Betonarme Yapıların Güçlendirilmesi

FRP kullanarak binanın güçlendirilmesi

Beton ve çelik yapılar için güçlendirme projeleri sürecinde FRP kompozit teknolojisini geliştirerek, betonarme sisteminin çelik sac ve betonla zayıf yönlerini iyileştirdi Son yıllarda, kompozit gibi FRP kompozitlerin üretimi için yeni teknikler oluşturarak Karma hibrit (hibrit) ve kullanımları için önceden entegre edilmiş kompozitler geliştirilmiştir. Betonarme üyelerin FRP malzemelerle betonlanması bu üyelerin bükülme mukavemetini arttıracaktır. Ayrıca, bu elemanların düzgünlüğü ve servis kolaylığı da bu şekilde arttırılabilir.

Beton Yapıların Güçlendirilme Nedenleri

Beton yapılar, yapıların büyük bir kısmı olarak, doğru hesaplamalar ve yapısal formasyonlara uygun olarak tasarlanır ve uygulanır, ancak bazı yapılardaki inşaat kalitesi, çeşitli nedenlerden dolayı çok olumsuzdur.

Betonun kalitesizliği, uygun olmayan donatı, uygun olmayan beton, uygun olmayan malzemeler, tasarım hataları, uygulama hataları, artan yapısal yük, İran’ın çoğu bölgesindeki tahribatlı çevre koşullarının etkisi ve deprem tehlikesi, beton yapıyı zayıflatan faktörler arasında yer alıyor. Binayı yeniden inşa ettiler.

Beton yapıların güçlendirilmesinin araştırılması için, beton yapılardaki çeşitli hasarların tespitinin ortaya çıkarılması önemlidir ve kaçınılmazdır. Bu nedenle, beton yapılarda çeşitli zayıf yönleri şunlardır:

• Beton çekirdekte çapraz çatlaklar oluşturun
• Deprem pistonlu diyagonal çatlakların çoğunda merkezi çekirdeğin laminatı
• Beton kaplamanın ayrılması
• Musluk ve çatlakların sökülmesi ve yerlerinden çıkmaları
• Dış elemanların veya elemanların dışa bağlı ve etkin serbest uzunluklarının kayma yetersizliği düşüktür.
• Boyuna donatılarda burkulma olayı
• Çubuklardan en erken alanlardan çıkın ve yoğun gerginlik alanlarına geçin
• Kesintisiz kenarlarda betonarme döşemelerin serbest bırakılması
• Perde duvarında çatlak çatlakları, özellikle de deliklerin çevresinde ortalanmış
• Düğümlerin ve sütun kirişinin konumunda bir kayma oluşturulması

Beton, nispeten iyi bir basınç dayanımı ve düşük gerilme mukavemeti olan bir yapı malzemesidir ve dikdörtgen olmayan bir beton eleman dikkate alındığında, parçaya yük uygulanmasından dolayı çatlama meydana gelir ve bu çatlama, parçanın nihai bozulmasına kadar uzanır (sadece beton kırılması) Yüz net ve ani). Bu problem gerilebilir donatı donatılarının kullanıldığı betonarme olarak ele alınmaktadır. Bu, betonarme yapıların zayıf noktalarından ve güçlendirme, onarım ve güçlendirme konusundaki karmaşıklığından biridir. Mevcut onarım malzemelerinin değerlendirilmesi ve seçimi, beton onarımı ve betonun yeniden inşasında zor bir adımdır Son yıllarda çok sayıda yeni onarım ve takviye malzemesinin gerekliliği, beton yapılar için çeşitli güçlendirme yöntemlerinin geliştirilmesine yol açmıştır.

Çelik perde duvarlarla güçlendirme

Son yıllarda, çelik perde duvarlar, yapıların tasarımında ve güçlendirilmesinde yanal yüklere dayanacak bir sistem olarak kullanılmıştır. Düşük maliyetli inşaat, hızlı kurulum, yüksek enerji emme potansiyeli ve … Çelik perde duvarı mevcut yapıların güçlendirilmesi için son derece uygun bir sistemdir ve şu anda güçlendirme binalarında Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Kanada gibi ülkelerde kullanılmaktadır. sırasıyla. Çelik perde duvarlar mevcut metal çerçevelere kolayca eklenebilir, ancak beton çerçevelerin çelik perde duvar tarafından sismik takviyesi ilk aşamalarından geçer.

Çelik perde duvarları olan ve olmayan beton çerçevelerin davranışlarını karşılaştırarak, beton basınç dayanımı parametresinin, çelik sac perde duvarlı beton çerçevelerin kapasitesi üzerindeki etkisinin, çelik levhanın sınır elemanları üzerindeki etkisinden daha fazla olduğu tespit edilmiştir.

Çelik bağlantı elemanları kullanılarak takviye

Beton yapılara çelik desteklerin eklenmesi, yapının ağırlığında hafif bir artış eklerken sertliği artıracak, süneklik ihtiyacını azaltacak ve sistemin kayma dayanımını artıracaktır. Genel olarak, betonarme binalarda farklı bağlantı sistemlerinin (EBF) kullanımı, geleneksel kirişin detaylarının uygulanmasında ve sunulmasında yer alan sorunlardan dolayı pahalı değildir. Ancak bu yenileme işleminde çeşitli yakınsak perde sistemleri düşünülebilir.

Beton veya duvar panel çerçevesi kullanarak güçlendirme

Sistemin sağlamlığını ve sertliğini arttırmak, ayrıca üyelerin ve yapısal bileşenlerin süneklik ihtiyacını azaltmak, betonarme yapılarda en yaygın yöntemlerden biri olan betonarme paneller veya tuğla duvarlar arasına eklenerek oluşturulabilir. Yerinde yeni duvarlar şeklinde eklenmiş duvarlar yapılabilir veya duvar duvarları gölgelendirilir.

