文摘
混凝土梁是由包装加强梁的剪切边两次在45°方向相反的碳纤维增强聚合物(CFRP)或玻璃纤维增强聚合物(GFRP)。研究包括3梁碳纤维增强塑料包装,包装3 GFRP梁,梁和3控制,所有的150年250年2200毫米和生产甜混凝土和S420a Gazi大学钢结构技术教育学院实验室,土耳其。样品模具被浇水在露天治愈21天。四点弯曲试验是在梁测试标本和数据收集。数据评估满载排水量,轴承强度、延性和能量消耗。碳纤维增强塑料和GFRP加固梁、控制相比,38%和42%,分别观察强度增加。在所有的梁,failure-flexural压力发生在中心。大多数观察裂纹弯曲地区4。碳纤维增强塑料的比较和GFRP材料表明GFRP执行部分吸收更多的能量。这两个材料取得了成功的结果。厚环氧树脂应用碳纤维增强塑料和GFRP梁被认为是有效预防分手。
1。介绍
因为增长的人口的城市,有一个非常高的公寓的需求。此外,由于持续的趋势移动到城市,城市人口急剧增加,因此新住宅区需要满足高需求。随着人口的爆发式增长,需要更多的公共建筑,如社会设施和学校,出现了。因此,为了使用国家资源优化的方法修复和加强受损建筑物需要探索。
“修复”一词涉及改变功能或视力受损的建筑让它像新的一样。“加强”涉及改变建筑增加其承载力、刚度、延性和稳定。本研究的重点是加强。箍筋间距值没有放置在施工计划,纵向主要增援不足,不够固定增援,随意放置增援,崩溃non-load-bearing墙壁和烟囱,并使用低质量的混凝土的一些原因导致需要加强1]。
需要这样的加固方法,在加强过程中,居民的建筑不需要清空建筑;加强邻近的建筑物不受影响,加强在很短的时间内完成。此外,通过这个特殊的强化方法,建筑将越来越优秀的抗震规定。此外,这个方法必须符合当前审美条件,也必须能够负担得起。
诺里斯等人加强混凝土梁与玻璃钢拉伸区域分析和实验研究结果。他们发现,碳纤维增强塑料应用垂直裂缝增加耐力和刚度。他们报告说,因为紧张的积累,脆性骨折观察(2]。
Kachlakev和麦科里应用两种不同的强化方法混乱地区的梁:纺织应用程序完全剪切区域和部分。他们提出了一个有效的加强与本研究的方法3]。
杨和Nanni加强全面与FRP板梁弯曲和剪切。通过四点弯曲试验,负载反射和张力值测定。在所有样本,观察强度增加了150% (4]。
Alkan调查圆角在FRP加固的过程。在圆形光束,玻璃钢容量达到67%。作者强调了非凡的圆角效果(5]。
佩蕾娜等人应用相同的强化方法mm梁样本。碳纤维增强塑料钢筋暴露在三点弯曲测试样品。碳纤维增强塑料包装是一层梁在整个拉伸地区和周围的一半。结果表明,钢筋束进行80%的负载(6]。
Maalej和梁研究了碳纤维增强塑料和混凝土块的粘结行为,并讨论了它的分析结果。坚持表面各种样本暴露测试和受损的样本检查与有限元素模型。一般来说,他们报道很好的计算解决方案和实验结果之间的相关性(7]。
2。材料和方法
2.1。材料
9mm样本准备和甜S240材料。变形Ø8和Ø12酒吧。在这两个1/3剪切区域,使用钢筋增加了50%。表1显示了加强计划和图1描述了强化细节。
(一)
(b)
2.1.1。模具材料的力学性能研究
杨树木材(30毫米)被用作模具材料的研究。9mm模具构造,准备与形式石油可以使用了。
2.1.2。混凝土的力学性能研究中使用
甜混凝土研究中使用了预拌混凝土厂。甜混凝土的属性:水泥类型:杰姆我32.5,下跌值= 10厘米,最大总大小= 16毫米,水/水泥比率= 0.58,体重= 228公斤水,水泥重量= 393公斤。混凝土放置在模具是使用一个振动器从建设实验室获得压缩。样品模具被浇水在露天治愈21天。样品生产日期后混凝土圆柱体测试29天展示在表和负载和压力值2。
2.1.3。力学性能的研究中使用的环氧树脂混合物
Sikadur 330(1.31公斤/ L) A和B的组件,这是僵硬的像面团一样,是使用。A和B的组件被单独搅拌在不同的容器为3分钟,然后倒在B上和他们混在一起。表面的混合应用泥水匠的泥刀,刮刀。胶的数量保持在2公斤/米2。附加第二涂层对碳纤维增强塑料、环氧树脂应用1天之后。为了避免外部效应,关闭程序执行1天之后。温度和粘合剂的用量在环氧树脂中仔细监控应用程序(8]。
