FRP ile Güçlendirme

FRP ile takviye

Günümüzde, güçlendirme, FRP kullanımı ve damper kullanımı gibi modern güçlendirme yöntemleri, geleneksel ve geleneksel güçlendirme yöntemlerinden ziyade yerine yerleştirilmektedir. FRP güçlendirme sistemi, çeşitli endüstrilerde binaların güçlendirilmesi, yapıların güçlendirilmesi ve koruyucu kaplamaların yeni yöntemlerinden biridir. FRP uyarlamasının önemli avantajlarından biri, çekme dayanımı ve çok düşük ağırlık olabilir. Günümüzde yoğun olarak kullanılan bina ve binaların ve beton ve metal yapıların yanı sıra kompozit endüstrisinin restorasyonunda, güçlendirilmesinde ve güçlendirilmesinde kullanılan (Elyaf Takviye Polimeri (FRP) veya elyaf takviyeli polimer, iki temel bileşenden oluşur: Fiber (Elyaf) ve Matriks (reçine).

Genellikle bir FRP kompozitinde:

• Elyafın sertliği mutlaka matris sertliğinden daha yüksektir.
• Fiber, matrisi kimyasal olarak etkilemez.
• Lifler ve matris arasında iyi bir yapışma vardır.
• Elyaf matrisi çevresel saldırılara ve aşınmaya karşı korur.

Aslında, kesme matrisinin ana rolü, elyaftan bitişik malzemeye ve preslenmiş elyafın lokal burkulmasının kontrolüdür. Matris ayrıca, fiberlere mekanik olarak zarar gelmesini de önlemelidir.

Elastik ve oldukça elastik teknik özelliklere sahip olan elyaf veya FRP elyafları, FRP güçlendirme sistemlerinde önemli bir unsurdur. Elyaf oluşturucu FRP malzemeleri bir yönde veya iki yönde dikey olabilir. FRP reçinesi temel olarak lifleri bir arada tutan bir bağlama ortamı olarak çalışır.

Daha önce de belirttiğimiz gibi, FRP malzeme yük taşıma kapasitesinin çoğu elyafla yatar. Bu nedenle, FRP elyaflarının kopma direnci ve yüksek elastik modüllere sahip olması gerekir. Ayrıca çeşitli çevre koşullarında güçlü bir dirence sahiptir ve FRP elyafları da uzunluk değiştirebilmelidir.

Kuşkusuz, FRP malzemelerinin en belirgin ve en önemli özelliği korozyona karşı dirençleridir. Liman, kıyı ve deniz yapılarında, FRP kompozit malzemelerin korozyona karşı optimum direnci, FRP inşaat demiri en kullanışlı özelliğidir.

FRP elyafları çok yüksek yalıtım kalitesine sahiptir Genelde bu malzemeler manyetik ve elektriksel nötrdür ve yalıtılmıştır. Bu nedenle, hastanenin manyetik dalgalara duyarlı alanlarının yanı sıra, manyetik kayan trenlerin iletken yollarının da betonarme FRP çubuklarının kullanılması, radar bantları ve radar merkezlerinde çok faydalı olacaktır.

Yapıştırıcı ve güçlü reçine ile FRP kompozit yapıyı güçlendirmek için beton yüzeye bağlanır. Lifler ve FRP levhalar, beton yapıların bitişik korozif ortamlardan izolasyonu ve güçlendirilmesi için uygun bir kaplama sağlar. Ayrıca, FRP kompozit levha, hasar görmüş yapıyı onarmak ve güçlendirmek için kullanılır (deprem veya iyonize suyun korozyonu nedeniyle).

FRP güçlendirme sistemlerinin kullanımı

FRP kompozitlerin betonarme yapıların güçlendirilmesi ve onarılmasında ve genel olarak FRP betonarme yapılarla güçlendirilmesinin kullanımı, son yıllarda, betonun ömrünü uzatma ihtiyacının esas nedeni ve Temel altyapı gelişimi dünyanın her yerinde. Polimer kompozitlerin temel özellikleri korozyon direnci olabilir, montaj yerinde ve hafifliği kolay kurulur. FRP malzemelerinin kullanımını genişletmedeki diğer bir faktör, bu malzemedeki düşüşdür. Belki de, on yıl önce, FRP kompozitlerinin kullanımı lüks ve pahalı bir yoldu, ancak şimdi bu malzemenin fiyatı düşmüş ve tüm faydalara ek olarak FRP ile güçlendirme de projenin ekonomisini arttırmaktadır. Geçmişte, bu konuda çok az teknik teknik kanıt vardı, ancak bugün dergi ve konferanslarda bu malzemelerin güçlendirme konusunda kullanımıyla ilgili çok sayıda bilimsel makale bulunmaktadır. Bu büyüme eğilimi, kompozit malzemeler kullanarak donatıya duyulan ihtiyaç ve dikkatin artırılmasını ve profesyonel sektörde kullanılacak tasarımın tasarlanması için teknik bilginin tasarlanmasını amaçlayan bu yeni teknolojinin yaklaşımına ve önemine tanık olmaktadır. Analiz yöntemlerinin açıklanması ve tasarımdaki güvenlik faktörlerinin ekonomik hususlarla birlikte dikkate alınması, Kanadalı ISIS Yönetmelikleri, FIB Avrupa ve ACI 440 R Amerika Birleşik Devletleri gibi hesaplama ve yürütme uygulamaları için kılavuz ilkelerin ve düzenlemelerin oluşturulmasına yol açtı.

