Name: Metoda instalacji w celu poprawy kontroli jakości kotew kolczastych z polimeru wzmocnionego włóknem (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 21 s
Description: Poznaj metodę instalacji kotew kolczastych z polimeru wzmocnionego włóknem w celu poprawy jakości i powtarzalności wzmocnienia konstrukcji betonowych. Technika ta zmniejsza niepewność dotyczącą wydajności kotew.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy pragną wyrazić swoją wdzięczność SAU za wsparcie, a szczególnie za dostarczenie materiału na kotwy i wzmocnienia. Firma Betazul jest szczególnie ceniona za pomoc w dostarczeniu dostosowanego wiertła oraz w przygotowaniu filmu.

1. Metoda instalacji kotwicy
UWAGA: Ta metoda obejmuje wiercenie otworów, czyszczenie i wygładzanie krawędzi otworu, a także impregnację i włożenie kotwy.
<ol>
	<li>Wywierć otwór na wymaganą długość osadzenia i o określonej średnicy.
	<ol>
		<li>Użyj odpowiedniego narzędzia wiertniczego (to znaczy młota elektrycznego lub rdzenia diamentowego). W przypadku konstrukcji kryteria doboru narzędzi wiertniczych są takie same jak w przypadku kotew klejonych i można je znaleźć we wcześniej opublikowanych work10,11. W przypadku młota elektrycznego wiertarka z maksymalną prędkością 800 obr./min.
		<ol>
			<li>Należy zapewnić odstęp między otworami (tj. różnicę między średnicą wiertła a średnicą łącznika) nie mniejszy niż 4 mm. Ponadto zaleca się, aby różnica ta wynosiła 8-10 mm. Ułatwia to wygładzanie otworu i umożliwia wygięcie kotwy wewnątrz wiertła. 
			UWAGA: Należy zauważyć, że komercyjne liny włókniste mają średnice nominalne (po impregnacji) w zakresie od 10 do 12 mm. Kotwy pokazane w filmowanym protokole zostały wykonane z lin włóknistych o średnicy nominalnej 12 mm.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Kontroluj długość zakotwienia i wygładź otwór. Kontrola długości jest niezwykle ważna, ponieważ wydajność kotwy jest niezwykle wrażliwa na długość. Zalecane są długości zakotwienia od 75 do 150 mm.
	<ol>
		<li>Aby przeprowadzić kontrolę długości, włóż sztywny pręt do wierconego otworu i porównaj całkowitą długość pręta z długością, która pozostaje poza otworem po włożeniu taśmą mierniczą.</li>
		<li>Po zakończeniu wiercenia użyj ręcznej pompy do wydmuchiwania, aby wykonać pierwsze usuwanie pyłu. Postępuj zgodnie z instrukcjami producenta pompy. Przedmuchaj nie mniej niż dwa razy w celu pierwszego usunięcia kurzu.</li>
		<li>Wygładź otwór za pomocą obrotowego, nieudarowego narzędzia. Zobacz Rysunek 2, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat dostosowanego wiertła. Wiertło takie jak proponowane można łatwo dostosować do większości młotów elektrycznych. Podczas pracy należy przechowywać podłoże w lodówce w sposób ciągły z wodą. Wygładzanie jest zakończone, gdy nie pojawiają się żadne ostre krawędzie, a górna część wiertła dotyka powierzchni betonu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Oczyść otwór za pomocą kombinacji cykli nadmuchu i szczotkowania, ponieważ ma to kluczowe znaczenie dla osiągnięcia najwyższej siły wiązania. Proces czyszczenia jest podobny w przypadku kolców FRP i kotew klejonych. Zaleca się wykonanie co najmniej dwóch cykli czyszczenia. Zapoznaj się z istniejącymi wytycznymi10, aby uzyskać dodatkowe zalecenia dotyczące procesu czyszczenia i zawsze postępuj zgodnie z zaleceniami producenta, jeśli używane są inne narzędzia do czyszczenia.
	<ol>
		<li>Zawsze przed i po szczotkowaniu. W związku z tym każdy cykl szczotkowania mechanicznego obejmuje dwa i jedno szczotkowanie.</li>
		<li>od wewnątrz w kierunku otworu w celu usunięcia luźnych cząstek znajdujących się wewnątrz wywierconego otworu. Istnieją dwa sposoby. Jeśli kotwa jest zainstalowana na suchym, przedmuchiwanie można wykonać za pomocą ręcznej pompy wydmuchowej. Jeśli jest instalowany na mokrym, przedmuchiwanie należy wykonywać sprężonym powietrzem (maksymalne ciśnienie 10 bar). 
		UWAGA: Protokół został opracowany dla suchych podpór, chociaż można go dostosować do mokrych warunków. Warto zaznaczyć, że technika wygładzania polega na nawilżeniu podłoża. Dlatego uzyskany stopień wilgotności będzie zależał od warunków środowiskowych i czasu, jaki upłynął między wygładzeniem otworu a włożeniem łącznika. Stan suchego podłoża określa się dla wilgotności względnej poniżej 5%, co zwykle odpowiada normalnym warunkom suszenia trwającym kilka dni. W przypadku istniejących konstrukcji otwory można uznać za suche, gdy między wygładzeniem krawędzi otworu a wprowadzeniem kotwy upłynęły 24 godziny. Stan wilgotny odnosi się do wilgotności względnej bliskiej 100%, która zwykle odpowiada konstrukcjom morskim.</li>
		<li>Użyj szczotki drucianej, aby promieniowo wyszczotkować otwór. Średnica szczotki musi być równa lub do 20 mm większa niż średnica wiertła. Wybierz średnicę szczotki tak, aby była jak najbardziej zbliżona do średnicy otworu, aby umożliwić równomierne tarcie wokół sekcji otworu.</li>
		<li>Zamontuj kotwy natychmiast po czyszczeniu. Jeśli nie jest to możliwe (jeśli kotwa nie zostanie włożona w ciągu 1 godziny od czyszczenia), przed włożeniem kotew należy wykonać dodatkowy cykl czyszczenia. Ten ostatni cykl czyszczenia jest szczególnie krytyczny w przypadku kotew poziomych i otworów wykonanych na górnej powierzchni podłoża.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj i zainstaluj kotwy. Obejmuje to trzy różne procesy.
	<ol>
		<li>Przytnij wiązkę włókien lub linę na wymaganą długość. Długość kotwy musi być równa długości osadzenia (lub długości kołka) plus długości wentylatora kotwiącego.</li>
		<li>Zaimpregnuj kołek kotwiący podkładem epoksydowym o niskiej lepkości za pomocą miękkiej szczotki. Zawsze przestrzegaj okresu przydatności żywicy, zgodnie z zaleceniami producenta. Potrzeba około 150 g żywicy na kotwę. Impregnacja wymaga częściowego rozciągnięcia wiązki włókien, aby zmaksymalizować penetrację żywicy.
		<ol>
			<li>Zawsze impregnuj w kierunku końca złącza, aby uniknąć zginania włókien. Przytrzymaj obszar gięcia, aby zapobiec ześlizgiwaniu się niektórych włókien z wiązki i zapobiec rozciągnięciu wolnego końca na tym etapie.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Zaimpregnowany koniec przymocuj opaską kablową natychmiast po impregnacji. Następnie włóż kołek kotwiący. Wspomóż wkładanie za pomocą drutu, który popycha opaskę kablową, aby zagwarantować, że włókna faktycznie osiągną wymaganą długość osadzenia.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Podłącz zbrojenie do kotwy, aby zapewnić prawidłowy mechanizm przenoszenia do łącznika. Protokół ten został opracowany i jest dalej wyjaśniony pod kątem końcowego zakotwienia wielowarstwowych, zewnętrznie klejonych zbrojeń FRP. Zobacz Rysunek 3 dla graficznego wyjaśnienia tego procesu.