Esnek Çerçeveler Ekleme

Esnek çerçeveler, belirtilen kriterleri karşılaması durumunda yüksek nem ve enerji yayılımına sahiptir. Düşük sertliği nedeniyle, bu sistemin yanal kuvvetlere tepkisi, yapısal olmayan bileşenler için sorunlara neden olan ve yapının genel dengesizliğine rağmen ikincil yapısal değişiklikleri artıran, artan şekil ile ilişkilidir.

Bu sistemlerin daha az sertliği ve yumuşaklığı nedeniyle, bu sistemler sert sistem arızalarından sonra gücü emebilir ve ana direnç sistemi sorumlu değilse yapısal arızayı önleyebilir.

Eklenen çerçevelerin harici olarak olabileceği unutulmamalıdır.

Bu yöntemi kullanarak yapıların yükseltilmesinde, mevcut beton çerçevenin kompozit sistemin bir parçası olup olmadığı düşünülmelidir. Başka bir deyişle, mevcut yapısal kolonların yük taşıma kapasitesi, perde duvarlarının elemanları ve sınır bileşenleri olarak işlev görürlerse kontrol edilmelidir, yapısal sütunlara karşı yetersiz direnç olması durumunda, perde duvarı, elemanlar ve bileşenlerle tam olarak bütünleştirilebilir Sınırlar ve bireysel olarak inşa edilmiş betonarme çerçeve veya bu elemanlara betonarme kolonlu betonarme kolonlar. İkinci avantaj, depremden kaynaklanan darbe yükünü azaltmak için mevcut kolonların sıkıştırıcı eksenel yükünün kullanılmasıdır.

Çelik ceketi ile binaların güçlendirilmesi

Birçok yapı ve bina, korozyona neden olan elementlerin bulunduğu ortamdaki varlığından dolayı, depremden gelen yükleri de dahil olmak üzere birçok nedenden dolayı zayıflıklardan muzdariptir. Bu tür binaların sayısı düşük olmadığından, yıkım ve yeni binalarla yer değiştirme uzun vadeli olacak ve bu da çok pahalıya mal olacak. Buna karşılık, bu tür bir binanın güçlendirilmesi olasılığı çok daha ucuz ve zaman alıcıdır. Yani, bu durumda, iyileştirilecek.

Günümüzde, binada karşılaşılan sorunlara uygun olarak herhangi bir sonradan iyileştirme yönteminde kullanılabilecek binaların güçlendirilmesi için çeşitli yöntemler vardır. Maliyet etkin binanın güçlendirilmesi, uygulama kolaylığı ve binanın farklı bölümlerindeki büyük değişikliklerin uygulanmaması yönteminin belirlenmesinde belirleyici parametre.

Beton yapıların takviye yöntemlerinden biri çelik bir ceket kullanmaktır. Çelik ceket kiriş, sütun vb. Gibi beton elemanlarının güçlendirilmesinde kullanılabilir veya güçlendirme yapımında genel bir yöntem olarak kullanılabilir.

Metal ceket, yapı yükseltmelerinde, dayanım ve yapısal sağlamlığı arttırırken, bina ağırlıkları üzerinde önemli bir etkisi olmayan yöntemlerden biridir. Bu yöntemde, kiriş ve sütun bölümleri, çelik levhalar kullanılarak hassas konumlarında güçlendirilir. Çelik saclar ilgili üyeye Cıvata ile bağlanır

Bu yöntemin kullanımı aşağıdaki gibidir:

• Beton mahfaza
• Daha fazla kayma mukavemeti
• Artan eğilme dayanımı
• Artan basınç dayanımı

Çelik ceket ile güçlendirme avantajları

• İstenilen elemanı güçlendirmek için gereken kuvvetlerde güçlü artış
• Bu yöntemin uygulanması binanın her bölümünde ve katında mümkündür ve istenen elemanın (bir direk gibi) temelden istenen kata kadar güçlendirilmesi gerekli değildir.
• Güçlendirme malzemeleri diğer bina güçlendirme yöntemlerinden daha ucuzdur
• Güçlendirme sonrası elemanın boyutunda bir değişiklik olmadığından, mimarlık için gerekli aralık ve mekanlarda değişiklik olmaması
• Beton bir ceket ile güçlendirme ile ilgili yaklaşık uygulama kolaylığı

Çelik ceket ile güçlendirme dezavantajları

• Önemli yapılar ve maliyet artışlarında yangın geciktirici kaplamalara olan ihtiyaç
• Eğilme ve kayma dayanımı arttırılacaksa, yürütme süresi ve çoklu donatı ve kaynak işlemleri gerekir.
• Yüksek maliyet
• Büyük hacimli enjeksiyon ve enjeksiyon işlemlerine duyulan ihtiyaç
• Çerçevelerdeki bağlantılar değiştirilemiyor
• Çelikte olası korozyon ve paslanma
• Sıkıştırma yükleri nedeniyle çeliğin bükülme eğilimi ve olasılığı

Çelik ceket uygulaması

Metal bir ceketi olan donatı, olduğu gibi yuvarlak, çizgili veya topikal olarak döndürülebilir.

Kirişlerin ve beton kolonların bağlantısının, kırıntıların arasındaki mesafe de dahil olmak üzere süneklik kriterlerini karşılamadığı durumlarda, metal levhalar kiriş ve kolon etrafında düzenlenir ve kaynakla birbirine bağlanır. Ayrıca, bu levhalar, bağlantıda oluşturulan bükülme çapalarına ve kesme kuvvetlerine dayanmalarını sağlamak için kirişlere ve sütunlara bağlanmalıdır. Çevreleyen metal levhalar, kirişlerin ve kolonların kavşağında muhafazalar oluşturmanın yanı sıra, beton kırılmasını geciktirir ve basınç dayanımını arttırır.