FRP güçlendirme kullanımının artan nedenleri aşağıdaki gibi özetlenebilir:

• Üretimin, arzın ve dağıtımın arttırılması, FRP fiyatlarının düşmesine ve FRP alım satımının artmasına yol açtı.
• 14’ün gerilme mukavemetinin aksine çok düşük FRP elyafları çok pahalıdır.
• FRP liflerinin ve reçinelerin özelliklerinin son yıllarda iyileştirilmesi, projenin çoğunda güçlendirilmesine yol açmıştır.
• FRP malzemelerin korozyon önleyici özellikleri yüksek mekanik dayanımla birlikte beton, çelik, köprüler, borular, rezervuarlar ve petrokimya ve endüstriyel tesislerde iki kategoride donatı takviyesi ve korozyon önleyici kaplamaya eş zamanlı olarak zaman kazandırdı Ve maliyet.
• FRP’nin beton yapıların güçlendirilmesinde kullanılması, betonarme yapı bileşenlerinin imhası ve geleneksel güçlendirme için daha ucuzdur.
• Değiştirilmiş FRP üretim yöntemi, daha yüksek direnç özelliklerine ve daha yüksek teknik özelliklere ve daha düşük FRP fiyatlarına sahip ürünlerin üretimine yol açmıştır.
• FRP elyaf bileşimini matrisle (epoksi reçinesi FRP) optimize etmek, FRP FRP sistemlerini daha iyi uyumluluk için uzlaştırmak ve güçlendirmek mümkündür.

FRP güçlendirme sisteminin avantajları

• FRP güçlendirme uygulamasının geleneksel güçlendirme yöntemine göre avantajları şunlardır:
• FRP malzemelerinin ağırlığı, yapısal takviye ve güçlendirme hedeflerinden biri olan önemsizdir.
• Yüksek FRP elyaflarının çekme dayanımı
• FRP katmanlarının düşük kalınlığı (bir milimetrede) yapının güçlendirilmesinde kullanılmalarını gereksiz kılar.
• FRP’nin binayı güçlendirmek ve yeniden inşa etmek için kullanılması çok zaman almaz ve güçlendirme üyelerine çok kısa sürede hizmet vermeye hazırdır.
• FRP korozyona karşı yüksek dirence sahiptir. Bu, yapısal elemanların aşındırıcı ajanlardan korunmasına neden olur ve yüksek geçirgenlik özellikleri nedeniyle periyodik onarım ihtiyacını ortadan kaldırır.
• FRP malzemelerinin teknik tasarım ve tasarımdaki yüksek kabiliyeti (sertlik, sağlamlık ve süneklik) bunları güçlendirme sistemlerinde benzersiz kılmıştır.
• Güçlendirme sırasında FRP kullanmayı bırakmayın
• Manyetik görüntülemede kullanılan özel yapılarda önemli olabilecek FRP malzemelerinin elektromanyetik kirlenmesi.

FRP güçlendirme sistemi ile ilgili sorunlar

• FRP malzemelerinin yapısal iyileştirme ve iyileştirmelerdeki tasarımı ve hesaplanması, izotropik olmayandan çelik ve betona göre farklıdır.
• FRP ile yapısal takviyede, uygun elyaf / reçineye oranının seçimi, kullanılan elyaf ve reçinenin türü, istenen kaplama malzemeleri ve ayrıca tabakaların yerleştirilmesi ve uygulanması son derece doğru olmalıdır.
• FRP malzemelerinin düşük sünekliği, güçlendirme düzenlemelerinin istenen bölümlerinin karşılanmasını mümkün kılar ve bu malzemelerin esnekliği içindeki yırtılma suşunun bir miktar sınırlandırılmasını gerektirir.
• FRP malzemelerinin yangına karşı göreceli zayıflığından dolayı, bir takviye projesi, güçlendirme maliyetini artırmak için FRP katmanı üzerinde ilave kaplama yapılmasını gerektirir.

FRP ile takviye için kullanılan malzeme türleri

FRP’nin yapımında, yenilenmesinde ve güçlendirilmesinde iki genel FRP malzemesi türü kullanılır. Bu iki tip FRP çubuklarını veya FRP bağlantı elemanlarını ve FRP kaplama malzemelerini içerir. Bu iki tipe ek olarak, I şeklindeki FRP profilleri, saplamalar, kutular ve köşeler de günümüzde yeni yapılar inşa etmek ve binaları yeniden inşa etmek için kullanılmaktadır. Aşağıda, FRP güçlendirme sisteminde yukarıdaki malzemelerden herhangi birinin kullanımı açıklanmaktadır.

 FRP çubukları

Üç tip GFRP cam elyafı, CFRP karbon elyafı ve AFRP aramid elyafından üretilen FRP bağlantı elemanlarının (FRP bağlantı parçaları), epoksi reçine, polyester ve vinil ester ile günümüzde çeşitli endüstrilerde ve bina yapımında kullanılmaktadır. Donatı ve donatı için FRP inşaat demiri kullanan bir yöntem, NSM FRP Çubukları ve NSM FRP Şeritlerini içeren yüzeye yakın bir NSM yöntemidir.

Çelik ve betonun birleşimi yüksek mukavemetli bir bileşiktir ve çelik ile beton arasındaki bu uygun yapı, onu beton bölümün en kullanışlı ve kaliteli beton elemanlarından biri yapar. Ancak çelik için oksidasyon adı verilen bir sorun var. Özellikle uygun beton ve çatlak eksikliği, yetersiz beton kaplamalar, uygun olmayan hava koşulları vb. Nedenlerden dolayı, çelik eleman neme, tuzlara, klorürlere vb. Maruz kalır ve çalmaya başlar. Betonun patlamasına neden olur. Bu problem FRP milleri kullanılarak çözülebilir. Yüksek mukavemetli gerilebilir FRP milleri, kabul edilebilir elastik modül, yüksek korozyon direnci, yorulma ve sürünmeye karşı iyi direnç, betona iyi yapışma, elektromanyetik dalgalara karşı yalıtım, hafif ve hafif olması, çabuk kurulmasını ve çalışmasını kolaylaştırır. Taşıyıcı kapasiteyi artıran, yapısal mukavemeti artıran, yapının korozyon ve hafifliğini azaltan çeliği değiştirmek için çok uygun bir elementtir.

