Yapısal bağlantıların güçlendirilmesi

Diğer tekniklere kıyasla, polimer CTech-LLC^® kompozit tamir ve güçlendirme sistemlerinin kullanımı birkaç benzersiz avantaj sağlar. Kompozitlerin bu uygulamalardaki en önemli avantajı, mühendisin sertliği ve mukavemeti ayrıştırabilmesini sağlayan (ki daha sert kolonlar, deprem sırasında orijinal tasarıma dahil edilmeyen daha fazla kuvvet çekecektir) taranabilirliğidir. Son on yıl içinde, farklı takviyeli beton elemanların tamir ve rehabilitasyonunda fiber takviyeli polimer (FRP) kullanımı, yapı mühendisliği topluluğu tarafından geniş çapta kabul görmüştür. FRP kompozitlerinin ilk başarılı uygulamalarından bazıları, Kaliforniya’da başlayan ve şimdi ABD ve diğer ülkelerdeki farklı ulaştırma departmanları tarafından kabul edilen standart kabul edilen prosedürler olarak kabul edilen betonarme otoyol köprü kolonlarının onarımı ve güçlendirilmesiydi. Bu uygulama, yüzlerce veya binlerce onarım ve rehabilitasyon projesinin başarıyla yürütüldüğü binalara ve diğer inşa tesislerine genişletilmiştir. Bu malzemelerin kullanımının, betonarme kirişler, levhalar, perde duvarları ve duvar örtü yapılarının onarım ve rehabilitasyonunda da etkili olduğu gösterilmiştir.

Kompozitlerin son uygulamalarından biri, kiriş-kolon bağlantılarının kesme kapasitesi yükseltme, moment çerçeve bağlantıları ve kolon-bağlama bağlantıları da dahil olmak üzere farklı türde betonarme derzlerin onarımı ve rehabilitasyonudır. Bağlantıların, betonarme yapıların yapısal bütünlüğü ve sismik performansı üzerindeki en önemli etkisi, 1989 Loma Prieta, 1994 Northridge ve 1999 Kocaeli (Türkiye) depremlerinden sonra daha belirgindir. Loma Prieta’nın deprem sonrası raporları, Cypress Viyadüğü’nün çökmesinin ve Çin Havzası’nın ve I-80 Otobanının hasarının ardındaki temel nedenlerden birinin bağlantıların başarısızlığı olduğunu gösterdi. 1994 Northridge depreminin bir sonucu olarak, temel olarak kiriş-kolon ve kolon-taban bağlantılarının ciddi hasar görmesi nedeniyle birçok park yapısı çöktü. 1999 Kocaeli (Türkiye) depremi gibi son zamanlardaki olaylar sırasında, kiriş-kolon eklemi arızalarının birçok betonarme binanın ağır hasar ve çökmesine katkıda bulunduğu görülmüştür. CTech-LLC^® kompozit sistemler, yapısal bağlantıların gücünü arttırmak ve aşağıdakileri gerçekleştirmek için kullanılabilir:

• Kesme aktarımı
• Ortak kesme güçlendirilmesi
• Mevcut bir yapının düzeltilmesi ve / veya tasarım hatası
• Aktarım / ilerlemeli çöküş önleme

Betonarme donatıların FRP ile güçlendirilmesi

Yüklere karşı yeterli elemanın formunu ve betonarme donatılarını sağlamak için, betonarme yapıların yapımı için gerekli olan çeşitli düzenlemelerde, birçok beton yapı için özel kurallar getirilmiştir. Son yarım yüzyılda, dünyanın her yerine inşa edilmişlerdir, minimum sessizlik standartlarına uymamışlardır. Bu nedenle, bir deprem sırasında olası bir hasarı önlemek için bina rehabilitasyonu gereklidir. Öte yandan, depremden sonra, enine donatı önlemlerine uymayan pek çok beton bina yapısal olarak zarar görmekte ve çoğu durumda bu yaralanmaların düşük olması, mevcut binaların yeni bir bina ile değiştirilmelerinin ekonomik olacağı şekilde olmaktadır. Ve yapıyı tekrar sismik yüklere dayanacak şekilde inşa etmek için onarım tekniklerinden biriyle daha az maliyet mümkündür.

Son on yılların yıkıcı depremlerinden sonra, mevcut yapıların yeniden inşası için sav önerilmiş ve enstrümanların çeşitli üyelerini güçlendirmek için etkili yöntemler sağlamak için kapsamlı araştırmalar yapılmıştır. Bu bağlamda, zayıf çelik ve beton yapı alanları tespit edildi. Kiriş birleşme yerlerinin yapı kolonlarına ve özellikle beton yapılara yerleşimi, yapıdaki en hassas alanlardan biridir, kesin tasarımına dikkat edilmemesi nedeniyle tüm yapının tahrip olmasına yol açabilir, bu konu bağlantıların takviye edilmesinin önemini gösterir. Genellikle tasarım aşamasında, ek yerlerinde yeterli dayanım ve homojenliği oluşturmak için özel kuvvet kullanılır ve bunları güçlendirmek için çelik ve FRP levhalar kullanılır. Bu makale FRP bağlantılarının güçlendirilmesini tartışmaktadır.

