Summary
Bu el yazması Delaminasyon dışarıdan bağlı fiber takviyeli polimerler geciktirmek için tasarlanmış spike bağlantılar için yükleme kalitesini kontrol etmek için bir yöntem sunar. Protokol matkap delik ve ekleme işlemi hazırlanması içerir. Çapa verimliliği üzerinde en etkili parametreleri ele alınmıştır.
Abstract
Fiber takviyeli polimer (CTP) çapa geciktirebilir veya bile debonding önlemek gibi varolan yapıları için uygulanan dışarıdan bağlı FRPs performansını artırmak için umut verici bir yoldur. Ancak, büyük bir endişe tasarımcılar tarafından karşı karşıya çapa stres konsantrasyonu nedeniyle erken başarısızlıktır. Fakir kurulum kalite ve hazırlama izni delik bu erken başarısızlık kışkırtır stres konsantrasyon neden olabilir. Bu kağıt amacı stres konsantrasyon etkisini azaltmak için ve Matkap delik hazırlanması uygun bir kalite kontrolü sağlamak için bir yükleme yöntemi ile ilgilidir. Yöntem üç parça içerir: Delme ve delik Temizleme, özelleştirilmiş bir matkap ve emprenye çapa dübel ve onun ekleme de dahil olmak üzere bağlantı kurulumu ile delik Kenarları yumuşatma. Çapa fanlar (sivri ücretsiz süresi) sonra dış CTP takviye bağlı bulunmaktadır. Sonunda anchorage için ve birden çok plies ile takviye durumunda, çapa fan stres-aktarım mekanizması yardımcı olmak için iki plies arasında eklenmesi önerilir.
Önerilen yordam için spike çapa, geniş bir veritabanını temel alan bir tasarım yaklaşımı ile tamamlanmaktadır. Bu tasarım bir dizi adım, yani izleyin önerilmiştir: çapa çapı ve sonraki çekme dayanımı (ücretsiz sonunda fanning önce Yani, demir) bağlantılarının seçim dayanımı nedeniyle azalma değerlendirilmesi bükme, kaymayı önlemek için yeterli sıkıştırılma sağlanması ve sayısı değerlendirilmesi ve çapa belirli bir takviye için aralığı. Bu anlamda, bu daha fazla araştırma CTP takviye spike çapa genel bond gücü için katkı için genel bir ifade elde etmek için gerekli olduğunu belirtmek gerekir.
Introduction
CTP dışarıdan performansını artırmak için umut verici bir yol onlar geciktirebilir veya bile debonding hatası1,2önlemek verilen varolan yapıları için uygulanan FRPs gümrüklü teklif tutturur. Ancak, tasarımcılar için önemli bir endişe kesme nedeniyle stres konsantrasyon bükme bölgedeki çapa erken başarısızlık üzerine kuruludur. Yükleme kalitesi ve gümrükleme delik hazırlanması gibi erken başarısızlık kışkırtır bu stres konsantrasyon sınırlamak önemlidir.
Bu kağıt amacı stres konsantrasyon etkisini azaltmak için ve Matkap delik hazırlanması ve çapa kurulumu uygun bir kalite kontrolünü sağlamak için bir yükleme yöntemi ile ilgilidir. Dört bölümden için yöntem içerir: Delme ve delik usulsüzlük stres dağılımın bükme bölgede, emprenye, dahil olmak üzere bağlantı yüklenmesini önlemek için özelleştirilmiş bir matkap delik Kenarları yumuşatma, temizlik çapa dübel ve ekleme ve yapışma güçlendirme için çapa.
