FRP ile Patlama ve Darbeye Karşı Yapıların Güçlendirilmesi

Bugün, etkin olmayan tartışmalar ve patlamalara, çarpmalara ve darbelere karşı yapıların artan esnekliği ve rehabilitasyonu, İran da dahil olmak üzere tüm dünyadaki hükümet kuruluşlarının ana kaygılarından biri. Kabul edilemez olarak değerlendirilebilecek hayati unsurlar arasında, hükümet binaları, bankalar, köprüler, askeri binalar, şehir tesisleri, elçilikler vb. Sayılabilir. İnsan kaynaklı patlamalara ek olarak, santraldeki bir kazanın, petrokimyaların, vb. Neden olduğu patlamalar da büyük endişe kaynağıdır. Bu şartlar altında, en azından kontrol odası gibi yapının kritik bölümlerinin, kazadan sonra da çalışmaya devam etmesi sağlandığından, yapının patlama ve üfleme esnekliğine sahip olması sağlanmalıdır. Son yıllarda ilerici başarısızlık konusuna dikkat edilmesi, yapıların patlama gibi ani yüklere karşı güçlendirilmesinin önemini vurgulamaktadır. Bununla birlikte, mevcut yapıların çoğu patlama ve darbeye karşı yeterli direnç göstermemektedir.

Bu durumda, uzmanların önerisi, patlamaya ve darbeye karşı yapıları güçlendirmek için FRP kompozit katmanları kullanmaktır. Bu amaçla, duvar gibi yapısal parçalara ince filmler (yaklaşık 3.1 mm) polimer kompozit FRP uygulanır. FRP katmanlarının sayısı, oryantasyonu ve bunların nasıl doğru şekilde bağlandıkları Arizona Yenileme Şirketi mühendisleri tarafından hesaplanır ve çizimleri ve detayları işveren için sağlanır. İşverenin gereksinimlerine ve patlama ve etkinin ciddiyetine bağlı olarak, mühendislerin sağladığı darbelere ve darbelere karşı takviye yapılarının tasarımı özelleştirilmiştir.

Patlama nedir

Patlama, ışık, ısı, ses ve kısa sürede darbe gibi çok hızlı bir enerji salınımı, yapı dinamikleri üzerinde çarpıcı bir şokun bir başka ifadesidir. Şok dalgası, patlayıcı yüzeyinden ultrasonik hızda hareket eden bir ortama radyal dalga yayılımı üreten yüksek basınçlı havadan oluşur. Darbe basıncı, şok dalgasının etkisiyle azalır. Dalga patlama yönünde bulunan bir seviyeye veya bariyere ulaştığında, patlamadan kaynaklanan basınç sonuç olarak çarpılır. Yaklaşık 2 büyüklüğü olan akustik dalgaların aksine, darbeye bağlı dalgalar, şok dalgasının ultrason hızı nedeniyle 20 kata kadar yükseltilebilir. Darbe kaynaklı başarısızlığın patlama ve ilerici başarısızlığın etkileri nedeniyle iki doğrudan etkisi olabilir. Patlayıcı yük altındaki yapıların dinamik analizleri, yüksek gerilme oranlarının, malzemelerin doğrusal olmayan davranışlarının, patlayıcı yük hesaplamalarındaki belirsizliğin ve zamana bağlı deformasyonların etkileri nedeniyle çok karmaşıktır.