Yeni tasarım düzenlemelerine dayanan mevcut yapıların çoğu, depremlere karşı yeterince korunmuyor. Ayrıca, bu yapıların sayısı ve çeşitliliği ve dünyadaki ortalama yaşamları artmaktadır, bu yüzden yapıların restorasyonu ve korunması kaçınılmazdır. Yapının genel olarak yenilenmesi de ağır bir mali yük gerektirir ve elbette, eğer bina restorasyonu ve yeniden inşa edilmesi mümkün ise, ekonomik tasarrufların yanı sıra doğal kaynakları da koruyacaktır. Uygun yöntem seçilirse, mevcut yapıların sismik takviyesi, bir deprem riskini azaltmanın en etkili yoludur. Son yıllarda, yapıların sismikliğini arttırmaya yönelik yöntemler üzerine birçok çalışma yapılmış ve yapının türüne ve koşullarına bağlı olarak uygun bir takviye yönteminin seçilebileceği çeşitli yöntemler önerilmiştir. Elbette, sistemin nasıl çalıştığına ek olarak, malzeme ve uygulama açısından mevcut olan maliyet, çalışma süresi ve teknoloji gibi bazı konular da seçimi etkiliyor. Bu bağlamda, kirişin deprem sırasındaki indirimlerin tutturulmasından dolayı betonarme bükülme çerçevesindeki kolonla bağlantısı, bükülme betonarme çerçevenin performansındaki en kritik noktalardan biridir.

Bir deprem durumunda, kirişin RC’nin bükülme çerçevesinin yapılarında kolona bağlantısı birçok gerilmeye maruz kalır. Bu gerilimler nedeniyle, bağlantı düğümü sıklıkla hasar görmüş ve hatta kopmuştur. Bağlantı düğümünün arızası, binanın çökmesine ve çökmesine neden olabilir. Bunu göz önünde bulundurarak, son yıllarda, sismik düzenlemelerin çoğu, kiriş-kolon bağlantısının davranışının karmaşıklığı ve onu etkileyen faktörler nedeniyle, kolon bağlantısı bağlantısı üzerine odaklanmıştır. Sismik tasarım kurallarında, tasarım felsefesi, binaya verilen hasarın son kısmının kirişi kolona bağlamak olduğu temeline dayanır. Bu makaleye göre, eklemlerin güçlendirilmesi sismik güçlendirme işleminin en önemli parçalarından biridir. Düğümün performansının düzeltilmesinin tüm sistemin performansını artıracağına dair hiçbir şüphe yoktur. Sismik rehabilitasyonda başarı, modern tekniklerin kullanımına ve güçlendirme becerilerine bağlıdır. Bu yenilikler arasında FRP, son yıllarda yeni mühendisler açan önemli bir konuma sahiptir. Geçmişte, FRP malzemelerini kullanarak betonarme çerçevelerde kiriş-kolon bağlantılarının güçlendirilmesi üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların çoğu mikro ve kayma dayanımı ve bağ dayanımı üzerine yapılmış ve iyileştirilmesi için çözümler geliştirilmiş ve refrakter betonarme çerçeve davranışı, enerji emilimi, taşıma kapasitesi ve yer değiştirme gibi sismik parametreler konusunda daha az araştırma yapılmıştır. FRP ile güçlendirilmiş çerçeve makrolarda bulunur.

Betonarme donatının FRP ile donatılması durumunda, elemanların uçları kiriş ve kolonun kesişimine bağlanır, kesme donatı kirişin ve kolonun plastik eklemi aralığında yapılır, ancak derzin çekirdeği, kesme açısından takviye edilmez ve FRP eğri ise Negatif ankraj bölgesinde (kirişin üst kısmı) (FRP’nin bir kirişten bir kirişten bağlantı boyunca başka bir kirişe geçmediği, aksine kirişten sütuna doğru geçmediği göz önüne alındığında), pratik olarak bağlantı sınırındaki gerilme kuvveti oluşturulur. Bu nedenle, bu takviyede, FRP malzemelerini kullanarak, bağlama bölgesindeki bükülme kirişinin Uygulanabilir değildir ve kavşakta oturma kapasitesinde artış olmaz.

Çekirdeğe erişim için çözümlerden biri olarak, interstisyel deliklerin içinde fiber takviyelerinin kullanılması kullanılabilir. Ankrajın negatif bölgede olması ve en büyük ankraj değerinin kavşakta meydana gelmesi nedeniyle, kavşak ve kolon üzerindeki donatıya bağlanan şeritleri veya FRP plakalarını kesmek, kavşakta veya öncesinde kesmek mümkün değildir, ancak bantlar FRP, bağlantının sonunda uygun şekilde sabitlenmiştir. Güçlendirme koşulları ve kiriş ve kolonun şekli ile ilgili olarak, FRP ucunu bağlantı parçalarına çerçevelemek için farklı planlar vardır.

Bağlantı noktasındaki iç dikiş nedeniyle, bu tür bir destekleme sadece sac veya FRP bandının genişliği duvarın içindeki iki bağlantı parçası arasındaki deliklere yerleştirilecek kadar düşük olduğunda kullanılabilir. En yaygın yöntemler, FRP’nin sonuna benzer şekilde kavisli olan yöntemlere odaklanır. Sonuçlar ve deneyimler, bu tür desteklerin iyi olduğunu ve FRP uygulandıktan sonra oluşturulan deliklerin de epoksi harcı ile tekrar doldurulması gerektiğini göstermiştir. Çimento harcı bu delikleri doldurmak için uygun değildir, çünkü çimento damlasının FRP takviye dayanımı üzerinde olumsuz etkisi vardır.