	<ol>
		<li>Pierwszą warstwę zbrojenia należy nałożyć przed włożeniem kotwy (ale zawsze po przygotowaniu i oczyszczeniu otworu), jak pokazano na rysunku Rysunek 3. Alternatywnie można użyć pierwszej warstwy krótszej niż te, które są przyklejone do wentylatora kotwy, aby umożliwić włożenie kotwy przed nałożeniem pierwszej warstwy zbrojenia.</li>
		<li>Zapewnić zakotwienie końcowe, gdy spodziewane jest odklejenie (lub rozwarstwienie) płyty czołowej. Do nakładania zbrojenia zewnętrznego na mokro należy zawsze przygotowywać powierzchnię podłoża zgodnie z obowiązującymi normami lub wytycznymi12,13. 
		UWAGA: Wentylatory kotwiące powinny być w pełni połączone ze zbrojeniem, ponieważ to połączenie będzie kumulować mechanizm przenoszenia naprężeń. W przypadku wzmocnień FRP wykonanych z wielu warstw i z zakotwieniem końcowym zaleca się montaż wentylatora kotwiącego między dwiema warstwami. Eliminuje to konieczność przebijania laminatu kotwą i pozwala uniknąć uszkodzenia zbrojenia. Do tej pory w literaturze nie określono minimalnej długości wentylatora. Autorzy zalecają stosowanie wentylatorów o długości nie mniejszej niż 50 mm.</li>
		<li>Żywicę epoksydową należy nałożyć zarówno na zewnętrzne zbrojenie FRP, jak i wentylator kotwiący. Żywicę można nakładać wałkiem lub pędzlem. Użyj tej samej żywicy do przyklejenia zewnętrznego zbrojenia FRP do podłoża, a wentylatora kotwiącego do zbrojenia zewnętrznego. Zawsze bierz pod uwagę żywotność żywicy, zgodnie z producentem.
		<ol>
			<li>Zapobiegaj powstawaniu pustek powietrznych między warstwami zbrojenia za pomocą wałka bąbelkowego, który umożliwia odciążenie powietrza po impregnacji każdej warstwy (w tym wentylatora kotwiącego). 
			UWAGA: Do opracowania protokołu wykorzystano żywicę o żywotności 90 min w temperaturze 20 °C.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Projektowanie z kotwami z kolcami
UWAGA: Metoda projektowania jest tutaj wyjaśniona dla kotew wentylatorów, ale podobne procedury mogą być stosowane dla różnych urządzeń kotwiczących. Metoda ta polega na ocenie nośności kotwy, wytrzymałości wiązania i udziału kotew w ogólnej wytrzymałości zbrojonego pręta.
<ol>
	<li>Oceń nośność kotwy. Zależy to przede wszystkim od tego, czy kotwa jest poddawana siłom rozciągającym czy ścinającym. W najczęstszych przypadkach, gdy kąty kołków są mniejsze niż 180° (zastosowania ścinane), kąt kołka ograniczy skuteczność łącznika ze względu na koncentrację naprężeń w obszarze zgięcia. Kontroluj wytrzymałość na zginanie, postępując zgodnie z metodą montażu przedstawioną powyżej.
	<ol>
		<li>Wyraż nośność kotwy jako ułamek jej wytrzymałości na rozciąganie. Nośność obliczeniowa kotwy będzie wynosić co najmniej następujące elementy: wytrzymałość stożka betonu, wytrzymałość wiązania (obliczona jak w przypadku dowolnej kotwy montowanej po montażu w10), wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość na rozciąganie, ze współczynnikiem bezpieczeństwa. W ten sposób powstaje nośność obliczeniowa kotew (). W Villanueva Llauradó i wsp.14, omówione są wyrażenia dla wszystkich oczekiwanych trybów awarii kotew kolczastych.</li>
		<li>Oszacuj wytrzymałość stożka za pomocą wyrażenia, takiego jak to w Kim and Smith15, aby zapobiec uszkodzeniu stożka. Wytrzymałość stożka betonu ma kluczowe znaczenie tylko w przypadku bardzo płytkich kotew i zasadniczo można ją pominąć w przypadku kotew o długości zakotwienia większej niż 75 mm.</li>
		<li>Oblicz siłę wiązania kołka kotwiącego. Można to zrobić za pomocą ogólnych wyrażeń dla kotew po montażu z norm i wytycznych projektowych. Zgodnie z tymi wyrażeniami siła wiązania zależy od: wytrzymałości betonu na rozciąganie, średnicy wywierconego otworu oraz długości osadzenia15,16. Przyjmij wartość średniej wytrzymałości na ścinanie na styku-żywica w zakresie od 8 do 15 MPa, gdy stosowana jest żywica epoksydowa.</li>
		<li>Oszacuj zmniejszenie wytrzymałości spowodowane zginaniem. Zależy to głównie od wewnętrznego promienia gięcia, zgodnie z wyrażeniem dostarczonym przez JSCE8, które zostało szeroko przyjęte dla wewnętrznych prętów zbrojeniowych FRP. Zaleca się jednak badania uzupełniające na kotwach izolowanych w celu oceny rzeczywistej wytrzymałości powykonawczej łączników w danej konfiguracji geometrycznej. Badanie to powinno być przeprowadzone przy użyciu prób ścinania i z kotwami zainstalowanymi zgodnie z procedurą zaproponowaną w niniejszym artykule.</li>
		<li>Obliczyć wytrzymałość kotwy na rozciąganie na podstawie frakcji włókien w przekroju poprzecznym łączników i wytrzymałości włókna na rozciąganie. W przypadku lin z włókien producenci zazwyczaj określają wytrzymałość na rozciąganie impregnowanego łącznika, którą można przyjąć do konstrukcji z wystarczającym współczynnikiem redukcji (od 1,25 do 1,5). W przypadku wiązek włókien ręcznie robionych kotew należy przeprowadzić testy płaskich kuponów zgodnie z normami ASTM17.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Oblicz siłę wiązania niezakotwionych zbrojeń za pomocą dowolnego wyrażenia z norm międzynarodowych lub z modeli analitycznych, takich jak te podane w odniesieniach18,19. Alternatywnie można przeprowadzić testy pojedynczego lub podwójnego ścinania na klejonych, niezakotwionych próbkach. W dalszych obliczeniach należy wykorzystać obliczeniową wartość wytrzymałości wiązania (Pdb,d).</li>
	<li>Oszacuj całkowitą wytrzymałość jako wynik siły wiązania zbrojenia plus nośność kotwy, w przypadku zbrojenia z jedną kotwą. Hipotezę tę można przyjąć, zgodnie z istniejącymi danymi, gdy wentylator kotwiczny całkowicie pokrywa szerokość FRP, co jest spójne z ustaleniami autorów porównujących wydajność zakotwiczonych próbek wiązanych i niezwiązanych 20,21. Oblicz wytrzymałość obliczeniową dla zakotwionego FRP z jedną kotwą kolczastą za pomocą następującego równania: 
	Pd = Pdb,d + Panc,d (1)</li>
	<li>W przypadku kotew wielokrotnych należy określić skuteczność i udział kotwy w zależności od rozmieszczenia kotew (liczba warstw i rzędów, rozstaw kotew). Przetestuj żądany układ, aby ocenić zmniejszenie wydajności z powodu wielu kotew i wyraź wytrzymałość projektową połączenia kotwiącego (Pd) w następujący sposób: 
	Pd = Pdb,d + y' • n • Panc,d (2) 
	Uzyskaj współczynnik y' z testów dla każdego konkretnego układu projektu, biorąc pod uwagę liczbę kotew kolców, jak w odwołaniach20,23. Jako alternatywę dla testowania, rozważ wydajność y', jak zasugerowano w podejściach opisanych na podstawie takich testów w tych samych publikacjach20,23.</li>
</ol>