Ayrıca, yapıların tasarım ve uygulamasındaki zayıflıkların yanı sıra düzenlemelerdeki değişiklikler ve bina standartlarına uyma zorunluluğu, bina rehabilitasyonunda FRP inşaat demiri kullanımı ve yapıların güvenliğinin yanı sıra güçlendirme ve iyileştirme çalışmaları nedeniyle Zayıf ve hasarlı üyeler çok iyi bir seçenektir.

Hesaplamalarda, FRP malzemelerinin yangına karşı düşük bir direnç gösterdiğine dikkat etmeliyiz, böylece tasarımlara direnç göstermezler, ancak yangın önleyici reçineler kullanılarak geliştirilebilirler. affediyorum. Beton kaplamada uzunlamasına bir çatlak varsa, bağlantıların yapıştırılması keskin bir şekilde azalır. Ayrıca, FRP’ler ultraviyole dalgalarına, şiddetli alkali ortamlara, sık sık kurutma ve erime ve erime ve donmaya maruz kalırsa, özellikleri önemli ölçüde azaltılacaktır. Deneyler, FRP çekirdeklerinin akmadığını ve arıza anına kadar lineer davranacaklarını göstermiştir.Bu nedenle, doğrusal arıza anına bükülen FRP-silahlı beton kirişler, parçalanır ve kırılır.

 

FRP kaplama

FRP kaplamaları, temel olarak mevcut yapı davranışını güçlendirmek, iyileştirmek ve iyileştirmek veya mevcut yapıda yaratılan hasarları modern bir mühendislik yaklaşımı olarak onarmak için kullanılır. Belirtildiği gibi, bu malzemeyi güçlendirme için uygun kılan temel özellik, kırılmaz özellikleri ve yüksek ağırlık direncidir. Bu nedenle, aşağıdaki gibi somut yapıların güçlendirilmesi için çeşitli teknikler geliştirilmiştir. Bir beton elemanın dış yüzeyine veya başka bir yüzeye yapışan FRP kaplamaları, EBR-Harici Olarak Bağlanmış Takviye olarak bilinir.

Örneğin, EBR yöntemiyle donanmış beton kirişlerin bükülmesinin güçlendirilmesi, FRP tabakasının kirişin gerilme kuvvetine yapıştırılmasıyla yapılır. Tabakayı bu yöntemle kurmadan önce, montaj sahasının hazırlanması özel bir öneme sahiptir. Altta kalan yüzeyin özelliklerini geliştirmek ve kirlenmeleri ortadan kaldırmak için yüzey hazırlığı ve uygun bir yapıya sahip yeni bir yüzey oluşturun. Bu amaçla, ilk olarak, yüzey sürtme, kumlama veya su basıncı gibi yöntemler kullanılarak, betonun yüzey katmanı bir dereceye kadar inceltilir, böylece agrega seviyeleri görünür ve FRP katmanı ve beton arasında daha fazla yapışma oluşturmak için daha güçlü bir yüzey sağlar. Olmak Daha sonra, hava basıncı veya su basıncı kullanılarak, toz ve toz parçacıkları beton yüzeyden temizlenir. Daha sonra uygun malzeme kullanılarak gözenekler ve yüzeyler doldurulur ve sonunda uygun epoksi kullanılarak FRP levha beton yüzeye yapıştırılır. Bu yöntemde, önceden hazırlanmış FRP tabakaları (fabrikada hazırlanan levha) veya hazır yerinde yöntem (yerinde yapışkanla kaplanmış FRP elyafları) kullanılabilir. Ayrılma olgusunun ortaya çıkma olasılığını azaltmak için, levhalar ve beton arasındaki yapışma kalitesi arttırılmalıdır. Yüzeye montaj basit ya da geleneksel bir şekilde, ya kiriş yüzeyine bağlamadan önce FRP tabakasına ön baskı uygulanarak ya da tabakanın kiriş yüzeyinden ayrılma olasılığını azaltmak için, tabakanın altındaki U-biçimli şeritler gibi gerekli bir kaplamanın sağlanmasıyla gerçekleştirilebilir.

Yapıları onarmak, onarmak, yenilemek, güçlendirmek ve güçlendirmek için üç tür FRP kaplama kullanılır.

FRP el yapımı kapak

Bu tip FRP kaplamada, beton beton yüzey ilk önce hazırlanır ve üzerine bir tabaka yapıştırıcı veya reçine uygulanır. Dokuma lifleri daha sonra el istenen yüzey üzerinde olacak şekilde bir veya daha fazla yönde monte edilir. Sonuç olarak, kuruduktan sonra, elemanın yüzeyine bir FRP kompozit kaplama katmanı tutturulur. Bu yöntemde, FRP lifleri aşağıdaki şekillerde temin edilebilir.

• Tek yönlü karbon elyaf
• İki yönlü karbon elyaf
• Tek Taraflı Cam Elyaf
• İki yönlü cam elyafı
• Aramid lifi
• FRP Levhalar veya Bileşik Önceden Şekillendirilmiş Levhalar ve Laminat

Bu durumda, FRP kompozitler fabrikada levhalar, laminatlar veya yönelimli kayışlar şeklinde yapılır. Döşeme ve kirişler gibi yassı elemanlarda, FRP prefabrik kayışlar ve çıtalar, yapıştırıcı ve reçine kullanılarak temizlenmiş bir eleman yüzeyine yapıştırılır. Bu kayışların genişliği genellikle 5 ila 15 santimetre arasındadır.