Daha önce yayınlanan araştırma3,4,5,6,7' den, o spike söylenebilir çapa bükme bölgesiyle (özgür sonuna arasındaki belirli bir açı ile demek ve Katıştırılmış bölgesi), erken başarısızlık kışkırtmak eğilimli stres konsantrasyon acı. Bu her zaman özgün üyeleri geometri nedeniyle kaçınamayız. 135 ° dübel açıları bir azaltma stres konsantrasyon izin ve spike çapa daha iyi performansa yol açabilir genellikle kabul edilmektedir, ancak birçok durumda, 90 °'lik dübel açılarla geniş, istihdam edilmektedir. 90 °'lik dübel açılarla kullanımı için başlıca nedenleri yürütmek ve herhangi bir yönde denetlemek basit ve iç takviye tanışmak olasılığını azaltmak vardır.
Şekil 1 bir tipik Başak çapa en yaygın dübel açıları ile gösterir. Stres konsantrasyon uygun denetim varsa 90 ° dübel açılarla yüklü spike çapa yine de, oldukça iyi bir performans görüntüleyebilirsiniz. Stres konsantrasyonu genellikle sınırlama olarak iç bükme yarıçapı8,9kırışma lif yönünden önemli bir rol oynamaya bulundu çapa büküm yarıçapı, büyük bir iç ile tasarlama içerir. Bu anlamda, yazarlar gibi Orton vd. 3 öneririz dört kez çapa çapı bir bükme yarıçapı kullanılmalıdır. Bu öneri sonuçlarında pratik bükme yarıçapı, hatta küçük çapa çapları için bükme yarıçapı artan olarak içerir gerçek sıkıştırılma uzunluğu verilen delik derinliği için azalan.
Yazar büyük bükme yarıçapı tavsiyesi yumuşatma el ile bittiği zaman büküm yarıçapı, geometrik bir bakış açısından gerçek iç kontrol zorluk ilgili inanıyorum. Özelleştirilmiş bir matkap, kurulumu kolay bir kalite kontrol sağlar ve bükme yarıçapı tasarımında kabul edilir doğrulayan sonuç olarak tasarlanmıştır.
İki farklı işlem kağıt olarak kabul edilir. İlki bağlayıcıların (özellikle de önce dışarı ücretsiz son fanning çapa,), yükleme yordamına ilgili ikinci spike çapa ve doğrulama tasarımı için önerilen yöntem içerir, ancak ihtiyacı.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. çapa yükleme yöntemi
Not: Bu yöntem delik delme, temizlik ve delik edge, yanı sıra emprenye ve bağlantı ekleme düzeltme içerir.
- Gerekli sıkıştırılma uzunluğu ve belirtilen çapı ile delik delme.
- (Yani, elektrik çekiç veya elmas çekirdek gibi) uygun bir sondaj aracını kullanın. Beton yapılar için Araçlar sondaj seçim ölçütlerini yapışkanlı çapa ile aynıdır ve daha önce yayımlanmış çalışma10,11' bulunabilir. Elektrik bir çekiç için 800 rpm maksimum hız ile matkap.
- En az 4 mm bir delik boşluk (Yani, matkap çapını ve bu bağlantı ucunun arasındaki fark) sağlar. Ayrıca, bu fark 8-10 mm olması önerilir. Bu delik yumuşatma kolaylaştırır ve matkabı içeri Demir Bükme sağlar.
Not: Bu ticari lif ipleri ne zaman (emdirilmiştir) nominal çapları 10'dan 12 mm arasında değişen var belirtilmelidir. Filme protokolünde görüntülenen çapa nominal çapı 12 mm halatlarla elyaf üzerinden yapıldı.
- En az 4 mm bir delik boşluk (Yani, matkap çapını ve bu bağlantı ucunun arasındaki fark) sağlar. Ayrıca, bu fark 8-10 mm olması önerilir. Bu delik yumuşatma kolaylaştırır ve matkabı içeri Demir Bükme sağlar.
- (Yani, elektrik çekiç veya elmas çekirdek gibi) uygun bir sondaj aracını kullanın. Beton yapılar için Araçlar sondaj seçim ölçütlerini yapışkanlı çapa ile aynıdır ve daha önce yayımlanmış çalışma10,11' bulunabilir. Elektrik bir çekiç için 800 rpm maksimum hız ile matkap.