<ol><li>Grelle, S., Sneed, L. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/260793119_An_Evaluation_of_Anchorage_Systems_For_Fiber-Reinforced_Polymer_FRP_Laminates_Bonded_to_Reinforced_Concrete_Elements">An evaluation of anchorage systems for fiber-reinforced polymer (FRP) laminates bonded to reinforced concrete elements.</a> Struct Cong. , 1157-1168 (2011).</li>
<li>Kalfat, R., Al-Mahaidi, R., Smith, S. <a target="_blank" href="http://ascelibrary.org/journal/doi/abs/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000276">Anchorage devices used to improve the performance of reinforced concrete beams retrofitted with FRP composites: State-of-the-art review.</a> J Compos Constr. , 14-33 (2013).</li>
<li>Orton, S. L., Jirsa, J. O., Bayrak, O. <a target="_blank" href="http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)1090-0268(2008)12%3A6(608)">Design considerations of carbon fibre anchors.</a> J Compos Constr. 12 (6), 608-616 (2008).</li>
<li>Ozbakkaloglu, T., Saatcioglu, M. <a target="_blank" href="http://ascelibrary.org/doi/full/10.1061/(ASCE)1090-0268(2009)13%3A2(82)">Tensile behavior of FRP anchors in concrete.</a> J Compos Constr. 13 (2), 82-92 (2009).</li>
<li>Zhang, H. W., Smith, S. T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836811005415">Influence of FRP anchor fan configuration and dowel angle on anchoring FRP plates.</a> Compos Part B: Eng. 43 (8), 3516-3527 (2012).</li>
<li>Koutas, L., Triantafillou, T. <a target="_blank" href="http://ascelibrary.org/doi/full/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000316">Use of anchors in shear strengthening of reinforced concrete T-beams with FRP.</a> J Compos Constr. 17 (1), 101-107 (2012).</li>
<li>Villanueva-Llauradó, P., Fernández-Gómez, J., González-Ramos, F. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822317303458">Influence of geometrical and installation parameters on performance of CFRP anchors.</a> Compos Struct. 176, 105-116 (2017).</li>
<li>Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials. <a target="_blank" href="http://www.jsce.or.jp/committee/concrete/e/newsletter/newsletter01/recommendation/FRP-bar/document.htm">Japan Society of Civil Engineers (JSCE)</a>. Machida, A. , Tokyo. Concrete engineering series (1997).</li>
<li>Lee, C., Ko, M., Lee, Y. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/276076637_Bend_Strength_of_Complete_Closed-Type_Carbon_Fiber-Reinforced_Polymer_Stirrups_with_Rectangular_Section">Bend strength of complete closed-type carbon fiber reinforced polymer stirrups with rectangular section.</a> J Compos Constr. 18 (1), 04013022(2013).</li>
<li><a target="_blank" href="https://www.concrete.org/Portals/0/Files/PDF/Previews/355.4-11web.pdf">Qualification of post-installed adhesive anchors in concrete and commentary</a>. , American Concrete Institute. ACI 355 4-11 (2011).</li>
<li><a target="_blank" href="https://www.scribd.com/document/263019266/etag-001-part-5-bonded-anchors-2013-04-08-pdf">Metal anchors for use in concrete. Part 5: Bonded Anchors</a>. , EOTA. ETAG 001 (2013).</li>
<li>Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. , ACI. 440.2R-08 (2008).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.concretebookshop.com/tr55-design-guidance-for-strengthening-concrete-structures-using-fibre-composite-materials-1829-p.asp">Design Guidance for Strengthening Concrete Structures Using Fibre Reinforced Composite Materials</a>. , The UK Concrete Society. TR55 (2012).</li>
<li>Villanueva-Llauradó, P., Ibell, T., Fernández-Gómez, J., González-Ramos, F. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836816330827">Pull-out and shear-strength models for FRP spike anchors.</a> Compos B Eng. 116, 239-252 (2017).</li>
<li>Kim, S., Smith, S. <a target="_blank" href="http://ascelibrary.org/doi/full/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000097">Pullout strength models for FRP anchors in uncracked concrete.</a> J Compos Constr. 14 (4), 406-414 (2010).</li>
<li>Cook, R. A., Konz, R. C. <a target="_blank" href="https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal/m/details/id/10149">Factors influencing bond strength of adhesive anchors.</a> ACI Struct J. 98 (1), 76-86 (2001).</li>
<li><a target="_blank" href="https://www.astm.org/Standards/D3039">Standard test method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2014).</li>
<li>Chen, J., Teng, J. <a target="_blank" href="http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127%3A7(784)">Anchorage strength models for FRP and steel plates bonded to concrete.</a> J Struct Eng. 127 (7), 784-791 (2001).</li>
<li>Lu, X. Z., Teng, J. G., Ye, L. P., Jiang, J. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014102960500057X">Bond-slip models for FRP and steel plates bonded to concrete.</a> Eng Struct. 27 (6), 920-927 (2005).</li>
<li>Brena, S. F., McGuirk, G. N. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s40069-013-0028-1">Advances on the behavior characterization of FRPanchored carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets used to strengthen concrete elements.</a> Int J Concr Struct Mater. 7 (1), 3-16 (2013).</li>
<li>Eshwar, N., Nanni, A., Ibell, T. J. <a target="_blank" href="https://www.concrete.org/publications/internationalconcreteabstractsportal/m/details/id/19209">Performance of two anchor systems of externally bonded fiber-reinforced polymer laminates.</a> ACI Mater J. 105 (1), 72-80 (2008).</li>
<li>Zhang, H. W., Smith, S. T., Kim, S. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061810006318">Optimisation of carbon and glass FRP anchor design.</a> Constr Build Mater. 32, 1-12 (2012).</li>
<li>Zhang, H. W., Smith, S. T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822311002844">FRP-to-concrete joint assemblages anchored with multiple FRP anchors.</a> Compos Struct. 94 (2), 403-414 (2012).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Przedstawiono krok po kroku protokół instalacji i projektowania kotew kolczastych FRP. Zgodnie z najlepszą wiedzą autorów, nie opracowano szczegółowych protokołów dotyczących kotew kolczastych dotyczących wpływu parametrów i procesu instalacji na nośność kotwy.
Proponowane wiertło wygładzające jest korzystne w wydajności kotew kolczastych poprzez zmniejszenie koncentracji naprężeń i udowodniło swoją skuteczność w zmniejszaniu rozproszenia testów przeprowadzanych na kotwach izolowanych. Jest to...