Makine levha

Bu sistemde, FRP lifleri kuru olarak uygulanır veya FRP reçinesi ve tutkalı ile önceden emdirilir. FRP yapışma yüzeylerini beton elemanına tamamen sertleştirmek için bir termal mahfaza veya bir tutma odası kullanılır.

FRP güçlendirme çözümü

FRP onarım, yeniden yapılanma ve güçlendirme projesi artık yaygındır ve FRP malzemeleri kullanılarak yapısal hasar ve güç arttırılabilir.

En önemli konulardan biri, Aramid gibi, takviye edici polimerik fiberlerin bozulmasıdır. İnce liflerden yapılan aramid için, örneğin, Florida’da beş hafta güneş ışığına maruz kaldıktan sonra, direnç düşüşünün% 50’si rapor edilmiştir. Bununla birlikte, bu etki genellikle yüzeyseldir, bu nedenle, daha kalın kompozitlerde, bu bozulmanın etkisi, kısmi araçların özellikleri üzerindedir. Yüzey özelliklerinin de önemli olduğu durumlarda, güneş ışınlarının altında yüzeysel çatlamayı azaltmak için dikkate alınması gereken hususlar dikkate alınmalıdır.

Geçtiğimiz yirmi yılda, altyapının aşınması ve katı tasarım gereksinimlerini karşılamak için yapıların güçlendirilmesi gerekliliğinin ardından, dünya çapında yapıların inşa edilmesi ve onarılmasına vurgu yapıldı. Öte yandan, özellikle deprem eğilimli bölgelerde yapıların sismik rekonstrüksiyonu çok önemli hale gelmiştir. Bu arada, FRP kompozitlerinin dış güçlendirici olarak kullanımına yönelik tekniklerin, yüksek mukavemet, hafiflik, kimyasal direnç ve kullanım kolaylığı dahil olmak üzere benzersiz özellikleri açısından özel bir öneme sahip olduğu bulunmuştur. Diğer taraftan, bu teknikler hızlı uygulama ve düşük maliyet nedeniyle özellikle cazip hale gelmiştir.

FRP kompozitler ilk olarak betonarme köprüler için takviye malzemesi olarak ve betonarme kolonlarda muhafazalar olarak kullanılmıştır, ancak ilk araştırma çalışmaları nedeniyle, 1980’lerin ortasından beri, FRP malzemelerinin yapısal güçlendirme konusunda kullanımı konusunda büyük bir gelişme kaydedilmiştir. Ahşap, ahşap ve hatta metal içeren yapılara çeşitli uygulamalar yapılmıştır. Kirişler, levhalar, sütunlar, perde duvarları, derzler, bacalar, kemerler, kubbeler ve makaslar dahil olmak üzere çeşitli bileşen parçaları FRP malzemelerine karşı dayanıklıdır.

Çelik kılavuzların ve çelik spirallerin kullanımına kıyasla, FRP kullanan kapsülleme tekniği, tüm kolon kesiti için muhafazayı sürekli olarak kapatabilme özelliğine sahiptir. Ayrıca, bu malzemeler doğal özelliklere sahiptir (yüksek ağırlık direnci ve korozyona ve elektromanyetik nötrlüğe karşı yüksek direnç), böylece beton elemanlarının güçlendirme ve yeniden yapımında başarılı bir şekilde kullanılabilirler.

FRP, gerekli kirişlerin tamamı veya bir kısmına alternatif olarak beton kirişlerinde ve beton levhalarda kullanılabilir. Betonarme donatılarda da kullanılabilir ve yapışma dayanımını artırabilir. FRP ayrıca perde duvarlarını güçlendirmek için kullanılır. FRP duvarların kalıplanabilirliğini artırabilir ve onları sınırlayabilir.

Deneysel çalışma

Test numuneleri

Karbon ve cam kumaş ile yapılan sargının ve sargı miktarının betonun basınç dayanımı ile sünekliğine etkilerini araştırmak amacıyla ortalama 30 MPa basınç dayanımına sahip standart (150 mm çapında 300 mm yüksekliğinde) silindir beton numuneler üretilmiştir. Numuneler tek doğrultulu CFRP ve GFRP ile farklı katmanlarda sarılarak güçlendirilmiştir. Numunelerin dördü kontrol, dördü bir kat cam, dördü bir kat karbon, dördü iki kat cam, dördü iki kat karbon kumaş ile sarılmıştır. Hazırlanan test numunelerine ait kotlamalar Tablo 1’de verilmiştir.

Malzemeler

Betonların güçlendirilmesinde kullanılan tek doğrultulu karbon ve cam kumaşlar; betonarme, tuğla ve ahşap yapı elemanlarının taşıma kapasitelerinin artırılması, deprem gibi çeşitli olaylar sonucunda yapıda meydana gelen hasarların onarımı ve standartların değişmesi sonucu yapıların yeni standartlara uyumlu hale getirilmesi amacıyla güçlendirilmesi gibi farklı nedenlerle kullanılmaktadır. Kumaşların beton yüzeyine iyice yapışması ve beton yüzeylerinden sıyrılmaması için çift bileşenli epoksi tercih edilmektedir. Betonların güçlendirilmesinde tek doğrultulu karbon ve cam lifli dokumalar kullanılmıştır. Karbon lifli dokuma olarak CTech-LLC® UCWTM ürünü, cam lifli dokuma olarak ise CTech-LLC® UGWTM ürünü kullanılmıştır. CTech-LLC® ERSTM400 çift bileşenli epoksi esaslı doyurma reçinesi, yaygın olarak, carbon ve cam elyafı silindir numunelerin yüzeylerine yapıştırmak amacıyla kullanılmaktadır. Uygulaması kolay olan CTech-LLC ERSTM400, beton, taş, metal, ağaç ve yapı malzemeleri için uygun bir yapıştırıcı malzemedir. 4 kg A bileşeni (reçine) ve 1 kg B bileşeni (sertleştirici) hazır setler halinde ambalajlanan CTech-LLC® ERSTM400 epoksi reçinesi, 4/1 oranında karıştırılarak uygulama yüzeyi sıcaklığı +10°C ile +35°C arasında olan beton yüzeylerine mala, fırça, rulo yardımı ile kolaylıkla uygulanabilmektedir. Yüksek mukavemete sahip olan bu reçine aynı zamanda, devamlı yükler altında yüksek bir sünme dayanımı göstermektedir. CTech-LLC® epoksi reçine; kolay karıştırılır olması, mala ve doyurma rulosu ile uygulanabilmesi, elle empregnasyon (doyurma) işlemi için uygun olması, düşey ve baş üstü yüzeylerde kolaylıkla uygulanabilmesi, birçok yüzeye iyi aderans sağlaması, emsallerine göre yüksek dayanımlı olması, astar uygulaması gerektirmemesi, uygulama öncesi ve sonrası neme dayanıklı olması ve solventsiz olması gibi birçok avantaja sahiptir. CTech-LLC® epoksi reçinesine ait karakteristik bazı özellikler Tablo 2’de verilmiştir.