- Sıkıştırılma uzunluğu kontrol ve delik pürüzsüz. Çapa performans son derece uzunluğu duyarlı olduğu gibi uzunluk kontrolünü son derece önemlidir. Sıkıştırılma uzunlukları 75 150 mm arasında değişen tavsiye edilir.
- Uzunluk kontrolünü gerçekleştirmek için Delme deliğe katı çubuğu ekleyin ve bar toplam uzunluğu ve delikten bir ölçüm bandı ile yerleştirildiğinde kalır uzunluğu karşılaştırın.
- Sondaj ilk toz kaldırma işlemini gerçekleştirmek için tamamlandığında, blow-out el pompası kullanın. Pompa üreticinin yönergeleri izleyin. İlk toz kaldırma için en az iki kez üfle.
- Delik döner, vurmalı sigara aracıyla düz. Özelleştirilmiş matkap ayrıntıları için bkz: Şekil 2 . Önerilen bir matkap gibi bit çoğu elektrik çekiç için kolayca adapte edilebilir. Su çalışırken sürekli olarak ile belgili tanımlık substrate buzdolabında bekletin. Yumuşatma yok keskin kenarlı görünür ve Matkap biraz üst kısmındaki beton yüzeyine dokunduğundan tamamlanmıştır.
- En yüksek bağ gücü elde etmek için çok önemli olduğu gibi bir arada üfleme ve döngüleri, fırçalama delikle temiz. Temizleme işlemi için CTP sivri ve yapışkanlı bağlantılar için benzer. Bu en az iki temizlik devir yapılması tavsiye edilir. Varolan kurallar10 ek öneriler temizleme işlemi için başvurun ve diğer temizlik araçları kullandıysanız her zaman üreticinin önerilerini izleyin.
- Her zaman darbe öncesi ve fırçalama sonra. Sonuç olarak, iki blowings ve bir fırçalama mekanik fırçalama her döngüsü içerir.
- Darbe delik açılmış delik içinde gevşek parçacıklar kaldırmak için açılış doğru içinden. Üfleme iki yolu vardır. Çapa kuru Beton üzerinde yüklüyse, üfleme blow-out el pompası ile yapılabilir. Islak Beton üzerinde yüklüyse, üfleme (maksimum basınç 10 Bar) basınçlı hava ile yapılmalıdır.
Not: koşullar ıslak adapte olabilir rağmen protokol kuru çekmek için geliştirilmiştir. Bu düzeltme tekniği substrat nemlendirici içerir dikkati çekiyor. Bu nedenle, nem oranı elde edilen nitelikte çevre koşullarına ve zaman bağlı olacaktır deliği ve bağlayıcı ekleme yumuşatma arasında geçen süre. Kuru destek koşulu için bir bağıl nem normalde birkaç gün normal kurutma koşullarına karşılık gelen % 5, aşağıda tanımlanan. 24 h geçen zaman çapa ekleme ve delik kenar yumuşatma arasında mevcut beton yapılar durumunda delikleri kuru olarak düşünülebilir. Nemli bir durum genelde deniz yapıları için karşılık gelen %100 bağıl nem yakınındaki ifade eder. - Radyal delik fırça için bir tel fırça kullanın. Fırça çapı eşit veya 20 mm matkap çapı daha büyük olması gerekir. Olabildiğince yakınına eşit sürtünme delik bölüm izin için delik,'e kadar fırça çapı seçin.
- Çapa hemen temizlendikten sonra yükleyin. Eğer bu (çapa temizlik üzerinden 1 saat içinde değil eklediyseniz) mümkün değildir, çapa takmadan önce ek bir temizlik döngü gerçekleştirmek. Bu son Temizleme döngüsü yatay çapa ve substrat üst yüzeyinde yapılan delik için özellikle önemlidir.
- Hazırlamak ve çapa yükleyin. Bu üç farklı işlemler içerir.