2.1.4。碳纤维增强塑料的力学性能研究中使用
这是由碳纤维,碳纤维增强塑料是单轴梅花鹿用230 g / m2密度,厚度0.13毫米,和接收0.60×50米卷(8]。
2.1.5节讨论。GFRP用于研究的力学性能
GFRP,是由玻璃纤维、单轴梅花鹿包装430 G和430 G / m2密度和收到的米卷。GFRP的抗压强度是3300 - 4500 mpa和断裂伸长率为0.0488]。
2.1.6。钢筋力学性能和示例混凝土梁的象征
样品生产的混凝土梁的力学性能加强目的展示在表3。
2.2。方法
总共9梁(毫米)和甜混凝土和S420a结构钢制造。然后,用碳纤维布加固梁在梁(3)或GFRP梁(3)包装两次在剪切带45°方向相反。另一组3光束被用作控制。整个剪切区域的拉应力区加强了包装。总共有6位移传感器设置来确定裂缝在6个不同的区域:2点两侧的光束对称和2点拉力和压力区。样品光束中受到加载不同的点,4日有效跨度为2000毫米。载荷和位移值也被确定。
2.2.1。加强材料的类型和方法
加强材料的类型和方法提出了在桌子上4。
2.2.2。制备的梁
样品光束被转移到实验室后30天生产。三个控制样本放在一边,其余6束表面准备加强处理。梁的两侧和底部地删除造成的不均匀部分模具。灰尘被压水去除。制备实验梁如图2。
(一)
(b)
2.2.3。加强梁的附加45°CFRP、GFRP管
第一个3样本预留控制和他们没有加强。梁的拉伸区域(K101、K102 K103;参见图3)准备实验通过删除所有粒子表面上移动。三分之一的每个梁两端被确定为加强区域。环氧树脂(2公斤/米2)是应用于表面的强化区域。碳纤维增强塑料在3梁和GFRP梁粘贴在45°,而不用担心空气的口袋里。为了消除气泡在纺织和梁之间,使用滚动圆柱体。一天后,相同数量的环氧树脂是应用于碳纤维增强塑料。一周后,大会对于应变仪的数据集与环氧场所裂纹决心将被执行。十天之后,这个过程中,加载实验。碳纤维增强塑料和GFRP应用在混凝土梁如图3。
2.2.4。实验装置
实验与加载设备”品牌模式”的力学实验室建设在安卡拉Gazi大学教育学系。设备有两个支持点车沿着铁路。这两个之间的距离支持设置为2000毫米,其中一个是固定的。
四点加载应用梁顶部的2点。装货区之间的距离是660毫米。金属板与10毫米厚度得到使用的区域上加载应用。一个线性可变差动变压器的磁化装置(线性)连接梁的顶部。应变仪连接在每个梁相同的6分。数据记录每5秒钟通过8通道数据采集系统:6裂,1位移,1加载数据。
加载应用2点在梁和2点的支持点位于底部。其中一个支持点是固定的,另一个是可移动的。观察裂纹形成6分在每个梁上使用收集的数据。线性测量位移与0.001毫米精度是放置在每个梁的中间。记录监控数据记录器数字屏幕上。应变仪设备和线性图所示4和计划的加载机制如图5。
3所示。结果与讨论
在目前的研究中获得的数据进行负荷能力,此,拉伸,能源消费能力。
3.1。混凝土梁的负荷能力
如果加载是在低水平的混凝土梁容易转移,可能不存在有任何裂纹在拉伸区域。在这种情况下,钢筋和混凝土进行拉伸部分上的负载。然而,由于不经济,除了借口梁,保持所有拉伸部分质量防止开裂,裂缝出现在混凝土材料的拉伸区域(9]。
混凝土裂缝可能有助于拉伸之间的一点。然而,因为这帮助微不足道,在部分破碎,所有负荷被认为是由强化维护。一件事是肯定的是,钢筋不能防止开裂。强化的主要功能是满足拉伸应力和裂缝保持在最小的大小(10]。
根据土耳其标准TS500 [11),在寻找压缩区混凝土抗压强度,抗拉应力分布转化为一个等价的矩形的多样化值0.85。是非常有用的知道偏转光束的行为暴露在加载之前计算负荷能力。拉伸地区第一个裂缝发生的结果达到外单位伸长的拉伸纤维混凝土的强度上限。裂纹的时刻nonreinforced光束被假定等于他们破碎的时刻11]。