 

 

ONARIM VE GÜÇLENDİRME ÇALIŞMALARI

Yapı elemanları ömürleri boyunca çeşitli yüklere maruzdur.Bu yükler altında yük taşıma kapasiteleri düşmekte ve onarılmaları gerekmektedir. Ayrıca bazı yapı elemanlarının tasarım sırasındaki hatalar nedeniyle yeniden düzenlenmesi gerekmektedir. Betonarme yapı elemanlarının güçlendirilmesi çeşitli yöntemlerle yapılmaktadır. Bu yöntemler arasında yapı elemanlarının mantolanması, çelik plakalarla güçlendirilmesi ve kompozit malzemelerle güçlendirilmesi gelmektedir. Mantolama ile yapı elemanının kullanım yüküne uygun boyutlandırması yapılmakta ve eleman yeniden düzenlenmektedir. Böylece eleman istenilen kullanım yükünü taşıyacak hale getirilmektedir. Ancak bu yöntem uzun zaman alabildiği gibi yapının ağırlığını da arttırmaktadır.

Çelik plakalar ile güçlendirmede ise yapı elemanlarına çelik plakalar uygulanmakta böylece elemanların yük taşıma kapasitesi arttırılmaktadır. Çelik plakalar ile güçlendirmede karşılaşılabilen en büyük zorluk ise çelik plakaların şekil almasının güç olmasıdır. Ayrıca yangın ve korozyon gibi dış etkilere karşı açık olmaları bu yöntemi etkileyen önemli faktörlerdir. Kompozit malzemeler ile güçlendirmede ise elemanlara değişik yöntemlerle kompozit malzemeler uygulanmaktadır. Bu kompozitler, güçlendirilecek yapı elemanlarına epoksi gibi bir yapıştırıcı malzeme ile uygulanmaktadır. Kompozitler elemanın uzunluğu boyunca uygulanabileceği gibi aralıklarla da uygulanabilmektedir. Kompozitler ile yapılan güçlendirme de yapı elemanlarının yük taşıma kapasitesi diğer güçlendirme yöntemlerine göre önemli ölçüde arttırılmaktadır. Ayrıca FRP kompozitleri hafif malzemeler olduğundan yapıya ek bir ağırlık getirmemektedir. Bu yöntemlerin en büyük dezavantajı ise maliyetin biraz daha fazla olabilmesidir.

Yapı elemanları eğilmeye ve kesmeye karşı güçlendirilmektedir. Çalışma kapsamında modellenemesi yapılan kirişler kesmeye karşı FRP kompozitleri ile güçlendirilmiş kirişlerdir. Bu kirişler kesme donatısız olarak üretilmişlerdir. Modellenen kiriş davranışının daha iyi anlaşılabilmesi için FRP kompozitleri ile kesme davranışının kısaca açıklanmasında fayda görülmüştür.

FRP Kompozitleri

İnşaat sektöründe en çok tercih edilen kompozitler FRP kompozitleridir. FRP kompozitleri fiberler ve matriks reçinesi olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Fiberler dayanımları oldukça yüksek olan malzemeler olup kompozitin sürekli kısmını oluşturmakta, matriks reçinesi ise bu fiberleri bir arada tutarak kuvvetin fiberler arasında iletilmesini sağlamaktadır (Head 1992). FRP kompozitleri liflerin kullanımına bağlı olarak CFRP (carbon fiber reinforced polymer), GFRP (glass fiber reinforced polymer) ve AFRP (aramid fiber reinforced polymer) olmak üzere üçe ayrılmaktadır. Çalışma kapsamında modellemesi yapılan kirişler CFRP kompozitleriyle güçlendirilmiştir. CFRP poliester reçine içine gömülmüş 5-10 mikrometre çapında çok ince karbon elyaflardan oluşur.

FRP kompozitlerinin özellikleri:

Avantajları

FRP kompozitlerinin avantajları şu şekilde sıralanabilmektedir.

1. FRP kompozitleri korozyona, kimyasallara karşı genellikle daha dayanıklıdır
2. FRP kompozitleri yüksek dayanım/ağırlık oranına sahiptirler. Çeliğin %20 si kadar bir ağırlığa sahipken bile çelik plakalardan %20 daha güçlüdür.
3. FRP kompozitlerinin rijitlik/ağırlık oranları daha yüksektir
4. FRP kompozitleri yüksek çekme dayanımına sahiptirler.
5. Kolay uygulanabildikleri gibi oldukça fazla şekilde uygulama yöntemi mevcuttur
6. Kompozitler istenilen şekle ve yüzey özelliklerine göre şekillendirilebilirler

Dezavantajları

FRP kompozitlerinin dezavantajları şu şekilde sıralanabilmektedir.