- Elyaf demeti kesin ya da gerekli uzunluğu ip. Çapa uzunluğu sıkıştırılma uzunluğu (veya dübel uzunluğu) eşit olmalıdır çapa fan uzunluğu artı.
- Düşük viskozite epoksi astar ile yumuşak bir fırça ile çapa dübel hamile. Her zaman pot-hayat reçine, üreticiye göre saygı duyuyorum. Yaklaşık 150 g reçine çapa başına ihtiyaç vardır. Emprenye kısmen reçine penetrasyonu en üst düzeye çıkarmak için lif paket fanning gerektirir.
- Her zaman lifler eğilmesini önlemek için bağlayıcı sonuna doğru hamile. Bükme bölge paket üzerinden bazı liflerinin kaymayı engellemek ve dışarı bu adımda Fanlı ücretsiz sonuna önlemek için tutun.
- Emprenyeli sonuna bir kablo bağı ile emprenye sonra hemen bağla. Sonra çapa dübel ekleyin. Ekleme lifler aslında gerekli sıkıştırılma uzunluğu ulaşmak güvence altına almak için kablo bağı, iter bir tel ile yardımcı olmak.
- Takviye konektörüne uygun aktarım mekanizması sağlamak için bağlantısına bağlayın. Bu iletişim kuralı geliştirilmiştir ve sonunda anchorage için birden çok katlı dışarıdan CTP takviye gümrüklü daha da açıkladı. Şekil 3 işlem grafik bir açıklama için bkz.
- İlk kat ekleme çapa (ama her zaman sonra hazırlık ve delik temizlik) önce takviye gösterildiği şekil 3olarak uygulanır. Alternatif olarak, ilk kat olanlar takviye ilk kat uygulamadan önce çapa ekleme izin için çapa fan, üzerine yapıştırılır daha kısa kullanın.
- Sonuna-plaka debonding (veya Delaminasyon) gerçekleşmesi beklenen bitiş anchorage sağlamak. Dış takviye ıslak uygulama için her zaman geçerli standartlar veya kurallar12,13göre substrat yüzey hazırlamak.
Not: Bu bağı stres-aktarım mekanizması biriktikçe çapa fanlar tam takviye için bağlı. Birden çok katman ve son-anchorage ile yapılan CTP takviye durumunda çapa fan kurulum iki plies arasında tavsiye edilir. Bu çapa ile laminat piercing gereğini ortadan kaldırır ve takviye zarar vermemek. Bugüne kadar en az fan uzunluğun literatürde belirlenmiştir. Yazarlar en az 50 mm fan uzunlukları kullanmaları önerilir. - Epoksi reçine dış CTP takviye ve çapa fan için geçerlidir. Reçine bir rulo veya fırça ile uygulanır. Aynı reçine yüzey için dış CTP takviye ve dış takviye çapa fanı bağ kurmak için kullanın. Her zaman pot hayat reçine, üreticiye göre göz önünde bulundurun.
- Hava boşlukları (çapa fan da dahil olmak üzere) her katmanın emprenye sonra hava önleyici kablonun bir kabarcık rulo kullanarak takviye plies arasında ortaya çıkması önlemek.
Not: protokol gelişimi için bir reçine ile 90 dk 20 ° C'de bir pot hayat istihdam edildi.
- Hava boşlukları (çapa fan da dahil olmak üzere) her katmanın emprenye sonra hava önleyici kablonun bir kabarcık rulo kullanarak takviye plies arasında ortaya çıkması önlemek.
2. tasarım Spike çapa ile
Not: Tasarım yöntemi burada fan çapa için açıkladı, ama benzer yordamlar farklı anchorage cihazlar için takip edilebilir. Bu yöntem çapa kapasitesi, bond güç ve genel gücü ile güçlendirilmiş üye çapa katkısını değerlendirilmesi oluşur.