Kotwice FRP oferują obiecujący sposób na zwiększenie wydajności zewnętrznie wiązanych FRP stosowanych do istniejących konstrukcji, biorąc pod uwagę, że mogą opóźnić lub nawet zapobiec awarii debondingu1,2. Jednak głównym problemem dla projektantów jest przedwczesne uszkodzenie kotew przy ścinaniu z powodu koncentracji naprężeń w obszarze gięcia. Jakość montażu i przygotowanie otworów przelotowych mają kluczowe znaczenie dla ograniczenia koncentracji naprężeń, które powodują tak przedwczesne awarie.
Ten artykuł dotyczy metody instalacji, która ma na celu zmniejszenie wpływu koncentracji naprężeń i zapewnienie właściwej kontroli jakości przygotowania otworu wiertniczego i instalacji kotew. Metoda składa się z czterech części: wiercenia i czyszczenia otworów, wygładzania krawędzi otworów za pomocą niestandardowego wiertła w celu uniknięcia nieprawidłowości w rozkładzie naprężeń w obszarze gięcia, montażu samej kotwy, w tym impregnacji kołka kotwiącego i jego włożenia oraz przylegania kotwy do zbrojenia.
Z wcześniej opublikowanych badań3,4,5,6,7, można wywnioskować, że kotwy kolczaste z obszarem zginającym (to znaczy z pewnym kątem między swobodnym końcem a osadzonym obszarem) są narażone na koncentrację naprężeń, która może spowodować przedwczesne uszkodzenie. Nie zawsze da się tego uniknąć ze względu na geometrię pierwotnych prętów. W wielu przypadkach kąty kołków 90° są szeroko stosowane, chociaż ogólnie przyjmuje się, że kąty kołków 135° pozwalają na zmniejszenie koncentracji naprężeń i prowadzą do lepszej wydajności kotew kolczastych. Głównymi powodami stosowania kątów rozporowych 90° jest to, że są one łatwiejsze do wykonania i kontrolowania w dowolnym kierunku oraz że zmniejszają możliwość napotkania wzmocnień wewnętrznych.
Rysunek 1 pokazuje typową kotwę z kolcami o najczęściej spotykanych kątach kołków. Kotwy kolczaste montowane pod kątem 90° mogą jednak wykazywać stosunkowo dobrą wydajność, jeśli zapewniona jest odpowiednia kontrola koncentracji naprężeń. Ograniczanie koncentracji naprężeń zazwyczaj wiąże się z zaprojektowaniem kotew o dużym wewnętrznym promieniu gięcia, ponieważ stwierdzono, że wewnętrzny promień gięcia odgrywa główną rolę w załamywaniu włókien8,9. W tym sensie autorzy tacy jak Orton i wsp.3 sugerują, że powinien być używany promień gięcia czterokrotny od średnicy kotwy. Zalecenie to powoduje, że promienie gięcia są niepraktyczne, nawet w przypadku kotew o małych średnicach, ponieważ zwiększenie promienia gięcia wiąże się ze zmniejszeniem rzeczywistej długości zakotwienia dla danej głębokości otworu.
Autorzy uważają, że zalecenie dużego promienia gięcia jest związane z trudnością kontrolowania rzeczywistego wewnętrznego promienia gięcia, z geometrycznego punktu widzenia, gdy wygładzanie odbywa się ręcznie. W związku z tym zaprojektowano wiertło dostosowane do potrzeb klienta, które umożliwia łatwą kontrolę jakości instalacji i zapewnia, że promień gięcia jest uwzględniony w projekcie.
W artykule rozważane są dwa różne procesy. Pierwsza z nich dotyczy procedury montażu łączników (kotew, zwłaszcza przed wyjęciem wolnego końca), natomiast druga obejmuje proponowaną metodę projektowania z kotwami kolczastymi oraz potrzeby weryfikacji.