Geleneksel bir metal ceketi kullanmak, yeterli enine veya uzunlamasına takviye içermeyen yapıların zayıf direklerini güçlendirmek için de kullanılır. Bunun için önceki metal levhalara benzer şekilde kolonun etrafına yerleştirilir ve bir cıvata ile kolona bağlanır. Bu tabakalar ayrıca kolonun üstündeki ve altındaki epoksi yapıştırıcıyı kullanarak kirişlere ve temele bağlanır. Kolonun kesme ve bükülme mukavemetini arttırırken kolonları güçlendirmek için metal bir ceket kullanılması ayrıca betonun tekel gücünü arttırır ve ayrıca uzunlamasına donatıların bükülmesini önler.

Takviye amacının sadece kirişin kayma mukavemetini arttırmak veya uzunlamasına donatıların bükülmesini önlemek için kolonlardaki sapmayı telafi etmek olduğu durumlarda, metal plakalar yerine metal kılıflar kullanılabilir. Aşağıdaki şekil bir beton mahfaza oluşturmak ve sonuç olarak, metal şeritleri kullanarak kolonun basınç dayanımını arttırmak için kullanılır. Kesme kuvvetinin beton eleman ile metal plaka arasında iletilebilmesini sağlamak için, ikisi arasında uygun bir bağlantı yapılmalıdır. Bu bağlantıyı oluşturmak için geleneksel yöntem, levhaların montajından önce, beton ve metal levhalara delikler oluşturulmasından sonra, levhaların elemana yerleştirilmesi ve cıvataların deliğe monte edilmesi, ardından deliğin içinde kalan boşluğun Epoksi dolu.

Beton ceket ile binaların güçlendirilmesi

Birçok somut yapı on yıllardır var olmuş ancak deprem, rüzgar veya yorgunluk ve aşındırıcı maddeler gibi doğal afetlerden zarar görmüştür. Yapıların çoğu önemli olduğundan ve onları ekonomik gerekçeleri olmayan yeni yapılarla değiştirdikleri için, bu tür yapıları güçlendirmek ve yükseltmek zorundayız.

Geleneksel beton takviye yöntemlerinden biri, kaplamalı veya beton bir ceket kullanılmasıdır. Sertliği ve kuvveti artırmak için betonarme bileşenlerin yapısal modifikasyonu, sismik yeniden yapılanma ve bina güçlendirme için en yaygın yöntemlerden biridir. Bu durumda, beton ceket bu yöntemlerden biri olarak bahsedilebilir. Beton kılıf beton katman, uzunlamasına kiriş ve kapalı kil içerir.

Bu yöntemde, yükte zayıf olan elemanlar, uzunlamasına donatı ve çelik plakalar eklenerek ve yeniden betonun kalıplanması ve yeniden uygulanmasıyla geliştirilir. Diğer geleneksel güçlendirme yöntemleriyle karşılaştırıldığında bu yöntemin avantajı, tüm yapısal parçalarda yaygın olarak kullanılmasıdır. Örneğin, temel iyileştirme, çelik bir ceket ile yapılamaz veya çelik bir ceketin perde duvarını güçlendirmek için nadiren kullanılamaz.

Btonarme bir ceket ile güçlendirme amacı

Bu yaklaşımı uygulamanın amacı, üyelerin deformasyonun yetersizliğini azaltmaktır; çünkü bu üyeler, tasarım kısıtlamalarını tasarım ve inşaat yanıtları açısından yerine getiremeyecektir. Betonarme ceketler, yapısal elemanlar ciddi hasar veya yetersiz sismik dirençten muzdarip olduğunda kullanılır. Mümkünse, beton bir kılıf yapısal bileşenlerden uzağa uzanır ve başka türlü bir veya daha fazla yoldan çıkar.

Yapılarda beton ceket ile takviye yararları

• Homojen ve homojen güçlendirme yöntemi, güçlendirme gerektirir
• Elemanın kuvveti güçlendirmedir ve üzerine ateş önleyici kaplama uygulamasına gerek yoktur.
• Güçlendirilmiş elemanın korozyon ve pas direncinde değişiklik olmaz.
• Perde duvarlarını güçlendirmek ve temeli güçlendirmek için en iyi seçenektir.

 

Yapılarda Beton Ceket ile Güçlendirme Yönteminin Dezavantajları

Güçlendirilmiş elemanın boyutlarındaki değişiklik ve mimari plandaki güçlendirilmiş elemanın pozisyonunda ve gereken daha küçük boşluk ve aralıklarda bir değişikliğe neden olan uzunluğu ve genişliği daha büyük.

Sertlik elemanının boyutlarındaki artış ve elemanın gücünden dolayı, güçlü kirişi kontrol etmek için kontroller yapılmalıdır – zayıf bir sütun.

Beton kolonların beton bir ceket yöntemiyle güçlendirilmesi ile ilgili olarak, daha düşük sütun sınıflarına bakılmaksızın zeminlerdeki kolonların güçlendirilmesi kolay değildir. (Daha küçük sütundaki daha büyük sütun nedeniyle)

Uygulama, inşaat demiri ve kalıp tahtası, donatı ve beton donatı için yürütme montaj fabrikası gibi çeşitli yönetici temsilcilerine olan ihtiyaç nedeniyle diğer bina güçlendirme yöntemlerinde neredeyse bir problemdir.

 Beton ceket uygulaması

Kendiliğinden yerleşen kalıp ve beton ile beton bir ceket uygulamak daha iyidir, ancak beton biraz kalın bir kalınlığa sahipse, beton kullanımı betondan daha iyidir. Bu yöntemde, takviyenin kolon etrafındaki kapatılmasından sonra kalıp ve beton kademeli olarak yapılır. Her adımda kalıbın yüksekliği, beton dayanım ve yoğunluğun elde edilebileceği şekilde olmalıdır. Çatının altındaki üst kısımda beton en zor kısımdır. Beton kaldırım uygulaması şeklinde, sütun bir sprey beton yöntemi ile gösterilir. Şahit betonu betonu yakmak için kremasyon şeklinde kullanılır.