-
Çapa'nın kapasite değerlendirin. Bu öncelikle olup demir çekme dayanımı tabi tutulur ya da kesme kuvvetleri üzerinde bağlıdır. 180° (kesme uygulamaları) az dübel açıları ile en sık görülen durumlarda, dübel açı bağlayıcı nedeniyle stres konsantrasyon bend bölgedeki etkinliğini sınırlar. Bükme gücü yukarıda sunulan yükleme yöntemi izleyerek kontrol.
- Bir kısmını onun çekme dayanımı olarak çapa kapasite hızlı. Çapa için tasarım kapasitesi en aşağıdaki olacaktır: Beton koni gücü, bond gücü (beton10sonrası yüklü herhangi bir çapa gibi hesaplanır), viraj gücü ve çekme dayanımı, bir güvenlik faktörü ile. Bu çapa () tasarım kapasitesi içinde sonuçlanır. Villanueva Llauradó vd. 14, spike çapa tüm expectable hatası modları için ifadeleri ele alınmıştır.
- Beton koni gücü olan Kim ve Smith15 gibi bir ifade ile beton koni hatası önlemek için tahmin etmek. Beton koni gücü sadece son derece sığ çapa için önemlidir, ve genel olarak, bu bağlantılar sıkıştırılma uzunlukları 75 mm büyük için gözardı.
- Çapa dübel bond gücünü hesaplamak. Bu kodları ve tasarım yönergeleri sonrası yüklü bağlantılar için genel ifadeleri ile yapılabilir. İfadeleri göre bağ gücü aşağıdakilere bağlıdır: Beton, açılmış delik ve sıkıştırılma uzunluğu15,16çapını dayanımı. Epoksi reçine kullanıldığında 8 15 MPa arasında değişen beton reçine arabiriminde ortalama kesme gücü için bir değer kabul eder.
- Bükme nedeniyle gücünü azaltma tahmin etmek. Bu esas olarak büküm yarıçapı, JSCE8iç CTP rebars için yaygın olarak kabul etmiştir tarafından sağlanan ifade uygun olarak iç bağlıdır. Ancak, tamamlayıcı üzerinde izole bağlayıcılarını test belirli bir geometrik yapılandırmasında lamak gerçek olarak inşa gücünü değerlendirmek için önerilir. Bu test ile kesme sınav ve bu raporda önerilen prosedürü izleyerek yüklü çapa ile yapılmalıdır.
- Çapa gerilme kuvveti ile bağlayıcılar cross section ve mukavemeti lif lif kısmını hesaplayın. Fiber kablolar için üreticileri genellikle yeterli azaltma faktörü (üzerinden 1.25 1,5) tasarımı için kabul edilebilir emdirilmiş bağlayıcı dayanımı belirtir. El yapımı çapa lif demetleri için ASTM standartları17olduğu gibi düz kupon testleri yapılmalıdır.
- Uluslararası kodlar veya başvurular18,19' verilen gibi analitik modelleri herhangi bir ifade ile unanchored takviye bond gücünü hesaplamak. Alternatif olarak, gümrüklü, unanchored numuneler üzerinde tek veya çift kesme testler yapılabilir. Bond gücü (Pdb, d) tasarım değerini daha da hesaplamalarda kullanılması gerekir.
