Yetersiz taşıma kapasitesi ve kullanım fonksiyonlarındaki değişiklikler gibi faktörler nedeniyle demirbeton sütunların demirlenmesi gerekir. İnşaat mühendisliğinde demirbeton sütunlarının ortak takviye yöntemlerini tanıtın, çeşitli takviye yöntemlerinin ilkelerini, avantajlarını ve dezavantajlarını açıklayın ve mühendislik uygulamaları için referanslar sağlayın.

İnşaat mühendisliği inşaat teknolojisinin gelişimi ve yeni malzemelerin gelişimi ve kullanımı ile birlikte, demirbeton sütunları için gittikçe daha fazla takviye yöntemi var. Ortak takviye yöntemleri genişletilmiş kesit takviye yöntemi, dış çelik takviye yöntemi, dış yapışma FRP malzeme takviye yöntemi, önceden gerilmiş takviye yöntemi ve kompozit takviye yöntemi içerir. Aşağıda yaygın olarak kullanılan birkaç takviye yöntemi kısaca tanıtılmıştır.

Dış bağlama FRP malzeme güçlendirme yöntemi

FRP (Fiber Reinforced Plastic) malzeme takviye yöntemini yapıştırmak, 1980 ve 1990'larda yurtdışında ortaya çıkan yeni bir takviye teknolojisidir. Yapıyı güçlendirmek ve güçlendirmek ve yapısal performansını iyileştirmek amacına ulaşmak için karbon fiber kumaşını beton yüzeyine yapıştırmak için reçine çimento malzemeleri kullanır. Bu aşamada, inşaat mühendisliğindeki ana araştırma ve uygulama karbon elyaf takviyeli polimer (CFRP), cam elyaf takviyeli polimer (GFRP), aramid elyaf takviyeli polimer (AFRP) ve bazalt elyaf takviyeli polimer (BFRP) vb.  .

FRP malzemesini beton üyesinin çevresine yatay olarak sarın veya sarın. Bir bileşen dikey bir yüke maruz kaldığında lateral deformasyona uğradığında, FRP pasif olarak beton için bir sıkıştırma gücü sağlayabilir, böylece çekirdek betonun nihai basınç mukavemetini ve nihai gerginini artırabilir ve böylece beton sütununun mekanik performansını iyileştirebilir. FRP takviyesi, beton sütunların arıza modunu etkili bir şekilde değiştirebilir, zayıf esneklikle kesme arızasını önleyebilir ve beton deformabilirliğini önemli ölçüde geliştirebilir. Aynı zamanda, diğer geleneksel takviye yöntemlerine kıyasla, dış yapışkan lif takviyeli plastik takviye yöntemi korozyon direnci, hafif ağırlık (yapısal ağırlıkta neredeyse hiçbir artış), yüksek mukavemet ve daha düşük bakım maliyetleri avantajlarına sahiptir. Çeşitli gerilim özelliklerine sahip beton yapısal üyeler ve genel yapılar için uygundur, ancak takviyeli yapının zayıf esnekliği ve yetersiz deformasyon kapasitesi vardır. Ayrıca, yapıştırılmış lif malzemesinin altındaki reçine epoksi yapısal yapıştırıcı olduğundan, yüksek sıcaklık gereksinimleri, kolay yaşlanma ve özel yangın önleme tedavisi gibi sorunlar var. Aynı zamanda, tek bir FRP yapısal takviye ihtiyaçlarını karşılayamadığından, hibrit lif kompozit takviye de son yıllarda yurt içinde ve yurtdışında araştırılmış ve uygulanmıştır. FRP malzemelerinin kullanım oranını iyileştirmek için, takviylemeden önce FRP malzemelerine belirli bir ön gerilim uygulamak yavaş yavaş bir araştırma sıcak noktası haline geldi.

Önceden gerilmiş takviye yöntemi

Önceden gerilmiş takviye yöntemini kullanmanın ana fikri, istenmeyen kuvvet ve deformasyonu azaltmak veya dengelemek için önceden tasarlanmış kuvvet veya deformasyonun bir kısmını uygulamaktır. Farklı takviye nesnelerine göre, gerilim öncesi yöntem takviyesi, gerilim öncesi çubuk takviyesi ve gerilim öncesi bracet takviyesine bölünebilir. Önceden gerilmiş kravat çubuğu takviye yöntemi, büyük eksantrik sıkıştırma üyelerinin takviyesi için uygundur. Çelik kravat çubukları sıkıştırma üyesinin gerilim tarafında düzenlenir. Ön gerilemeden sonra, üyesin iç gücü azaltabilir ve üyesin taşıma kapasitesi geliştirilebilir. Eksenli sıkıştırma sütunu, takviye sütununun her iki tarafında da sıkıştırma çubuğu uçlarıyla temin edilmelidir. Küçük eksantrik sıkıştırma sütunları için, sıkıştırma çubuğu uçları daha büyük basınçla yan tarafa ayarlanır. Bu yöntem, özellikle daha iyi taşıma kapasitesi, sertlik ve çatlama direnci ve takviye sonrası küçük bir alan gerektiren beton yük taşıyıcı yapılar için uygundur. Özellikle aşırı koroze edilmiş çelik çubuklar gibi yüksek gerilim altında büyük aralıklı yapılar. Ancak bu yöntemin dezavantajı, inşaat sırasında özel ön gerileme ekipmanlarının gerekli olmasıdır ve inşaat sürecinin daha karmaşık olmasıdır.