1. FRP kompozitleri çeliğe göre pahalıdırlar.
2. FRP kompozitleri anizotropik malzemelerdir. Farklı yönlerde farklı malzeme özellikleri göstermektedir

FRP güçlendirme çözümü

FRP onarım, yeniden yapılanma ve güçlendirme projesi artık yaygındır ve FRP malzemeleri kullanılarak yapısal hasar ve güç arttırılabilir.

En önemli konulardan biri, Aramid gibi, takviye edici polimerik fiberlerin bozulmasıdır. İnce liflerden yapılan aramid için, örneğin, Florida’da beş hafta güneş ışığına maruz kaldıktan sonra, direnç düşüşünün% 50’si rapor edilmiştir. Bununla birlikte, bu etki genellikle yüzeyseldir, bu nedenle, daha kalın kompozitlerde, bu bozulmanın etkisi, kısmi araçların özellikleri üzerindedir. Yüzey özelliklerinin de önemli olduğu durumlarda, güneş ışınlarının altında yüzeysel çatlamayı azaltmak için dikkate alınması gereken hususlar dikkate alınmalıdır.

Geçtiğimiz yirmi yılda, altyapının aşınması ve katı tasarım gereksinimlerini karşılamak için yapıların güçlendirilmesi gerekliliğinin ardından, dünya çapında yapıların inşa edilmesi ve onarılmasına vurgu yapıldı. Öte yandan, özellikle deprem eğilimli bölgelerde yapıların sismik rekonstrüksiyonu çok önemli hale gelmiştir. Bu arada, FRP kompozitlerinin dış güçlendirici olarak kullanımına yönelik tekniklerin, yüksek mukavemet, hafiflik, kimyasal direnç ve kullanım kolaylığı dahil olmak üzere benzersiz özellikleri açısından özel bir öneme sahip olduğu bulunmuştur. Diğer taraftan, bu teknikler hızlı uygulama ve düşük maliyet nedeniyle özellikle cazip hale gelmiştir.

FRP kompozitler ilk olarak betonarme köprüler için takviye malzemesi olarak ve betonarme kolonlarda muhafazalar olarak kullanılmıştır, ancak ilk araştırma çalışmaları nedeniyle, 1980’lerin ortasından beri, FRP malzemelerinin yapısal güçlendirme konusunda kullanımı konusunda büyük bir gelişme kaydedilmiştir. Ahşap, ahşap ve hatta metal içeren yapılara çeşitli uygulamalar yapılmıştır. Kirişler, levhalar, sütunlar, perde duvarları, derzler, bacalar, kemerler, kubbeler ve makaslar dahil olmak üzere çeşitli bileşen parçaları FRP malzemelerine karşı dayanıklıdır.

Çelik kılavuzların ve çelik spirallerin kullanımına kıyasla, FRP kullanan kapsülleme tekniği, tüm kolon kesiti için muhafazayı sürekli olarak kapatabilme özelliğine sahiptir. Ayrıca, bu malzemeler doğal özelliklere sahiptir (yüksek ağırlık direnci ve korozyona ve elektromanyetik nötrlüğe karşı yüksek direnç), böylece beton elemanlarının güçlendirme ve yeniden yapımında başarılı bir şekilde kullanılabilirler.

FRP, gerekli kirişlerin tamamı veya bir kısmına alternatif olarak beton kirişlerinde ve beton levhalarda kullanılabilir. Betonarme donatılarda da kullanılabilir ve yapışma dayanımını artırabilir. FRP ayrıca perde duvarlarını güçlendirmek için kullanılır. FRP duvarların kalıplanabilirliğini artırabilir ve onları sınırlayabilir.

Bağlantılarda FRP ile güçlendirme

Bağlantılar, yapının en savunmasız kısmı ve aynı zamanda donatı için yapının en zor bileşenidir. Yapılarda ve binalarda armatürlerin önemi kimse tarafından karşılanmamaktadır ve son depremlerde bina arızası raporları, arızaların ve kırıkların çoğunun armatür bölgesinde olduğunu göstermektedir. FRP güçlendirme, yapılardaki derzleri güçlendirmek ve güçlendirmek için en etkili ve en basit yöntemlerden biridir.

Deprem yüklemesi için betonarme bir yapı tasarlandığında, yapının orta dereceli depremlere dayanması ve hasar görmemesi ve ayrıca ciddi depremlerde yapıya zarar vermemesi beklenir, bu nedenle bu davranış deformasyona neden olur. Çerçeve üyelerinde birçok yapı inşa edilir. Katlanabilir bir çerçevenin takılması, deprem yüklerinin neden olduğu deformasyonların taşınmasında önemli bir rol oynar. Betonarme çerçeveler deprem kaynaklı yanal kuvvetlere maruz kaldığında, eklemlerde önemli deformasyonlar meydana gelir, bu deforme kuvvetlerini birçok deformasyon ile oluşturur, böylece betonarme yapıların takviye edilmesi Direnç yeterince biçimlendirilmelidir. FRP kompozitlerde bükülme mukavemeti artar, ancak FRP kompozit malzemelerin kötü kullanımı nedeniyle süneklik azalır. Kalıbın FRP ile güçlendirilmesi, geleneksel bükülme bükme çerçevelerinde plastik eklemin kolondan sökülmesine yol açabilir. FRP takviyeli bağlantıların doğrusal olmayan analizinin sonuçları, bir FRP kompozit tabakasının uygulanmasıyla takviyeli çerçevelerde, iç bağlantının bükülme mukavemetini arttırdığını ve plastikliği azalttığını göstermektedir. FRP kompozitler ile takviye edici bağlantılarda, takviyeli alanların sınırlandırılmasını sağlamak için kayma deformasyonlarını en aza indirmek için enine kesit FRP tabakaları kullanılması önerilmektedir.