- Genel gücü takviye artı çapa kapasitesi, bir bağlama ile takviye için bond gücünü sonucu olarak tahmin ediyoruz. Ne zaman çapa fan tamamen gümrüklü ve gümrüksüz bağlantılı örnekleri20performansını karşılaştırarak yazarların bulguları ile tutarlı CTP genişliğini kapsar Bu hipotezi, varolan verilere göre kabul edilebilir, 21. Aşağıda ki formül ile bir spike çapa ile bağlantılı CTP tasarım gücünü hesaplamak:
Pd = Pdb, d + Panc, d (1) - Birden çok bağlantı için çapa verimlilik ve çapa düzenlemenin bir fonksiyonu olarak katkı belirlemek (sayı satır, ve plies çapa aralığı). Lütfen istenen Düzenleme verimliliği birden çok çapa nedeniyle azalma değerlendirmek için test ve tasarım gücü bağlantılı eklem (Pd) aşağıdaki gibi hızlı:
Pd Pdb, d = + y' • n • Panc, d (2)
Katsayısı elde y' projenin her belirli düzenleme ile test sonuçlarından, spike çapa, olduğu gibi başvuruları20,23sayısı göz önüne alındığında. Test alternatif olarak, verimliliği dikkate y' olarak önerilen yaklaşımlar bu tür testlerin bu aynı yayınları20,23yılında bildirdi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Testleri izole bağlayıcılarda düzeltme yönteminin etkinliğini değerlendirmek için yapılmıştır. Buna ek olarak, iki yöntemi, emprenye ve konektörler ekleme karşılaştırıldı. Islak yöntemi ekleme, sunulan Protokolü olduğu gibi hemen önce çapa empiriyenleme dahil. Sertleştirilmiş (veya ön emdirilmiş) yöntemi önceden, emprenye çapa katıştırılmış bölgesinin en az 24 saat önce ekleme oluşuyordu.
Önerilen yöntem takip yapılan testlerde 27 MPa ortalama artış aynı sıkıştırılma uzunluğu ve delik çapı sigara düzeltti örnekleri ile karşılaştırıldığında elde edildi. Not aynı yapılandırmaya ve sigara düzeltti numuneler için 88.2 MPa yapıldı, ancak yalnızca düzleştirilmiş örnekleri tabi belgili tanımlık yöntem için 10.9 MPa olan standart sapma açısından fark var. Tüm çapa makas içinde olması sebebiyle erken başarısızlık sergilenen gibi mukavemeti test edilmiş karbon fiber halatlar herhangi bir testte, elde değil unutulmamalıdır.
İki emprenye ve yükleme yöntem arasındaki fark son yük açısından önemli değildi, ama dağılım açısından önemli. Bu kalite kontrol, göreli kolaylığı spike çapa için kritik olan ilgili olmuştur. CTP çapa işlenmesi usta işçiler gerektirir belirtmek gerekir. Yine de, emprenye kalitesini sertleştirilmiş yöntemini kontrol etmek zor olduğunu göz önüne alındığında, bu yöntem önerilmez. Sıkıştırılma uzunluğu yapisan (100 ve 125 mm sıkıştırılma uzunlukları, semb) önlemek için yeterli ön emdirilmiş Bağlayıcılar daha yüksek standart sapmalar vardı. Islak ve sertleştirilmiş çapa düzgünleştirilmiş delikleri ile elde edilen sonuçları şekil 4' te görüntülenir.
Taşıma kapasitesi sunulan denklemler göre hesaplanan kullanılabilir veri çekmece ve yamultma uyuyor. Bu tasarım modelleme ve test sonuçları hakkında daha fazla bilgi için lütfen önceki yazarlar7,14tarafından bkz: çalışır.
Yük taşıma kapasitesi izole spike çapa ele sonra dışarıdan gümrüklü takviye genel gücü katkısı değerlendirmek çok önemlidir. Varolan veri bağlantılı CTP dururken, spike çapa (Yani, tek veya çift kesme testleri beton numuneler üzerinde) ile basit durumlar için oldukça sınırlıdır. CTP çapa ile tasarım için önerilen adımları tarafından farklı yazarlar5,19,20,21,22 çalışarak testleri de dahil olmak üzere varolan veritabanına iyi sığacak şekilde bulundu .