FRP ile patlamaya karşı yapıların güçlendirilmesi

Yukarıdaki koşullar göz önüne alındığında, yapısal elemanların patlamanın etkilerine karşı güvenliği, özellikle söz konusu yapı belirli bir konumda önemliyse, önemlidir. Bu nedenle, genellikle bu tür yüklere dayanacak şekilde tasarlanmamış mevcut yapıların artan patlayıcı gücü özel bir istekdir. Yapıların patlamaya bağlı yüklere karşı direncini arttırmak için mevcut ve yaygın çözümler, çelik perde betonlar, betonarme ve çelikler gibi yeni enstrümantasyon sistemlerinin eklenmesi yanında, çelik ve beton ceketler gibi yerel donatıların kullanılması da dahil olmak üzere en önemli çözümlerden biridir. Veya bileşik. Bu tür yöntemlerin dezavantajlarından biri, öncelikle yapıya ve nihayetinde temel üzerine önemli yerçekimi yükleri empoze etmesi ve ikincisi, uygulanması için çok fazla zaman gerektirmesi ve son olarak ekonomik olarak mümkün olmamasıdır. Bu amaca ulaşmak için etkili ve nispeten ucuz bir yöntem, FRP ile düzenlenmiş polimer kompozitlerin kullanılmasıdır.

FRP kompozitleri yapı mühendisliğinde yaklaşık 50 yıldır bina sağlamlığı, donatı, restorasyon ve mevcut yapıların sismik rekonstrüksiyonu alanında kullanılmaktadır. Son on yılda, kompozitlerin en gelişmiş şekli olan FRP malzemelerinin kullanımında çarpıcı bir artış olmuştur. Bir FRP kompozitindeki lifler berberin ana üyeleridir ve gerildikleri sürece çok yüksek direnç ve sertlik gösterirler. Beton yapıları patlayıcı yüklere karşı iyileştirmenin yollarından biri, FRP kaplamaların ortak potansiyeli olan alanlarda kullanılmasıdır. FRP bileşenlerinin mahfazası, taşıma kapasitesini arttırır ve ayrıca yapısal şekli arttırır.

FRP kompozitleri, günümüzde, yüksek dirençleri, artan korozyon direnci ve bunların taşınması ve kurulmasının uygunluğundan dolayı çeliğin yerine kullanılmıştır. Birçok kompozit, yorulmaya karşı çok yüksek bir dirence sahiptir. Çeliğin aksine, FRP kompozitler pistonlu yükler durumunda, yani herhangi bir arızadan önce sertlikte azalma durumunda kademeli yumuşamadan muzdarip olmaz. Önemli bir avantaj olarak, FRP kompozitler yüksek korozyon önleyici dirence sahiptir. Farklı termal genleşme katsayıları nedeniyle, fiberler üzerinde iki yönde hizalanma yönündeki ve fiberlere dik olan kompozit malzemeler, termal yükleme altında ortotropik olarak hareket eder ve bu nedenle termal zorlanmalara maruz kalmazlar. Ancak çelik gibi malzemelerde, ısıl gerilmeler nedeniyle izotropikti, ciddi hasarlar meydana gelir, bu malzemeler saha koşullarına kolayca adapte olabilir ve optimum performanslarını gösterebilir. Ayrıca, bu malzemenin kullanımı, yapının patlamaya dayanma kabiliyetini önemli ölçüde artırarak ve kırılmanın etkisini azaltarak yapının gücünü arttırabilir.

FRP Kompozitlerin Patlama ve Darbeye Karşı Yapıların Güçlendirilmesindeki Avantajları

• Duvarları, döşemeleri ve sütunları güçlendirme yeteneği
• Yapı elemanlarının boyutlarında minimum artış (genellikle yaklaşık 13 mm)
• Güçlendirme için yüksek hız
• İşlemden sonra, tabakalar açığa çıkana kadar kaplanabilir.

FRP polimer kompozit tabakaların beton yapılarda kullanılmasının avantajları arasında yapısal deformasyonun, gerinmenin ve betondaki tahribatın azaltılmasıdır. FRP kompozit malzemeleri beton inşaat demiri üzerindeki baskıyı azaltır ve inşaat demiri akışını önler. Patlamaya dayanıklı farklı FRP elyafları arasında yapılan karşılaştırmaya göre, sırasıyla karbon, cam ve aramid elyafları veya malzemeleri sırasıyla en iyi polimer performansına sahiptir.