FRP uygulamaları

• FRP malzemelerle ve epoksi gibi uygun reçineli kaplamalar ile restorasyon ve güçlendirme
• Betonu yeniden oluşturun ve çelik donatıyı FRP fittingleri ile değiştirin
• Elementlerin ve bileşenlerin FRP agregaları ile yapısal olarak güçlendirilmesi
• Yapısal bileşenlerde epoksi reçine ve sertleştiricinin enjeksiyonu veya FRP anti-asit polimer kaplama ile betonun korunması
• FRP ile kaplama
• Çürüyen beton taşlama yerine FRP inşaat demiri yerleştirme
• Yeni ve döner betonun sütun, kiriş ve zemin elemanlarıyla FRP elyaflarla değiştirilmesi
• Profiller ve kompozit FRP levha ile direnç eksikliği sağlamak
• FRP polimer bileşim sistemi ve geleneksel yöntemle takviye
• CFRP levhaların ve elyafların ve GFRP elyaflarının kirişlerde, sütunlarda ve beton duvarlarda güçlendirilmesi
• FRP lifi etrafına vidalayın ve betonda polimerik lifi içeren muhafaza
• Epoksi duvarcılığın paketlenmesi ve enjeksiyonu ve FRP’ye sarılarak vidalanarak beton dayanımının arttırılması
• FRP güçlendirme günlüğü tarafından eğilme güçlendirme
• Yanal emniyet sisteminin kullanımı ve üyelerin FRL ile lokal takviyesi
• Yüksek FRP, FRP laminat levha ve FRP ile güçlendirilmiş kompozit donatı nedeniyle yapısal donatı ve FRP ile donatı
• Asitli ve korozif ortamlarda yüksek direnç ve dayanıklılığa sahip kompozit bir FRP kompozit sistemin yapısı
• FRP armatürünün çok yüksek direnci nedeniyle beton eleman içinde FRP inşaat demiri zımparalama yönteminin kullanılması
• FRP ile takviye
• Şirketin uygun güncellemesinin kullanılması
• FRP kirişin uzunluk ve genişliğinde güçlendirme
• Geleneksel yerine FRP silahlı polimer kullanılarak restore edildi
• FPP Elyaflarla Reçine Enjeksiyon ve Sınırlandırma Muhafazası

FRP ile esnek kiriş güçlendirmesi

FRP katmanının kirişin altına uygulanması, bükme elemanının modunu esnek durumdan kırılgan durumuna değiştirecektir. Düşük ağırlık, yüksek korozyon direnci, yüksek çekme dayanımı ve basit uygulama dahil bu malzemenin benzersiz özellikleri, geleneksel yönteme hızlı bir alternatif olmasını sağlar. FRP levhalar, beton elemanların fonlarında harici bir silahlandırma maddesi olarak farklı tiplerde ve farklı mekanik özelliklere sahip olarak monte edilir ve ek yük rolü oynar. FRP bağlama ile güvenilir güvenilirlik, esas olarak, gerilmenin betondan FRP tabakaya ortak yüzey tarafından uygun şekilde aktarılmasına bağlıdır.

Kirişlerin bu yöntemle takviye edilmesi, bölümün eğilme dayanımını büyük ölçüde arttırır ve ayrıca bükme kirişlerindeki bozulmanın ertelenmesine neden olmaz.

FRP ile betonarme kiriş güçlendirmesi

Günümüzde, mevcut RC yapılarının çoğu, kullanıcı değişiklikleri, sistemin gerekliliklerinin geçmişe değişmesi, yapıdaki yükün artması, uygun tasarımın eksikliği, uygulamadaki yanlışlıklar, vb. Nedeniyle kapasite ve kullanımda güçlük çekmektedir. Yıkım ve yeni bir binanın inşaatının maliyeti çok ağır ve ekonomik olmadığından, mevcut yapıların iyileştirilmesi ve güçlendirilmesi tartışması başarılı olmuştur. Beton yapıların güçlendirilmesi, çelik ve beton ceketler, elemanın taşıma kapasitesini arttırmak için FRP kompozitlerinin kullanılması ve örgü ve ayna gibi sismik direnç elemanlarının eklenmesini içerebilir.

Hafif ve kolay uygulamaların yanı sıra sağlamlık ve sertlik nedeniyle FRP kullanan binaların güçlendirilmesi mühendisler tarafından değerlendirilmiş ve kullanılmış olup ülkemizde ve ülkemizde birçok proje yapılmıştır. Kirişler yerçekimi kuvvetlerinin ve açıklık tarafının hareketinde rol oynar ve böylece yapının yapısının bir parçasını oluşturur. Bu üyelerdeki ufalanma arızası, kaçınılması gereken yapıya büyük zararlar verir. Maalesef, kirişlerde direnç eksikliği sorunu, mevcut yapılarda, depremin neden olduğu kuvvetler de dahil olmak üzere yapıya dahil olan kuvvetlerin uygun bir şekilde öngörülememesi nedeniyle gözlenmektedir.