<table><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td>do podparcia ma dozowanie wykonane przez autorów i klasę wytrzymałości nie niższą niż C40</td></tr><tr><td>Kotwa SikaWrap C</td><td></td><td></td><td>Materiał ten został użyty do kotew kolczastych FRP. SikaWrap Anchor C to jednokierunkowa lina z włókna węglowego, osłonięta elastyczną gazą. Gazę można przyciąć na miejscu, aby stworzyć końcówkę wentylatora, która kotwi, tkaniny i płyty CFRP stosowane do wzmacniania konstrukcji murów i betonu.</td></tr><tr><td>Sikadur 330</td><td></td><td></td><td>Żywica impregnująca, odpowiednia do ręcznych metod nasycania. Produkt został użyty do impregnacji kołka kotwiącego przed włożeniem</td></tr><tr><td>Sikadur 30</td><td></td><td></td><td>Tixotropic, dwuskładnikowa żywica epoksydowa nakładana szpachelką, dzięki czemu nadaje się do praktycznie każdego zastosowania, w tym</td></tr><tr><td>Wiertło górne Wiertło</td><td>Betazul</td><td></td><td>Stosowane do wygładzania otworów, które zostało zaprojektowane przez autorów i opracowane przez Betazul SA</td></tr><tr><td>Wiertarka udarowa</td><td>Hilti</td><td></td><td>Narzędzie do wykonywania otworów kotwiących w murze i, do różnych zakresów wiercenia</td></tr><tr><td>Szczotka druciana</td><td>Seria Hilti</td><td>Hit</td><td>Do prawidłowego szczotkowania wierconych otworów o różnych średnicach i głębokościach zakotwienia</td></tr><tr><td>Pompa wydmuchiwania</td><td>Seria Hilti</td><td>Hit</td><td>Ręczna pompa wydmuchiwa&nbsp;</td></tr><tr><td>SikaWrap-230 C</td><td></td><td></td><td>Jednokierunkowa tkanina tkana z włókna węglowego do procesu aplikacji na sucho</td></tr><tr><td>Aluminiowy wałek bąbelkowy</td><td>Włókno do</td><td></td><td>laminacji, gdzie konieczne jest zwiększenie ciśnienia w celu uwolnienia pęcherzyków powietrza. Są one proste na całej szerokości głowicy i zapewniają doskonałe odciążenie powietrza w prawie wszystkich zastosowaniach.</td></tr><tr><td>Szczotka</td><td></td><td></td><td>Do impregnacji wiązki i blachy FRP</td></tr><tr><td>Maszyna wytrzymałościowa 600 kN</td><td>Proeti</td><td>DI-CP/S</td><td>Jest to służy do próby ścinania kotew, w celu oceny skuteczności proponowanej metody wprowadzania</td></tr><tr><td>Opaski</td><td></td><td></td><td>kablowe Opaski kablowe są potrzebne do zamocowania końca kołka kotwiącego, aby zapobiec wydostawaniu się włókien podczas wkładania</td></tr><tr><td>Taśma</td><td></td> <td>miernicza</td><td>Taśma miernicza jest niezbędna do kontrolowania długości osadzenia, a także średnicy wiertła i odstępu między otworami</td></tr><tr><td>Drut</td><td></td><td></td> stalowy <td>Wymagany do pomocy w wkładaniu</td></tr><tr><td>Sztywny (stalowy) pręt</td><td></td><td></td><td>Sztywny pręt z dowolnego materiału (w tym przypadku został wykonany z pręta stalowego) jest potrzebny do kontrolowania długości osadzenia</td></tr></tbody></table>

