FRP ile Öngerilmeli Betonarme Binalarin Güçlendirilmesi

İnşaat hızını arttırmak ve seri üretime yönelik betonarme prefabrik yapılar, yıllarca çeşitli ülkelere ilgi duymaktadır. Nüfusun hızlı büyümesi ve artan talep, kalkınma projelerinin teslim süresini azaltma ve yatırımcıların yatırım getirilerini azaltma ihtiyacı ve geleneksel inşaat sektörünün geleneksel yöntemlerini değiştirme ihtiyacını doğuran nedenler gibi faktörler her geçen gün artmaktadır. Bu binaların parçaları fabrikada inşa edildikten sonra sahaya sevk edildiğinden, yerinde beton binalara göre daha iyi kalite kontrolüne sahiptir.

Öngerilmeli beton yapıların avantaj ve dezavantajları

Öngerilmeli beton yapılar, diğer tüm yapısal sistemler gibi, aşağıda tarif edeceğimiz dezavantajlara ve avantajlara sahiptir.

Öngerilmeli beton yapıların avantajları

• Endüstriyel üretiminde kontrol kabiliyeti ve hassasiyet sayesinde yapısal elemanların arttırılması
• Kısa inşaat ve montaj süresi
• Binanın en büyük bölümünü fabrikada inşa edin ve atölye maliyetini düşürün
• Prefabrik beton yapıların dezavantajları
• Prefabrike beton binalarda, çevresel olarak uygun olmayan koşullar altında betonarme bileşenler, genellikle işletme sırasında iç bileşenlerin paslanmasına neden olur.
• Çoğunlukla zaman ve beton duruş süreleri nedeniyle, prefabrik beton yapılar, elemanların onarımı, bakımı ve güçlendirilmesini gerektirir.

Kullanıcının değişmesi, üyelerin zayıflaması veya tahrip olması ve sismik tasarım da dahil olmak üzere tasarım noktalarına uyulmaması nedeniyle yapı, bileşenin veya tüm yapının güçlendirilmesini gerektirir.

Bununla birlikte, bir süre sonra, bu binalar aynı zamanda çeşitli korozyon, çatlaklar, ölçeklendirme ve hatta nem veya ısı yalıtımı kaybına maruz kalmaktadır. Bunu akılda tutarak, prefabrik beton binaların performansını korumak için modern, verimli ve ekonomik bir yol kullanmak esastır. FRP kompozit ürünlerinin yardımıyla beton prefabrik binanın güçlendirilmesi yönteminde, yapısal dayanımı arttırmanın yanı sıra, daha fazla korozyon önlenir.

FRP Kompozit Ürünler yardımıyla Beton Öngerilmeli Binanın Güçlendirilmesinin Avantajları

• Cihazın kapasitesini sağlıklı binadan daha fazla arttırın
• Beton ve çeliğin paslanmasına ve paslanmasına karşı güvenlik ve bağışıklık
• Kısa ve uzun süreli yüklemelere karşı yüksek çekme dayanımı
• İskele ve krikoya gerek yok
• Hızlı ve kolay koş
• Düşük ağırlık
• İşçilik maliyetlerini düşürmek
• Sınırlı erişim alanlarında daha kolay kullanım
• Yüksek deformasyon kabiliyeti, FRP’nin çeşitli ebatlarına ve boyutlarına uygun erişim
• Kilo kaybı nedeniyle güvenli ve kolay taşınır
• FRP tabakasının beton ve demirin çeşitli yüzeylerine bağlantısı iyidir ve örtüşmesi yüksek değildir. FRP kompozit malzemelerin maliyetini düşürür.

FRP sistemi ile güçlendirme malzemeleri

yapiştirici

Yapıştırıcı kullanımının nedeni, beton yüzeyler ile kompozit donatı arasında kayma kuvveti transferi oluşturmaktır. Epoksi yapıştırıcılar en yaygın yapısal yapıştırıcılardan biridir.

reçine

Bu malzemeler kompozitlerin mekanik özelliklerinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Lifleri korumak ve yükleri diğer reçine rollerinden dağıtmak.

elyaf

Genel olarak, bina mühendisliği güçlendirme için kullanılan üç ana lif grubu vardır: cam, aramid ve karbon. FRP malzemelerinin yoğunluk aralığı santimetreküp başına 1.2 ila 2.1 gramdır ve bu, çeliğin yoğunluğundan (7.9) yaklaşık 4 ila 6 kat daha düşüktür. Ağırlıktaki bu azalma nakliye masraflarını azaltacaktır, yapıya uygulanan ölü ağırlık yükünü azaltacak ve atölyede elle taşıma ve kurulum yapılmasına izin verecektir.

FRP kompozit malzemeler

FRP kompozitler (lifler ve reçineler) bir reçinede çok sayıda sürekli lif içerir. Elyaflarına AFRP (aramid elyafı), CFRP (karbon elyafı) ve GFRP (cam bazlı elyaf) denir. Kullanılan lifler dayanıklılıkta önemli bir rol oynar ve reçine farklı iplikler arasındaki gerilimi kullanır ve bunları bir arada tutar.

FRP kompozit ile prefabrik betonarme binaların tasarım ve uygulama esasları

Beton yapıların FRP sistemi ile güçlendirilmesi, betonarme bir eleman ile beton yüzeylerde kaplanmış bir FRP arasındaki kompozit performansa dayanan etkili bir yöntemdir. Yapının güvenliğini sağlamak için uygun bir FRP sistemi kullanmak ve FRP sistemini ve uygulamasını dikkatlice tasarlamak gerekir. Yapının güçlendirmeden önce bir dizi onarım işlemine ihtiyaç duyabileceğinden, elemanın durumu ve koşulu, güçlendirme işleminden önce önemlidir.

