıyla çekme mukavemetinin %55, %78 ve %22'sidir. Çoğu durumda, FRP'nin basınç mukavemeti FRP'nin çekme mukavemetine doğrudan orantılıdır.

bağlama performansı

Yapının hizmet performansı ve taşıma kapasitesi bağlama performansından etkilenir ve FRP formu, malzeme özellikleri, geometrik boyutlar ve FRP yüzey şekli bağlama performansını etkileyebilir.

③  Uzun vadeli performans

sürünme kırığı

FRP'nin sürünme kırığı, uzun vadeli sabit yük altında FRP'nin aniden kırılmasıdır. Ve FRP'nin dayanıklılık süresi, yük süresi arttıkça yavaş yavaş azalır.

yorgunluk performansı

FRP, lif ve reçine iyi bağlandığında iyi bir yorgunluk direncine sahiptir ve dış etkilerden daha az etkilenir.

dayanıklılık

Test sonuçları şunu gösteriyor: CFRP iyi dayanıklılık gösterir; GFRP iyi asit direnci ve donma-erime döngüsü performansına sahiptir: AFRP de iyi dayanıklılığa sahiptir.

CFRP kumaş ve CFRP şeritlerinin beton sütunların güçlendirilmesindeki önemi

İster bir bina olsun, ister bir yapı olsun, bir bina yapısının en önemli yük taşıyan bileşeni sütun yapısıdır ve binanın güvenilirliği ve konforu onunla yakından ilişkilidir. Demerbeton sütunlar şu anda ülkemdeki binaların ve yapıların ana yapısında en çok kullanılan sütun yapısıdır. Ülkemde mühendislik alanının gelişimi, çok sayıda yeni projenin hakim olduğu ilk aşamadan yavaş yavaş yeni projeler ve bakım ve yenileme projelerinin birlikte varolduğu ikinci aşamaya geçiyor. Bu nedenle, daha az kaynak işgal ederken binaların güvenilir bir şekilde nasıl güçlendirileceği mevcut bilimsel araştırmadır. Alandaki önemli araştırma konuları.

CFRP kumaş sarma ve sarma sınırlı beton sütunları sütunların eksenli sıkıştırma taşıma kapasitesini etkili bir şekilde geliştirebilir. CFRP sınırlı betonun kullanımı, betonun basınç mukavemetini önemli ölçüde artırabilir ve betonun esnekliğini artırabilir. Aynı zamanda, CFRP demirbeton sütun teknolojisi, beton yapı takviyesi ve yeniden inşa projeleri için birçok avantaja sahiptir (yüksek mukavemet ve hafif ağırlık, dayanıklılık, inşaat kolaylığı vb.). CFRP demirbeton sütunlarının takviye yöntemi giderek daha pratik projelerde uygulanmıştır.

Güçlendirme ve yeniden inşa için karbon fiber kumaş kullanan projelerde, maliyet ve inşaat dikkate alınmaları nedeniyle, birçok yapı şu anda karbon fiber kumaş şeritleri ile güçlendirilmektedir. Birçok gerçek projede, karbon fiber kumaş şeritleri de yeniden inşa ve takviye için kullanılır. Yapısal üyelerin taşıma kapasitesi ve esnekliği de kanıtlanmıştır. Takviye için karbon fiber kumaş şeritlerinin kullanımı karbon fiberin kullanım oranını etkili bir şekilde artırabilir ve iyi ekonomik faydalara sahiptir. Özellikle inşaat açısından, takviye için karbon fiber kumaş şeritlerinin kullanımı az inşaat sahası ve inşaat alanı gerektirir ve inşaatı etkili ve esnek bir şekilde organize edebilir

Sonuç

Ülkemin mevcut inşaat mühendisliği kalkınma beklentilerine göre, bakım ve yenileme projeleri ülkemde inşaat alanında önemli bir konu olmalıdır. Makul takviye yöntemlerinin seçimi özellikle önemlidir ve FRP takviye yöntemlerinin açık avantajları vardır. Bunlar arasında karbon fiber kumaş beton yapıları gerçek projelerde yaygın olarak kullanılır. Karbon fiber kumaş veya karbon fiber şeritlerin kullanımı, binaları etkili ve rahat bir şekilde güçlendirebilir. Pratik mühendislik için, karbon fiber kumaş şerit takviye yöntemleri yaygın olarak kullanılır. Bilimsel araştırma alanında bu konuda derinlemesine yapılan araştırmalar, gerçek mühendislik için nispeten yeterli bir teorik temel sağlayabilir.