metoda instalacji w celu poprawy kontroli jakości kotew kolczastych z polimeru wzmocnionego włóknem

Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors

Kotwy z polimeru wzmocnionego włóknem (FRP) są obiecującym sposobem na zwiększenie wydajności zewnętrznie wiązanych FRP stosowanych do istniejących konstrukcji, ponieważ mogą opóźnić lub nawet zapobiec awarii odspajania. Jednak głównym problemem, z którym borykają się projektanci, jest przedwczesne uszkodzenie kotew spowodowane koncentracją naprężeń. Niska jakość montażu i przygotowanie otworów przelotowych może spowodować koncentrację naprężeń, która spowoduje przedwczesną awarię. W artykule omówiono metodę montażu, która ma na celu zmniejszenie wpływu koncentracji naprężeń i zapewnienie właściwej kontroli jakości przygotowania otworu wiertniczego. Metoda składa się z trzech części: wiercenia i czyszczenia otworów, wygładzania krawędzi otworów za pomocą niestandardowego wiertła oraz montażu samej kotwy, w tym impregnacji kołka kotwiącego i jego włożenia. Wentylatory kotwiące (wolna długość kolców) są następnie łączone z zewnętrznym zbrojeniem z FRP. W przypadku zakotwienia końcowego oraz w przypadku wzmocnień z wieloma warstwami zaleca się włożenie wentylatora kotwiącego między dwie warstwy w celu wspomagania mechanizmu przenoszenia naprężeń. 
Proponowana procedura jest uzupełniona o podejście do projektowania kotew kolczastych, oparte na obszernej bazie danych. Proponuje się, aby projekt przebiegał w kilku krokach, a mianowicie: wybór średnicy kotwy i wynikającej z niej wytrzymałości łącznika na rozciąganie (tj. kotwy przed wysunięciem swobodnego końca), ocena zmniejszenia wytrzymałości na rozciąganie w wyniku zginania, zapewnienie wystarczającego zakotwienia, aby zapobiec uszkodzeniu poślizgu oraz uwzględnienie liczby i rozstawu kotew dla danego zbrojenia. W tym sensie należy zauważyć, że potrzebne są dalsze badania w celu uzyskania ogólnego wyrażenia udziału kotew z kolcami w ogólnej sile wiązania wzmocnień FRP.

Badania przeprowadzono na wyizolowanych łącznikach, aby ocenić skuteczność metody wygładzania. Ponadto porównano dwie metody impregnacji i osadzania łączników. Metoda na mokro polegała na impregnacji kotew bezpośrednio przed osadzeniem, zgodnie z przedstawionym protokołem. Metoda utwardzana (lub wstępnej impregnacji) polegała na wcześniejszej impregnacji obszaru osadzania kotew, co najmniej 24 h przed ich osadzeniem.
W testach p...

Ten manuskrypt przedstawia metodę kontroli jakości instalacji kotew kolczastych zaprojektowanych w celu opóźnienia delaminacji zewnętrznie związanych polimerów wzmocnionych włóknami. Protokół obejmuje przygotowanie wywierconego otworu i proces wprowadzania. Omówiono najważniejsze parametry wpływające na skuteczność kotew.

Metoda instalacji w celu poprawy kontroli jakości kotew kolczastych z polimeru wzmocnionego włóknem

Fiber reinforced polymer (FRP) anchors are a promising way to enhance the performance of externally-bonded FRPs applied to existing structures, as they ...