Eski ve yeni beton bileşiğinin kullanılmasını sağlamak için eski beton yüzeyini lekelemeli veya kimyasal yapıştırıcılarla kaplamalıdır. Geçmiş deneyler ve deneyler, beton yüzeyinin kaba işleminin eski ve yeni beton yapıştırması için yeterli olduğunu, ancak mısırın (inşaat demiri) 300 ila 500 mm mesafeye dikilmesiyle eski ve yeni beton arasındaki etkileşimin açıkça ortaya çıktığını göstermektedir.

Beton mahfaza sütuna alınmışsa, yeni beton daralma eski ve yeni beton arasında sürtünmeye neden olacak ve cıvata dikimi gerektirmeyecektir.

Beton kaplamalar için minimum teknik özellikler aşağıda sunulmuştur. Beton kaplama tasarımı ve uygulaması için İran beton kuralının tüm kurallarının uygulanması gerektiği belirtilmelidir.

1. Yeni malzemelerin mukavemeti, malzemelerin mukavemetine eşit veya daha büyük olmalıdır, betonun basınç dayanımının betondan en az 5MPa daha fazla beton olması önerilir.
2. İlave aşınma gerektirmeyen sütunlarda, 8 mm çapında çubuklarla çevrili dört adet 16 mm uzunlamasına donatı kullanmak gerekir.
3. Asgari beton kaplama kalınlığı 100 mm’dir.
4. Minimum çap 8 mm, maksimum 14 mm’dir. Kırıntının bükülme açısı 135 derecedir.
5. Dönme eksenine referans ekseni 200 mm’yi geçmemelidir, fakat tercihen pürüzlülük arasındaki mesafe kaplamanın kalınlığından daha büyük olmamalıdır. Destek kolonundan yüksekliğinin 1 / 4’ü kadar bir mesafede kırıntıların arasındaki mesafe 100 mm’yi geçmemelidir.

Yatay amatör dizilerin sütundaki boşlukları aşağıdaki değerlerden hiçbirini geçmemelidir:

C: Temas grubunun bir üyesi veya üyesi olsun, en küçük uzunluktaki donatı çubuğunun çapının 12 katı.

B: Şamot demiri çapının 48 katı

C: 250 mm

Beton kaplamanın mukavemeti, betonun mukavemetinden daha büyükse, kolonun eğilme mukavemeti analiz edilerek, kolonun enine kesitinin enine kesitinin arttırılması ve malzemelerin kolonun ana malzemeleri olarak değerlendirilmesiyle kolonun mukavemeti geliştirilebilir. İşçinin korunmasının hipotezi ile, kolonun eğilme kapasitesi hesaplanan değerlerin% 90’ına kadar düşünülebilir. Eklenen parçalanma miktarına bağlı olarak kayma kapasitesinin arttırılması hesaplanabilir. Rahatsızlık miktarını hesaplamak için yalnızca eklenen silolar dikkate alınır.

FRP elyaflarla takviye

Yukarıda belirtilenlere göre, beton yapıların güçlendirilmesinde, yapının kapasitesinin uygun şekilde artmasına ek olarak, betonun olumsuz çevresel koşullara karşı iyi bir dayanıklılık gösterebileceği hissedilmektedir. Yeni malzeme teknolojilerinin ve farklı mekanik özelliklere sahip polimerlerin geliştirilmesi, mühendislik topluluğunu, polimer ve kompozit ürünlerin çeşitli yeteneklerini kullanmaya ve bunları kaçınılmaz malzemeler ve malzemelerle değiştirmeye itmiştir. FRP tarafından düzenlenmiş polimerlerin bina endüstrisine gelmesiyle birlikte, en ilginç ve gelecek vaat eden teknolojilerden biri olarak, rehabilitasyon aktivistlerinin inşa edilmesi ve inşa edilmesiyle birçok sorun ele alındı ​​ve beton yapıların güçlendirilmesi ve onarılması için yeni yollar ortaya çıktı. . Bu yöntemlerde, beton yapıların taşıma kapasitesini, onarımını, takviyesini ve takviyesini arttırmak için elyaf, tabaka ve donatı gibi FRP malzemeleri kullanılır.

Bahsedildiği üzere, FRP kompozitler beton yapıların yeniden inşası için kullanılmıştır. FRP, reçine ile emprenye edilmiş yüksek gerilimli bir kompozit malzemedir ve yüksek gerilme dayanımı, düşük ağırlık ve dayanıklılık (korozyon ve zorlu çevre koşullarına karşı) nedeniyle beton yapıların depreme karşı güçlendirilmesinde yaygın olarak kullanılır. Bu nedenle, son yıllarda FRP levhaların kullanılması beton yapıların güçlendirilmesi için iyi bir seçenek olmuştur. Kullanım kolaylığı, vasıflı işgücü, hafiflik ve düşük mukavemet gerektirmeyen FRP, beton yapıların onarımı, alanın normal çalışmasını aksatmadan takviye etmek ve güçlendirmek için iyi bir çözümdür, bu yüzden bu malzemeler tamirlerde özellikle mimarlar için önemlidir. Beton yapıların ve eski binaların yapıları ve tadilatları ve güçlendirmeleri. FRP malzemeli dış silahlanma yöntemi ve aile yöntemleri, beton yapıların güçlendirilmesi için en yaygın yöntemlerdir. Bununla birlikte, bu yöntemler, takviye ajanının erken deformasyonu ve beton yapıların aşırı sıcaklık değişimleri, etki, yangın ve vandalizm gibi olumsuz çevresel koşullara karşı savunmasızlığı gibi ciddi zorluklarla karşılaşmaktadır.

FRP malzemeli beton yapıların güçlendirilmesi

1980’lerde, Fiberle Güçlendirilmiş Polimerle Beslenen Polimer Filament Sistemleri, kompozit veya kompozit bir materyal olarak fiberler ve bağlayıcılar dahil olmak üzere iki ana bileşeni nedeniyle FRP olarak kısaltıldı. Kompozitlerde, bileşen bileşenlerinin her birinin kimyasal ve fiziksel özellikleri saklıdır, ancak birlikte özel uygulamaları olan yeni fiziksel özelliklere ve mekanik davranışa sahip yeni bir malzeme oluştururlar.