FRP Beton Duvar ile Güçlendirme

FRP, beton duvarların bükülme ve kayma donatı üzerinde büyük etkisi olabilir. Beton duvarlar, yanal kuvvetlerle başa çıkmak için, uygun mukavemet sağlamanın yanı sıra, yapı üzerindeki yanal yükler altında kırılma arızasını önlemek için yeterli süneklik sağlayan ana elemanlardan biridir. Yapıların sağlamlığının büyük bir kısmı perde duvarları ile ilgili olduğu için, sertlik, dayanıklılık ve süneklikteki zayıflıklar, yapıların sismik yüke karşı dayanıklılıklarındaki genel kusurdur. Bu konuyla ilgili olarak, perde duvarlarının zayıf olması durumunda perde duvarlarının güçlendirilmesi şarttır. Polimer elyaf malzemeler (FRP), betonarme yapıların güçlendirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve bu malzemelerin nispeten yüksek maliyetlerine rağmen, avantajları arasında ağırlığa karşı yüksek direnç, mükemmel korozyon direnci ve yer değiştirme kolaylığı ve Kurulum, güçlendirme ve sismik donatı için ilk seçenek olarak görmeyi mümkün kılmıştır. Betonarme perde duvarların FRP plakaların bağlanması ile güçlendirilmesi, enerjinin şeklini ve emilimini arttırmanın ve hasarlarını azaltmanın yaygın yollarından biridir. Beton perde duvarları, yanlış yerleştirilmiş tasarım, hatalı uygulama, binaların değiştirilmesi, yüklerin arttırılması ve zaman ve beton bozulmalarından kaynaklanan performans seviyesinin azaltılması, sonradan yapılması gereken arızalar gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanabilir. var. Bu nedenle, birçok bilim adamı takviye meselesine dikkat çekti: Gücü arttırmak ve mevcut bileşenlerin şeklini ve davranışını iyileştirmek için yapıların güçlendirilmesi daha fazla. Bu takviyeler artan eğilme ve kesme kapasitesine veya her ikisine de yol açabilir. Eğilme ve kayma donatı için farklı yöntemler kullanılır. FRP polimerik levhaların epoksi yapıştırıcı ile perde duvarına bağlanması, perde duvarlarının perde şekillendirme ve perde donatı takviyesinin arttırılması için çok basit ve uygulanabilir bir yöntemdir.

Bu alandaki çok sayıda deneye göre, FRP plakaların perde duvarlarının dış duvarlarına uygulanmasının, çatlama, çatlama yükü ve betonarme duvarın nihai kapasitesinin kırılmasından önce sertliği arttırmada etkili bir yol olduğu söylenebilir. Kalın duvarlı bir duvar kullanmak yerine, FRP ile takviye ve takviye ile daha kalın bir perde duvar kullanılabilir. Genel olarak, FRP ile perde duvarlarının güçlendirilmesi, eğilme dayanımını, kayma dayanımını ve sertliğini arttırır.Ayrıca, FRP (FRP laminasyon) donatı yapısının sismik yüke ve şekle karşı davranışında önemli bir etkiye sahiptir. Kayma bağı dayanımını arttırır.

Betonun basınç dayanımını FRP ile arttırma

FRP’nin beton kolonları güçlendirmede birçok uygulaması vardır. FRP, kolonların eğilme dayanımını güçlendirmek, betonun dayanımını arttırmak ve sünekliği (kapsülleme etkisi) artırmak için kullanılabilir. FRP tabakalarının düşük kalınlığından dolayı, bu yöntem binanın mimarisinde bir boşluk yaratmadığından, kolonları güçlendirmenin yollarından biridir. FRP tarafından takviyenin ana etkisi dairesel sütunlardadır, ancak kare veya dikdörtgen sütunlar FRP ile takviye etmek için köşelerle köşelere dönüştürülebilir.

FRP ile takviye edilerek betonarme döşeme donatı

Çift taraflı levhalardaki CFRP ile güçlendirilmiş açıklıklarda, CFRP levhalar, çift taraflı beton levhaların başlangıç ​​kapasitesini korumak veya hatta arttırmak için kullanılabilir. CFRP ile güçlendirilmiş kütükler için, yük kapasitesi zayıflatılmış kirişe kıyasla% 12.5 ila% 24 arttı.

Betonarme plakaların FRP ile olan davranışları bipolar esneklik açısından test edilmiştir. Güçlendirilmiş levhaların, çatlakların başlamasından sonra CFRP ağının güçlendirilmesiyle sağlamlaştırılması, güçlendirilmiş çelik levhaya kıyasla önemli ölçüde azalır. Bozulmayı kontrol etmek için yeterli sağlamlığı sağlamak için daha yüksek donatı oranları gereklidir.

Betona dahil olan FRP ağını güçlendirmek için enine çubuklar, boyuna çubuklar sağlar. Bu durumda, ağ çubukları çatlakları kontrol eder. Bozulma, donatı sertliğinin ve levhada kullanılan gerçek donatı oranının bir fonksiyonudur. Özellikle daha küçük donatı oranına sahip FRP ile güçlendirilmiş levhalar, nispeten büyük çarpılmalar ve çatlaklardaki büyük çatlaklar nedeniyle arızadan önce sizi uyaracaktır.

Laboratuar testleri, tasarımın çoğunlukla hizmet verilebilirlik kıyaslamasına tabi tutulduğu betonarme plakalarda kullanım için CFRP ağı ile takviyenin güvenilirliğini ve etkinliğini göstermektedir. Çeşitli döşemeler arasındaki eğilme davranışındaki yakın uyum, FRP’li takviyeli levhanın, çelik takviyeye eşdeğer bir takviye esnekliği ile takviye edilmesi gerektiğini göstermektedir. FRP, beton plakaların bükülmeye karşı direncini birkaç kez artırabilir ve FRP ile betonarme döşemelerin FRP ile aniden ve sık sık arızalanmasına engel olabilir

CFRP bantları, güçlendirilmiş levhanın yük taşıma kapasitesini bir dış muhafaza olarak arttırır. Ek olarak, güçlendirilmiş levhalarda, oluşturulan çatlaklar, takviyeli levhadan daha küçük ve daha eşit dağılmıştır.

% 25 eşdeğer çelik çekme dayanımlı levhaların güçlendirilmesi, kirişin nihai dayanımını yaklaşık% 31-62 oranında arttırır.

Döşemeleri% 50 gerilebilir çelik eşdeğeri çelikle güçlendirmek, kirişin nihai dayanımını yaklaşık% 22-50 artırır.