3.2。此图表
位移值是确切记录样品光束的中心以同样的速度线性和重置电子米每一次。所有样品光束的位移值最大加载展示在表5。
作为一个加强的结果,观察位移的减少。虽然增加了35%在梁的强度与碳纤维增强塑料,有位移减小41%。此外,增加了43%在GFRP梁的强度和位移减小53.6%。
此图表的示例梁图K101 K102, K103呈现在图6,此图表的加强梁图KC201样本,KC202, KC203呈现在图7,此图表的加强梁图KG301样本,KG302, KG303呈现在图8,分别。
3.3。梁的延性率
延性率计算的荷载位移关系。变形值的垂直线十字架的85%的单片梁强度梁进行决心。延性率被定义为价值决定这个变形值除以其蠕变变形值。有两种类型的延性钢筋混凝土承重系统:曲率延性和位移延性10]。
尽管可以使用目前计算延展性延性的关系,使用荷载位移关系。
3.4。能源消费在示例
在计算梁的能源消耗,使用荷载位移曲线。曲线下的面积产量的能源消耗10]。
能源消耗的所有梁使用荷载位移曲线下的面积计算。一定量的能量是在变形的转换。可转换能量的总量与塑性变形区域的长度成正比。能量是做功的能力,消耗的能量也重要。荷载位移曲线,发现能源消耗的最大载荷发生。
3.5。裂纹荷载值
收集到的数据通过4应变仪放置在梁的剪切区域展示在表6和弯曲裂缝对梁的最大负载样品展示在表7。
剪切裂缝控制光束被发现28毫米计2和0.15 mm 5。裂纹减少100%碳纤维增强塑料样品在2有裂纹增长295% 5。GFRP梁中裂缝下降了87%计2和5增加了119%。而且,通过强化致密化的帮助下,剪切地区地区2大大加强。剪切效果观察更有效地区5。
拉力的变化区域的横梁上面给出。平均控制光束在最大负载的变化被发现是70毫米。裂缝在碳纤维增强塑料梁下降了71%和139% GFRP梁。改善在这一地区被认为改善梁刚度。
3.6。能量消耗值
花的能量被定位计算的收益率和失败的时刻。所有梁和曲线获得这些曲线在桌子底下8。这些值被认为是与位移关系和负载值。控制梁相比,有32%的失败碳纤维增强塑料减少梁而能源消耗增加了16.3%。GFRP梁中,27%减少失败和22%能源消耗增加观察。
4所示。结论
用碳纤维布加固梁的强度增加84%,位移减少39.5%被发现。强度的增加与GFRP梁加强为45%,和减少位移被发现是53.6%。
在与碳纤维布加固钢筋混凝土梁,发生故障时减少29%相比,控制梁但是能源消耗增加了14.5%。在使用GFRP加固钢筋混凝土梁的标本,发生故障时减少25%相比,控制梁标本但是能源消耗增加了18%。
增加负荷,加强梁剪切破坏倒塌。样品的强度增加到一定程度,但没有增加观察的延性和能量消耗。中可观察到一个明显增加弯曲强度。碳纤维增强塑料和GFRP加固梁、控制相比,38%和42%,分别观察强度增加。
GFRP梁被观察到分裂,比碳纤维增强塑料层,更容易。在所有的梁,failure-flexural压力发生在中心。
大多数观察裂纹弯曲地区4。在控制梁、观察裂纹大小为0.25毫米在二级剪切区域。另一方面,在同一地区,碳纤维增强塑料梁的裂纹尺寸是0.54毫米和0.33毫米GFRP梁。
裂缝值记录中心和底部的横梁、最大弯曲和拉伸应力被观察到,在控制光束,0.68毫米和0.71毫米和0.14毫米的碳纤维增强塑料和GFRP梁,分别。观察控制梁的位移值45毫米和21毫米,29毫米在碳纤维增强塑料和GFRP梁,分别。
碳纤维增强塑料的比较和GFRP材料表明GFRP执行部分吸收更多的能量。这两个材料取得了成功的结果。在当前应用程序中,观察到圆角是成功和双包装2相反的方向不是比单一包装比文学更有效。厚环氧树脂应用碳纤维增强塑料和GFRP梁被认为是有效预防分手。因为这种材料是轻量级的,抗腐蚀、灵活和可用在大尺寸,它是优越的。此外,在疲劳的情况下,因为它的弹性行为,它有低延性。因此,它是有用的在临时加固应用。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。