FRP kompozitlerde, yeni bir fizik şartnamesi, hafif, ince, korozyon direnci, yüksek gerilme dayanımı ve çeliğin birkaç katı ve kabaca çelikle ilgili uygun elastik bir katsayı, beton, çeliğin güçlendirilmesi ve yeniden yapılandırılması için geçerlidir, Ve bina çok geniş bir alana geldi.

FRP Kompozitlerin Avantajları:

• Düşük ağırlık
• Yüksek esneklik
• Taşıma ve kurulum kolaylığı
• Korozyon koruma sistemlerine gerek yok
• İstenilen parçalara kesmek
• Ağırlık oranı yüksek mukavemet
• Güç ve yüksek sertlik
• Hem iç hem de dış olarak güçlendirilme imkanı
•  Polimer kompozit FRP’nin dezavantajları:
• Yangına karşı güvenlik açığı
• Danışman ve müteahhit tecrübesi düşük
• FRP levhaların pürüzlü yüzeylerde kullanılmasının imkansızlığı
• Bu tür kompozitlerin kullanımı ile artan kırılma yetmezliği

 

 

Kompozitler, GFRP, CFRP ve AFRP olarak sınıflandırılmış, birincisi karbon, ikincisi camdan ve üçüncüsü aramiddir.

FRP elyafları çelik saclarla değiştirilebilir. Çelikten farklı olarak, FRP malzemeleri elektrokimyasal bozulmaya sahip değildir ve çeşitli sıcaklıklarda asitlerin, tuzların ve tuzların neden olduğu korozyona karşı yüksek dirence sahiptir. Bu avantaj, korozyon önleyici kaplamaların kurulum maliyetini düşürür. Ayrıca, FRP tabakalarının ve malzemelerinin montajından önce beton yüzeylerin hazırlanması çelik levhalardan daha kolaydır.

İkinci yöntem, prefabrik FRP malzemelerin kullanılmasıdır. FRP prefabrike malzemeler, kirişlerin bükülmeye karşı rijitliği için de uygun olan çeşitli şekillerde üretilebilir ve kolonların yuvarlanması ve kirişlerin bükülmesinde takviye için kullanılabilecek tabakalar (FRP laminasyon) şeklinde üretilebilir. Kullandım. FRP malzemeleri tipik olarak paketlenir ve kullanım talimatları ile birlikte verilir. Bu tür malzemelerin fiziksel özellikleri arasında deneysel olarak kanıtlanmış olan aşağıdakiler vardır.

FRP elyafları kapasite ve şekillendirilebilirliği arttırmak için beton direklerin etrafına yırtılabilir, bu sertliği değiştirmez. FRP malzemelerinin kullanımında, güçlendirme kuvvetinin derecesinin veya betonarme elemanın kuvvetinin gerilmemiş elemanın direncine oranının, yangın ve yangın olaylarında beton dengesinin yanı sıra, takviye elemanının manipülasyonu ve yıkılmasını önlemek için sınırlı olduğu belirtilmelidir.

Betonarme Kaplamada yüzeye yakın montaj tekniğinde (NSM) takviye edici ajan patlaması, bu sorunların çözülmesinde daha başarılıdır. Ayrıca, NSM yönteminde FRP takviyeleri, FRP takviyeleri ve el yapımı FRM FRAM beton yapıların takviyesi olarak kullanılabilir. MM FRP çubuklar, bir çekirdeğin etrafındaki FRP tabakalarının bükülmesinden yapılır. Bu tip çubukların en önemli avantajı, üzerlerine sürekliliğini artıran ve betonarme yapıların beton davranışını etkileyen önleyici bir sistem yerleştirme olasılığıdır.

FRP Kompozit Eğilme Takviye Çalışması:

FRP kompozit malzemelerin bazı davranış özellikleri nedeniyle, betonarme bir beton elemanın FRP ile bükülmesindeki arıza modları aşağıdaki durumlara ayrılmıştır:

• Bükülme uzaması nedeniyle FRP arızası nedeniyle meydana gelen arıza
• Kirişin üst yüzündeki bükülme basıncı nedeniyle, sıkıştırıcı betonun kirişten kırılmasından kaynaklanan arıza
• Kesme hatası
• Beton kaplamanın ayrılması
• Betonarme tabakanın sonunun kaldırılması
• FRP temas yüzeyinde yapışmanın giderilmesi

Döşemeler, betonarme yapılarda en yaygın kullanılan zemin kaplama türüdür. Döşemeler bükme davranışına göre iki yönlü tek yönlü ve iki taraflı kütlelere ayrılırlar Döşemeler, kütükler, pervazlar, oyuklar ve diğer tipler kullanılarak inşa edilirler. Kiriş bükme konusundaki araştırmalar genellikle slablara uygulanabilir olsa da, iki konu farklı. Her iki durumda da, plakalardaki bükülme uyarlamasının temeli, kompozit FRP malzemelerinin kullanımına ve FRP şeritlerinin veya tabakalarının çekme yüzeylerine bağlanmasına dayanır.

FRP kompozit ile dikey kesme donatı:

Kesim bölümlerinde yükün nasıl aktarılacağını, çatlama olayını, yırtılma tipini ve kayma takviyelerinin rolünü ve kayma makaralarını nasıl güçlendireceğini daha iyi anlamak için, farklı yükleme aşamalarında beton kirişlerin kesme altındaki davranışını incelemek gerekir.

Kayma ve esneme hataları, geleneksel betonarme kirişlerde iki ana arıza modudur.

FRP plakalarını sabitleyerek kirişlerin kayma mukavemetini arttırmak, yapısal parçayı daha kalıplanabilir hale getirerek, bir kopma kopmasına karşı bükülme olasılığını arttırır.