Köprü yapısının büyük kendi ağırlığı ve genellikle büyük aralığı nedeniyle, önceden gerginli takviye yöntemi, doğal avantajları nedeniyle köprü takviye projelerinde daha fazla kullanılmıştır. Ön stresli takviye yöntemi hakkındaki ilgili araştırmalar da yurt içinde ve yurtdışında gerçekleştirilmiştir.

Dış çelik takviye yöntemi

Beton sütunların dış çelikle güçlendirilmesi, sütunun dört köşesini kesim çelikle güçlendirme yöntemidir. Avantajları basit yapı, daha az iş yükü ve daha güvenilir güçtür. Farklı inşaat teknolojisine göre, dış çelik takviye yöntemi ıslak ve kuru dış çeliklere bölünebilir. Bunlar arasında, kuru kaplı çelik takviye, kesim çeliğini doğrudan orijinal üyeye dış kaynak vermektir veya çimento harcıyla doldurulmasına rağmen, eklem yüzeyinde kesme gücünün etkili iletimini garanti edemez. ıslak kaplı çelik takviye yöntemi, dış profil çeliği ve orijinal üye arasında belirli bir boşluk bırakmak ve ikisini bir bütünlüğe bağlamak ve birlikte çalışmak için lateks çimento bulamaşını veya ince taş betonla doldurmaktır. Islak takviye yöntemleri genellikle mühendislikte kullanılır.

Genellikle, çelik kaplı takviye üyesinin kesit boyutu çok genişletilmez, ancak taşıma kapasitesi büyük ölçüde geliştirilir ve üyesin esnekliği de yan kaplı çeliğin sınırlama etkisi nedeniyle büyük ölçüde geliştirilir. Bu takviye yöntemi, orijinal üyesin kesitin boyutunda büyük bir artışa izin vermeyen, ancak kesitin yük taşıma kapasitesinde büyük bir artış gerektiren beton yapıların takviyesi için uygundur.

Genişletilmiş bölüm takviye yöntemi

Genişletilmiş bölüm takviye yöntemi geleneksel bir takviye yöntemidir. Bileşenlerin veya binaların normal kullanımının gereksinimlerini karşılamak için kesit alanlarını ve takviyelerini artırarak gücünü, sertliğini ve istikrarını artırmak için bir takviye yöntemidir. Genişletilmiş bölüm yönteminin çevreli sarma, tek taraflı takviye ve çift taraflı takviye gibi farklı biçimleri vardır. Çevredeki sarma, sütunun etrafına beton dökmektir ve esas olarak eksenli kuvvetleri taşıyan yapılarda daha fazla kullanılır. Tek taraflı veya çift taraflı, temel olarak aynı anda büyük bir bükme momentine sahip olan sütun yapısına yöneliktir ve ana yatak yüzeyi genişletilir. Özellikle sismik takviye alanlarında, bu orijinal güçlü kiriş ve zayıf sütunu deprem direncine yararlı olan güçlü bir sütun ve zayıf kiriş yapısına değiştirebilir.

Genişletilmiş bölüm yöntemi ile donatılmış sütun, mekanik performansda sıradan beton üyelerden farklıdır. Bunun nedeni, kesit genişletildiğinde, genellikle tamamen boşaltılması imkansızdır. Güçlendirilmiş sütun takviylemeden önce yüklenmiştir ve kesitte belirli gerilim ve gerginlik oluşturulmuştur. Yeni eklenen parça, takviye sonrası güçlendirilmiş sütuna uygulanan yükü hemen paylaşamaz, ancak sadece güçlendirilmiş sütunla çalışmaya başlayabilir ve yeni yükün etkisi altında yükü taşıyabilir. Bu şekilde, takviye sonrası yeni eklenen parçanın gerginliği her zaman orijinal sütunun arkasında kalır. Güçlendirilmiş sütun sınır durumuna ulaştığında, yeni eklenen çelik çubukların ve betonun performansı tam olarak kullanılamaz, bu da doğrudan güçlendirme sonrası malzemelerin düşük kullanım oranı gibi sorunlara neden olur. Beton sütunun takviye öncesi gerilim seviyesi ne kadar yüksek olursa, takviye etkisi o kadar kötü olur.