Ogólnym celem tej procedury jest optymalizacja jakości montażu kotew kolczastych z polimeru wzmocnionego włóknem szklanym oraz zapewnienie maksymalnej powtarzalności instalacji kotew. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na pytania w dziedzinie egzekwowania betonu za pomocą polimerów wzmocnionych włóknami. Na przykład, w jaki sposób kotwice przyczyniają się do i jaki parametr wpływa na wydajność kotwicy.Główną zaletą tej techniki jest to, że gwarantuje odpowiednią jakość montażu, zmniejszając tym samym niepewność co do tego, czy włókna są załamane. Zademonstrują tę procedurę Sergio Gonzalez i Romeo Sabou. Dwóch techników, którzy pomagają w naszych badaniach laboratoryjnych.Przygotuj konstrukcję murowaną lub do wywiercenia otworu. W tym przypadku jest to o wytrzymałości na ściskanie 30 megapaskalów. Do kotwy użyj 10-milimetrowej liny z włókna.Jego średnica zwiększy się od 10 do około 14 milimetrów po zaimpregnowaniu. Użyj młota udarowo-obrotowego, aby rozpocząć wiercenie otworu o średnicy 20 milimetrów, aby zapewnić sześciomilimetrowy prześwit. Od czasu do czasu należy przerwać wiercenie otworu, aby włożyć do otworu sztywny pręt o znanej długości.Zmierz długość, która pozostaje odsłonięta, i określ długość osadzonej. Kontynuuj wygładzanie otworu, gdy długość jest akceptowalna. Wygładzenie otworu ma kluczowe znaczenie dla wielu zapadających się włókien, a także dla podbicia jakości instalacji.Do tej procedury przypisano konkretne wiertło. Do pierwszego usunięcia kurzu użyj ręcznej pompki z przedmuchiwaniem i przedmuchaj otwór co najmniej dwa razy. Po zakończeniu przygotuj się do wygładzenia otworu za pomocą nieudarowego narzędzia obrotowego.Ten jest wyposażony w niestandardowe wiertło, które można łatwo dostosować do innego sprzętu. Zadbaj o to, aby woda stale chłodziła podprostą. Następnie rozpocznij wygładzanie otworu za pomocą narzędzia.Zatrzymaj się, gdy wiertło dotknie powierzchni betonu. Przed kontynuowaniem upewnij się, że otwór nie ma żadnych ostrych krawędzi. Następnie rozpocznij czyszczenie otworu za pomocą ręcznej pompy z wydmuchiwaniem.Po przedmuchiwaniu odłóż pompę na bok i zaopatrz się w szczotkę drucianą. Wybierz średnicę, która ma być jak najbardziej zbliżona do średnicy otworu. Włóż szczotkę, a następnie obróć ją wokół osi szczotki, aby uzyskać równe tarcie wokół otworu.Po zakończeniu szczotkowania zawsze ponownie przedmuchaj otwór. Wykonaj cykl, szczotkowania, nadmuchiwania co najmniej dwa razy przed kontynuowaniem. Przed włożeniem kotwy należy pobrać pierwszą warstwę wzmocnienia z polimeru wzmocnionego włóknem.Nałóż żywicę epoksydową na prostą za pomocą wałka lub pędzla. Następnie nałóż wzmocnienie polimerowe wzmocnione włóknem. Zanim przejdziesz dalej, wygładź zbrojenie z poliamidu.Aby odsłonić otwór, podziel podłużne włókna zbrojenia na dwie sekcje. Aby przygotować kotwicę, najpierw przytnij linę na wymaganą długość. Długość musi być równa sumie długości wentylatora osadzonego i kotwiącego.Ponadto przygotuj opaskę kablową. Następnie pracuj z podkładem epoksydowym o niskiej lepkości i miękkim pędzlem. Przytrzymaj obszar zgięcia kotew i rozpocznij impregnację włókien żywicą epoksydową w kierunku końca złącza.Częściowo rozwałkuj kołek kotwiący, aby zagwarantować prawidłową penetrację żywicy. Po zakończeniu natychmiast przymocuj zaimpregnowany koniec opaską kablową. Następnie użyj długiego drutu, aby przebić opaskę kablową.Wciśnij kołek kotwiący do przygotowanego otworu. Teraz nałóż tę samą żywicę epoksydową, która jest używana na powierzchni zbrojenia podprostego, na zbrojenie i wentylator kotwiący. Używaj wałka bąbelkowego po każdym nałożeniu żywicy.Jest to wykres punktowy z długościami osadzenia na osi poziomej i wytrzymałością na rozciąganie kotwy znormalizowaną przez jej wytrzymałość świecidełka na osi pionowej. Punkty danych są wartościami średnimi, a paski strzałek reprezentują środkowe 95% rozkładu. Należy pamiętać, że występuje prawie liniowy wzrost nośności kotwy w obrębie długości zakotwienia zarówno w przypadku metod montażu na mokro, jak i zamówionych.Rozrzut jest redukowany w metodzie mokrej, szczególnie w przypadku długości od 75 do 100 milimetrów. Po raz pierwszy pomysł na tę metodę wpadł nam do głowy, gdy obserwowaliśmy, jak istotne są parametry instalacji w porównaniu z wcześniejszymi badaniami. Po opanowaniu ta technika wymaga od pięciu do 10 minut wiercenia, a także 15 minut czyszczenia i 15 minut wkładania i wkładania.Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby sprawdzić, czy całkowita długość światłowodu jest wystarczająca zarówno dla długości osadzonej, jak i wentylatora kotwiącego. Wygładzenie otworu można uzupełnić szeregiem podwójnych aniołów o kącie większym niż 90 stopni, aby zapobiec załamywaniu się włókien. Opracowanie tego produktu jest punktem wyjścia do badań nad udziałem kotew wielokrotnych w klejonym FRP.Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak przygotować i zainstalować element za pomocą betonu. Nie zapominaj, że praca ze środkami chemicznymi, takimi jak żywica epoksydowa, może być bardzo niebezpieczna i należy podjąć środki ostrożności, takie jak używanie rękawiczek i okularów.

installation-method-to-enhance-quality-control-for-fiber-reinforced

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Proces waporyzacji składnika ofiarnego (VaSC) jest używany do wytwarzania struktur mikronaczyniowych. Ta procedura wykorzystuje protektorowe włókna kwasu poli(mlekowego) do tworzenia pustych mikrokanalików z precyzyjnym pozycjonowaniem geometrycznym 3D zapewnianym przez laserowo obrabiane mikroobrabiane płytki prowadzące.