FRP malzemelerinin kayma takviyesinde kullanımı için çeşitli tasarımlar önerilmiştir. Bu tasarımlar arasında FRP’nin kirişin yan taraflarına sabitlenmesi, yanal yüzeyler ve kirişin alt tarafı için U şeklinde bir kapak kullanılması ve fiberlerin ve FRP şeritlerinin kullanılmasıyla kesitin bükülmesi yer alır.

FRP kompozit ile beton kolonlarda eksenel güçlendirme değerlendirmesi:

Genel olarak, eksensel sıkıştırma veya gerilme yükü altındaki herhangi bir eleman bir mil elemanı olarak adlandırılır. Bu atama aynı anda bükülmekte olan üyeler içerir. Sütunların FRP ile güçlendirilmesinin en yaygın yöntemi dış yüzeylerini FRP şeritleriyle kesmektir. Gerçekte kolonun çevrimi ve beton üzerinde ek bir basınç oluşturulması olan bu iyileştirmenin temeli, beton bir eleman üzerindeki çevresel basıncın varlığının basınç dayanımını ve plastisitesini arttırması ilkesine dayanır.

Sütun yeniden konumlandırma yöntemleri üç ana gruba ayrılabilir:

• Kolonun kesitini bükün
• Sarmal
• Prefabrik kabuklu örtü

Beton kiriş

Beton kirişin FRP agregaları ve FRP lifleri ile takviye edilmesi, 3-4 gün boyunca çelik çekme dayanımının 3 katına ulaşır, bu nedenle, FRP elyaflarının çelik levhalara kıyasla çok yüksek bir çekme dayanımına sahip olduğu düşünülürse, FRP, çekme bölgesine bağlanır Beton kiriş içindeki beton, kesitin bükülme kapasitesini arttırır.

Beton kiriş kesit boyutları, mevcut çubukların alan ve mekanik özellikleri ve FRP bağlantı elemanlarının yanı sıra betonun dayanımı gibi birçok faktör, FRP sistemlerini kullanarak beton yapıların eğilme dayanımını arttırmada rol oynar. Teknik literatürde, bu direnç artışının yüzde 10’dan yüzde 160’a kadar olduğu bildirildi

FRP ile betonarme donatı avantajları

• Kirişin bükülme mukavemetinin arttırılması
• Güçlendirilmiş makaslama takviyesi
• Kiriş şeklinin arttırılması
• Korozyon direncini arttırın
• Dayanıklılığı ve ömrü arttırın
• Çatlak genişliğini kontrol et
• Düşük FRP tabaka kalınlığı ve kirişin boyutunda önemli bir değişiklik yok
• Uygulama kolaylığı
• Diğer geleneksel yöntemlere göre düşük maliyetli
• Korozyonla ilgili onarım

beton sütunlar

Kolon sismik yükler altındayken, enerji emme kapasitesi ve kolon sünekliği konusu, FRP fiberlerin kullanımının, kolonun kesme kapasitesini arttırırken kopma modunu makaslamadan bükülmeye değiştirdiğini ve süneklik derecesini düşürdüğünü not etmek için önemlidir.

Kolon üzerindeki yükü artırarak beton, yüke dik yönde açılma eğilimindedir. Enine betonun FRP kaplama ile kaplanması, cam ve karbon fiber tabakaları eklenerek, kolonun nihai kuvvetini 2 kat arttırır ve elbette, betonun deformasyon kapasitesinde lifin 5 kat artmasını sağlar.

Bu yöntemde, liflerin, bir tam boğazda, elemanın boylamasına eksenine dik olarak yerleştirilmesi, organ içinde pasif tutulmaya neden olmaktadır. Bu nedenle, FRP yükleme zamanına ve beton kolondaki enine deformasyonların meydana gelme zamanına karşı pasiftir ve gergin değildir ve yüke etkisi yoktur. Bu nedenle, bir standardın uygulanması ve kurulması ve bu güçlendirme prosedüründe beton ile FRP arasında tam yapışmanın sağlanması çok önemlidir.

FRP ile Beton Kolonları Tutmanın Avantajları ve Özellikleri

• Kolonun eğilme dayanımını arttırın
• Kolonun kayma dayanımını arttırma
• Kolonun basınç dayanımını arttırın
• Korozyon direncini arttırın
• Dayanıklılığı ve ömrü arttırın
• Çatlak genleşme çatlak ve çatlak genişliği
• Düşük FRP tabaka kalınlığı ve kirişin boyutunda önemli bir değişiklik yok
• Uygulama kolaylığı
• Diğer geleneksel yöntemlere göre düşük maliyetli
• Arttırılmış süneklik

betonarme döşeme

Döşeme kapasitesini artırmak, döşemenin dayanımını, korozyon direncini, betonun basınç dayanımını arttırmak, eğilme dayanımını arttırmak, kayma vb. Döşeme adeta dikey yükleri taşıma sorumluluğuna sahiptir, ancak yatay diyafram performanslarına sahip oldukları için, yanal yapının elemanlarına bağlanmaları ve bir sertlik ve mukavemete sahip olmaları gerekir.

Beton plakaları FRP ile güçlendirmek için, FRP kompozitler, bükülme mukavemetini arttırmak için çekme yüzeylerinde şerit veya tabaka halinde uygulanabilir. Basit bir desteğe sahip olan tek yönlü bir döşeme, şeritleri veya FRP plakalarını, alt seviyelerinde uzunlamasına doğrultuda yapıştırarak donatılabilir. İki yönlü döşemede, FRP ile her iki yönde de tadilat yapılır.

Elbette, eğer levha bir ankraj braketine sahipse, FRP şeritleri de levhanın üst kısmına uygulanmalıdır. Ayrıca, sütunların etrafındaki zımbalama beton plakalarının kesme kapasitesini artırmak ve betonarme boşlukları güçlendirmek için FRP ile beton plakaları güçlendirin ve iyileştirin.