FRP kompozit sisteminin güçlendirme için uygun olduğu her zaman belirtilmelidir, ek olarak, proje mühendisi yapının güçlendirilmesi için yeterli deneyime sahip olmalı ve FRP kompozit malzemeleri, yapısal davranışları ve güvenliklerine aşina olmalıdır. Tasarlamak için, farklı yüklerin tüm gereksinimleri ve kombinasyonları göz önünde bulundurulmalıdır. FRP kompozit tasarımının iki yönü vardır, biri enine kesitte (tam mukavemetli kompozit tasarım) ve ikincisi, FRP ve betonun iki katmanını birbirine bağlayarak kuvvetleri transfer etme kabiliyetinin incelenmesidir. FRP kompozit sistemlerin kullanımında olası hasarlar tespit edilmeli ve bu kusurların nedeni tanımlanmalı ve gerekirse uygun onarımlar yapılmalıdır.

FRP kompozit ürünlerinin yardımıyla beton Öngerilmeli binaların güçlendirilmesi

Eğilme takviyesi

Kirişler ve kolonlar gibi betonarme beton prefabrik elemanlar, çekme bölgesine epoksi bağlanmış ve maksimum çekme gerilmelerine sahip paralel sürtünmeli elyaflara sahip FRP kompozitler kullanılarak bükülme altında bükülür. Takviyeli prefabrik yapılar için FRP kompozit takviyesinin tasarlanması için, takviye öncesi elemandaki dirençli tasarımın ilk tasarımı belirlenir ve kompozit FRP’nin kesitsel alanını güçlendirmek için tasarım çapası gerekir. FRP kompozit enine kesit, üyelerin maksimum gradyanı olmalıdır, enine kesite ek olarak, FRP de oluşturulan gerilmelere bir cevap olmalıdır.

Bükme takviyesi Prefabrike betonarme elemanları, FRP kompozitlerini yerine yerleştirerek ve bükme elemanının alt, üst ve düz yanlarına yapıştırarak tasarlanır. Hesaplamaları temel alarak, üyeleri güçlendirmek için FRP kompozit çok katmanları kullanmamız gerekiyorsa, diğer kattan sonra her katın üst üste binmesi ve böylece ikinci katın tam olarak ilk katın üzerine yerleştirilmesi gerekir.

Kesme takviye

FRP kompozitler kullanılarak betonarme perde betonarme elemanlarının güçlendirilmesi, dış kuvvetlendiricilerin maksimum gerilme gerilmelerine paralel olarak liflerin ana doğrultusuna bağlanmasıyla yapılır. Yan çubuğun altındaki yapının elemanları, üyenin eksenine dik olan eleman üzerindeki yüktür, ancak FRP kompozit genellikle, elyafların üyenin eksenine dik olacak şekilde tasarlanır ve kurulur.

Kesilmiş beton elemanların takviyesinde, FRP kompozitler genellikle üyelerin üç veya dört yüzüne tutturulur.

Basınç elemanlarının muhafazası

Genel olarak, muhafaza basınç elemanları için kullanılır ve yük taşıma kapasitesini arttırmak amacıyla veya sismik güçlendirme durumunda plastikliği arttırmak için kullanılır. Muhafaza etkisinin arttırılması, betonun mukavemetini ve esnekliğini arttırır ve ayrıca, uzunlamasına donatıların kaymasını ve bükülmesini önler. Sismik problemlerde, mevcut güçlendirme yöntemlerinin genel olarak plastik bağlantının oluşturulduğu bölgedeki artan muhafaza basıncına ve uzunlamasına donatı yamalarına dayandığı belirtilmelidir.

Deprem bölgelerinde, geçmişte prefabrik direklerin tasarımı sadece direnç yönlerine dayanılarak düşünülmüş ve yapısal dengeyi sağlayan sünekliliğin etkisi ihmal edilmiş olduğundan, bu sütunların çoğunun güçlendirilmesi gerekir. Betonarme kolonların veya FRP kompozit ile bacalar ve fırınlar, vb. Gibi benzer elemanların muhafazası, betonun basınç dayanımını, sünekliği, kayma dayanımını ve dayanımı arttırdığından, eksenel, bükülme ve kayma performansını önemli ölçüde arttırır. Çelik donatı burkulmaya karşı basınçlıdır.

FRP kompozit fiberleri söz konusu olduğunda, karbon fiberlerin iki cam fiberin ve aramidin mukavemeti üzerinde daha iyi bir etkiye sahip olduğu söylenebilir, ancak cam fiberlerin artan plastiklik açısından daha iyi bir etkisi olacağı söylenebilir.

Prefabrike beton kolonların muhafazası, aşağıdaki şartlara neden olan FRP kompozit tarafından sağlanabilir:

• Beton gücünü ve deformasyon kapasitesini arttırın
• Beton kaplamaların sıçramasından ve ölçeklenmesinden kaçının

Sıkıştırma elemanlarının takviyesinde, eleman boyunca yatay ya da spiral olarak düzenlenmiş bir FRP kompoziti kullanılarak direnç gösterilebilir. FRP kompozitinin takviye edici performansını arttırmak için uzunlamasına ve enine doğrultuda kompozit kompozisyon kullanmak mümkündür. Prefabrike beton kolona uygulanan yük merkezden fazla olduğunda, FRP kompozit doğrudan üyenin boyuna yönünde kullanılabilir ve kolonun tepesindeki ve altındaki genişlik lifleriyle kontrol edilebilir.