Proces wytwarzania trójwymiarowych mikrostruktur z wykorzystaniem parowania składnika protektorowego

Przedstawiono ulepszoną metodę mechanicznego testowania zakotwiczenia kości na powierzchniach potencjalnych implantów. Metoda ta pozwala na wyrównanie siły rozrywającej dokładnie prostopadle lub równolegle do płaszczyzny powierzchni implantu i zapewnia dokładny sposób kierowania sił zakłócających na dokładny obszar wokół implantu.

Ulepszona metoda badań mechanicznych do oceny zakotwiczenia implantu kostnego

Trwałość polimerów i kompozytów polimerowych wzmocnionych włóknami w eksploatacji jest krytycznym aspektem dla ich projektowania i konserwacji w oparciu o stan. Przedstawiamy nowatorską, niskokosztową platformę do badań laboratoryjnych do badania wpływu jednoczesnych obciążeń mechanicznych i środowiskowych, która może pomóc w projektowaniu bardziej wydajnych, a jednocześnie bezpieczniejszych struktur kompozytowych.

Platforma testowa do badań trwałości polimerów i kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami w warunkach jednoczesnych bodźców higrotermomechanicznych

Integracja przewodzących nanocząstek, takich jak nanopłytki grafenu, z materiałami kompozytowymi z włókna szklanego tworzy wewnętrzną sieć elektryczną podatną na obciążenia. W tym miejscu proponuje się różne metody otrzymywania czujników tensometrycznych oparte na dodaniu nanopłytek grafenu do matrycy epoksydowej lub jako powłoki na tkaninach szklanych.

Wykrywanie odkształceń oparte na wieloskalowych materiałach kompozytowych wzmocnionych nanopłytkami grafenu

W tej pracy, rusztowania z poli(kwasu mlekowego)/glikolu polietylenowego (PLA/PEG) zostały przygotowane przy użyciu kombinacji mieszania stopionego i selektywnego ługowania. Omawiana tu metoda pozwoliła na opracowanie rusztowań trójwarstwowych poprzez ścisłą kontrolę zarówno porowatości, jak i wielkości porów. Właściwości mechaniczne oceniano również w środowisku fizjologicznym.

Łatwa i przyjazna dla środowiska metoda wytwarzania rusztowań z poli(kwasu mlekowego) o stopniowanej wielkości porów

Prezentujemy model tkanki więzadła, w którym trójwymiarowe konstrukty są traktowane ludzką surowicą kondycjonowaną wysilaniem i analizowane pod kątem zawartości kolagenu, funkcji i biochemii komórkowej.

Leczenie konstruktów więzadeł surowicą kondycjonowaną wysiłkowo: translacyjny model inżynierii tkankowej

Ten protokół opisuje podejście do produkcji kompozytu cementowego wzmocnionego włóknem stalowym poprzez zastosowanie jednolitego pola elektromagnetycznego. Wyrównany kompozyt cementowy wzmocniony włóknem stalowym wykazuje lepsze właściwości mechaniczne niż zwykły zbrojony włóknami.

Przygotowanie wyrównanego kompozytu cementowego wzmocnionego włóknem stalowym i jego zachowanie przy zginaniu

Przedstawiamy procedurę ASTM D7998-19, która pozwala na szybką i bardziej spójną ocenę wytrzymałości połączeń klejowych na drewnie zarówno na sucho, jak i na mokro. Metoda ta może być również wykorzystana do dostarczenia informacji na temat rozwoju wytrzymałości w funkcji temperatury i czasu lub utrzymania wytrzymałości do 250 °C.

Standardowa metoda testowa ASTM D 7998-19 do rozwoju wytrzymałości kohezyjnej klejów do drewna

Trójwymiarowe tkanki serca bioinżynieryjne wykorzystujące kardiomiocyty pochodzące z komórek macierzystych okazały się obiecującymi modelami do badania zdrowego i chorego ludzkiego mięśnia sercowego in vitro, jednocześnie podsumowując kluczowe aspekty rodzimej niszy sercowej. Manuskrypt ten opisuje protokół wytwarzania i analizy zmodyfikowanych tkanek serca o wysokiej zawartości wygenerowanych z ludzkich pluripotencjalnych kardiomiocytów pochodzących z komórek macierzystych.

Projektowanie bioreaktora w celu usprawnienia pozyskiwania danych i modelowania przepustowości zmodyfikowanych tkanek serca

Niniejszy protokół ma na celu ocenę wpływu protokołów obróbki powierzchni, wyboru cementu lutującego oraz termocyklowania na wytrzymałość wiązań szarpaniowych między PEEK a pośrednią żywicą kompozytową.

Znormalizowany protokół oceny wpływu obróbki powierzchniowej, cementów lutingowych i termocyklicznego starzenia na wytrzymałość wiązania kompozytu z PEEK

Poznaj metodę instalacji kotew kolczastych z polimeru wzmocnionego włóknem w celu poprawy jakości i powtarzalności wzmocnienia konstrukcji betonowych. Technika ta zmniejsza niepewność dotyczącą wydajności kotew.

Metoda instalacji w celu poprawy kontroli jakości kotew kolczastych z polimeru wzmocnionego włóknem

Przeglądaj więcej filmów