Döşeme bağlantısının gerilme bölgesinde CFRP tabakalarının kullanılması, kolonun bitişiğindeki döşemenin eğilme dayanımını artırarak, böylece iki taraflı bağlantıların kayma dayanımını artırarak, kayma çatlaklarının oluşumunu ve arızasını geciktirebilir. Düşük FRP tabakalarının kalınlığından (yaklaşık 0,05 inç veya 1,3 mm) dolayı FRP plakalarının rafine edilmesinde, levhalar kolayca zemin kaplamalarıyla kaplanabilir ve maliyet azaltma ve bu yöntemin ekonomisi üstünlüğüne yol açar. Diğer yaygın yöntemlerle karşılaştırıldığında.

FRP ile betonarme döşemenin avantajları ve özellikleri

• Tek yönlü plakaların artan eğilme dayanımı
• Çift taraflı plakaların eğilme dayanımını arttırın
• Kesme kuvvetini güçlendirin ve arttırın
• Servis yüklerinde zorluk ve gecekonduları artırır
• Arttırılmış süneklik
• Korozyon onarımı ve güçlendirme
• Korozyon direncini arttırın
• Normalden daha ekonomik maliyet
• Uygulama kolaylığı

beton duvarlar

Cam elyafından veya karbon fiberden yapılan FRP kompozit katmanları, beton duvarları, betonarme yapıları, tuğla ve harcı tamir etmek ve donatmak için ideal bir çözümdür. FRP kompozit malzemelerinin yardımı ile yeniden donatılabilecek yapısal elemanlar arasında, aşağıdakilerden söz edilebilir:

• Beton perde duvarları silahlı
• Geleneksel olmayan beton duvarlar
• bina duvarları

FRP ile betonarme duvarların avantajları ve özellikleri

• Duvarların eğilme ve yırtılma dayanımını arttırın
• 5 mm’ye kadar maksimum duvar kalınlığı
• Hafif ve minimum duvar ağırlığını artırmak
• Küçük bir yüzeyle kaplı olsa bile tüm duvarın direncini arttırın
• Sızdırmazlık performansı
• Son derece yüksek korozyon oranı azaltma
• Beton, tuğla ve beton dahil her türlü duvar için uygundur.
• Örtüşmeye gerek yok ve bu nedenle daha ucuza geliyor

Betonarme donatı

Beton derzleri frp ile takviye ederek ve güçlendirerek binanın eğilme dayanımı ve kayma kapasitesi arttırılabilir. Sünnet nedeniyle, bu yöntemin uygulanması ayrıca bağ kuvvetini arttırır. Frp kullanılarak, bağlantının boyutları arttırılmadan direnç arttırılabilir. FRP ile beton derzlerin takviyesinin kullanılması çelik kesmeye tercih edilir çünkü frp ile bağlantının donatı çeliğe zarar vermez ve aynı asitlerin, açıklıkların ve benzeri çarpıcı malzemelerin çok çeşitli sıcaklıklarda aşınmasına karşı koyabilir.

Sonuç olarak, beton ek yerini FRP’ye tekrar takmadan önce montaj yüzeylerinin hazırlanması ve korozyon koruma sistemlerine ihtiyaç duyulmaması ve montajdan sonra muhafaza edilmesi çelik levhadan daha kolaydır. FRP kullanımında, betonarme donatıdan farklı olarak, yapıştırma boyutlarının ve yüksek hacimli inşaat işlerinin artırılmasının gerekli olmadığına dikkat edilmelidir.

Bağlantı noktasındaki iç dikiş nedeniyle, bu tür destekleme sadece levhanın genişliği veya FRP şeridinin genişliği düşük olduğunda, duvardaki iki bağlantı parçası arasındaki deliklere yerleştirilebilecek şekilde kullanılabilir. En yaygın kullanılan yöntemler, FRP ucuna benzer şekilde kavisli olan yöntemlere odaklanır.

Sonuçlar ve deneyimler, bu tip takviyelerin iyi olduğunu ve FRP uygulandıktan sonra oluşturulan deliklerin 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.

Geleneksel güçlendirme yöntemlerine bakın

•  Yüksek maliyet
• Sert Kullanıcı
• Çelik levhalarda korozyon ve çürüme riski
• Eğilmez
• Yapısal bileşenlerin ağırlığındaki değişim ve dolayısıyla, yapısal elemanın doğal frekansındaki değişim
• Yapısal sertliği değiştir
• Ağır malzeme problemleri ve malzeme montajı ve nakliyesi

Kesmeye Karşı Betonarme Yapıların FRP  ile  Güçlendirilmesi

Kesme kırılması, eğilme ile karşılaştırıldığında oldukça ani ve gevrek bir göçme biçimidir. Eğilmeden farklı olarak çatlak gibi oluşumlarla önceden haber vermemektedir. Bu nedenle de yapı elemanlarının onarım ve güçlendirme çalışmaları sadece eğilmeye karşı değil aynı zamanda kesmeye karşı da yapılmaktadır. Betonarme yapıların kesmeye karşı onarım ve güçlendirilmesinde değişik teknikler uygulanmaktadır. Bu teknikler arasında FRP kompozitleri ile güçlendirme çalışmaları pahalı olmasına rağmen son yıllarda oldukça yaygın şekilde yapılmaktadır.

FRP kompozitleri ile kesmeye karşı betonarme kirişlerin güçlendirme çalışmaları

Yapı elemanlarının FRP kompozitleri kullanılarak yapılan onarım ve güçlendirme çalışmaları oldukça çeşitlidir. Bu çalışmalar kullanılan kompozite, kompozitin miktarına, uygulanma şekline, ankrajlanma yöntemlerine v.b. gibi değişkenlere bağlı olarak değişmektedir.

Bu tez kapsamında da kesmeye karşı güçlendirilen kiriş davranışları incelenmiştir. Modellemesi yapılan kirişlerin bir kısmı Özgür ANIL tarafından 2005 yılında Gazi Üniversitesi mekanik labaratuvarlarında test edilmiştir. Bu güçlendirme çalışmasında düşük dayanımlı olarak kesme donatısız üretilen kirişlerin CFRP levhalarıyla güçlendirilmesiyle davranışlarında oluşan değişiklikler incelenmiştir. Deneysel çalışma hakkında daha kapsamlı bilgi 5. Bölümde verilmiştir. Bunun dışında deneyi yapılmamış iki adet kirişin daha modellemesi yapılmıştır. Kiriş davranışlarının daha iyi anlaşılması için de kesme etkisi altındaki betonarme yapıların davranışının incelenmesi gerekir.

Betonarme Elemanlarda Kesme Etkisi

Betonarme bir yapı elemanı eğilme yanında kesme etkisi altında da bulunmaktadır. Beton bir elemanın kesme altındaki davranışını incelemeden önce eğik çatlak, eğik çekme gibi kavramların açıklanmasında davranışın daha iyi anlaşılabilmesi için yarar vardır.

Beton, kesme ve basınç dayanımı yüksek fakat çekme dayanımı düşük bir yapı malzemesidir. Bu nedenle de basit kesme durumunda bile kırılma asal çekme gerilmeleri nedeni ile olmaktadır. Asal çekme gerilmelerinin kırılmaya katkısının ne ölçüde büyük olduğu ilk kez Ritter tarafından öne sürülmüştür. Ritter’den önce kesme kuvveti ile ilgili sorunlar yatay kesme gerilmesi hipotezi kullanılarak çözümlenmeye çalışılmıştır. Bu hipotezle kirişlerde yatay kesme gerilmelerini karşılayacak düzenlemeler yapılmıştır. Ritter’in çalışmaları Mörsh tarafından deneylerle doğrulanmış ve genişletilmiştir. Mörsch önerdiği teoride asal çekme gerilmeleri yerine kesme gerilmelerini temel almıştır. Geliştirdiği kafes-kiriş analojisi ile kesme donatısının hesaplanabileceğini göstermiştir. Bu analojide eğik çatlama oluştuktan sonra betonun kesme dayanımına bir katkısı olmayacağını varsaymıştır. Sonraki yıllarda yapılan çalışmalar bazı durumlarda bu analojinin gerçeği yansıtmadığını göstermiştir. Son yıllarda Çubuk Analojisi de kesme donatısı hesabında yararlı olmaktadır. Basit kesme durumunda asal çekme ve asal basınç gerilmeleri kesme gerilmesine eşit olmaktadır. Bu durumda kırılma çekme dayanımının düşük olması sebebiyle çekmeden kaynaklanmaktadır. Asal çekme gerilmeleri kesme gerilmesine 450’lik açı yapan bir yüzeye etkidiğinden kırılma asal çekme gerilmelerine dik yönde oluşan eğik bir çatlakla gelişir. Bu çatlağa neden olan gerilme eğik çekme böyle bir çatlak da eğik çatlak olarak adlandırılmaktadır. Böyle çatlaklar son derece tehlikeli olup gevrek kırılmaya neden olabilmektedir. Bu çatlakların gelişimi asal çekme gerilmelerinin yönüne bağlıdır.

Sonuçlar ve tavsiyeler

• Bu çalışmada, ortalama 30.25 MPa basınç dayanımına sahip standart boyuta silindir beton
• numuneler tek doğrultulu karbon ve cam kumaş ile sarılarak güçlendirilmiş, betonun basınç
• dayanımına ve şekil değiştirme kapasitesine etkileri araştırılmıştır. Betonlar CFRP ve GFRP ile
• bir veya iki kat enine sarılarak güçlendirilmiş ve test edilmiştir. Yapılan test sonucunda
• güçlendirilen betonların dayanım ve şekil değiştirme kapasitelerinde önemli ölçüde iyileşme

olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre;

1. Güçlendirilen betonlar yükleme esnasında kırılma anına kadar bütünlüğünü korumuştur. Nihai

dayanıma erişinceye kakar karbon ve cam lifler beton yüzeyinden sıyrılmamış, lifler kırılma

anında numunenin orta bölgesinden koparak beton yüzeyinden ayrılmıştır.

2. Kontrol betonuna kıyasla C1 betonunun basınç dayanımı %23.6, şekil değiştirme kapasitesi

%275 artmıştır. C2 betonunun basınç dayanımında ortalama %67.6, şekil değiştirme

kapasitesinde % 525 artış meydana gelmiştir. K1 betonunun basınç dayanımı % 71.4, K2

betonunun basınç dayanımı % 111.6 artmış, sırasıyla şekil değiştirme kapasiteleri %306 ve

%525 oranında artmıştır.

3. Her iki kumaş türünde de sargı katmanı attıkça betonların basınç dayanımı ve şekil değiştirme

kapasitesi artmıştır. Ancak bu artış aynı oranda olmamıştır.

4. Bir kat sarımda % 71.4 basınç dayanımı artışı ile en iyi sonuç karbon kumaşla yapılan

güçlendirme çalışmasından elde edilmiştir. İki kat sarımlarda ise %67.6 oranında basınç

dayanımındaki artış ile en iyi sonuç cam kumaşlardan elde edilmiştir.

5. Betonarme kolonlarda kullanılan etriye, betonun şişmesini engelleyerek betona yanal basınç

uyguladığı, bu yanal basınç etkisi kuşatılmış betonun dayanımını ve sünekliğini arttırdığı

bilinmektedir. Benzer etki FRP kompozitler ile güçlendirilen betonlarda da elde edilmiştir.

FRP kompozitler betonun dağılmasını önleyerek betona önemli ölçüde dayanım ve şekil

değiştirme kabiliyeti kazandırmaktadır.

6. Etriye adım mesafesi yeterli olmayan kolonların güçlendirilmesinde dışarıdan etriye sarmanın

oldukça zahmetli bir işlem olduğu bilinmektedir. Günümüzde yaygın olarak karşılaşılan bu tür

betonarme kolonların FRP’ler ile güçlendirilmesi avantaj sağlayacaktır.