Resim 1 : CTP yapılandırma ve dübel açılarını spike çapa. Dübel açı, sıkıştırılma uzunluğu ile birlikte spike çapa stres konsantrasyon önemli bir rol oynar. Fan açı dış takviye genişliğine adapte olmalıdır. (bir) tipik CTP spike çapa. Tasarım (fan açı, dübel açı, sıkıştırılma uzunluğu ve fan uzunluğu) için (b) değişkenler özetlenmiştir. Parametreleri d0 ve dbir are çapa anma çapı ve delik çapı, anılan sıraya göre. Bu rakam Villanueva Llauradó vd 201714değiştirildi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 : Özelleştirilmiş matkap. Oluşturmak istediğiniz RADIUS içeren özelleştirilmiş matkap. Elmas matkaplar dayanıklılık nedenleri için tercih olabilir. Önerilen araç (bir) sekiz kesiciler var. Düzeltme işlemi sonlandırıldı zaman aracın yuvarlak tabak aracın substrat yüzeyine dokunmamasını sağlayarak. Deliğin elde edilen profili (b) gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: spike çapa ve dış takviye arasındaki bağlantı. Dış takviye ve spike çapa arasında yükleme ve bağlantı dahil ana adımları burada resimde. (bir) ilk kat (ya da katman) CTP takviye substrat reçine ile uygulanır. (b) çapa dübel delik ekleme. (c) çapa ücretsiz süre dışarı Fanlı ve reçine ile takviye bağlı. (d) reçine uygulama her adımdan sonra hava boşlukları kabarcık bezi ile kaldırılması gerekir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 : Ekleme yöntemi sonuçları dağılım üzerindeki etkisi. Yazarlar (ortalama değerler ve merkezi % 95 aralığı temsil eden hata çubukları) tarafından gerçekleştirilen testlerin sonuçlarını. Çapa kapasite sıkıştırılma uzunluğu ile hemen hemen doğrusal bir artış vardır. Bu yükleme yöntemi sonuçları dağılım içinde etkisi ile birlikte görüntülenir. Yatay ve dikey eksen, sırasıyla, sıkıştırılma uzunluğu (semb) ve çapa (Pbir) gerçek performansını ve onların çekme dayanımı (Pu) arasındaki oran temsil eder. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Yükleme ve CTP spike çapa tasarımı için adım adım bir protokol sunulmuştur. En iyi yazarların bildiğim için spike çapa üzerinde ayrıntılı iletişim kuralı yükleme parametreleri ve süreci çapa kapasitesi üzerinde etkisi ile ilgili olarak geliştirilmiştir.
Önerilen düzeltme matkap spike çapa, stres konsantrasyon azaltılması yoluyla performansını faydalıdır ve içinde izole çapa üzerinde yapılan testler dağılım azaltmak onun etkinliğini kanıtladı. Bu yükleme kalite kontrol iyileştirmesini ilgilidir. Ayrıca, çapa düşük dağılım aşağıda önerilen yükleme iletişim kuralları, standart sapma, böylece güvenilir bir tasarıma katkıda bir azalma sağlar idam.
Test sonuçları ile ilgili olarak sunulan son yük açısından ön emdirilmiş ve ıslak yükleme arasında önemli bir fark yoktur vardır. Ancak, önerilen iletişim kuralı için çapa dübeller bükme bölgesinin uygun emprenye güvence altına almak için hemen ekleme önce hamile önerilir. Buna ek olarak, bu kırılgan hatası nedeniyle bükme bölgedeki sertleştirilmiş reçine engeller. Eğer ön emdirilmiş yükleme istihdam, daha sonra bu sertleştirilmiş bölümü çapa dübel düz bacak kısadır garanti gerekir. Bükme bölge uygun emprenye ekleme sonra test koşulları elde etmek zordur. Bu, ancak, bağlayıcının splay bölge dışarı Fanlı olduğunda bu sorunu azalır olması gerekmektedir.
20 mm, 25 mm iç büküm yarıçapı 10 mm çapı dübel 20 mm çapında delik için sonuçlanan yarıçaplı tasarlandığı özelleştirilmiş matkap ile ilişkili ana dezavantajdır. Daha büyük bir iç bükme yarıçapı ile karşılaştırıldığında daha düşük bağlayıcı verimlilik vardır. Yüksek viraj gücü gerekli olup olmadığını, matkap (büküm yarıçapı iç en üst düzeye çıkarma yoluyla) stres konsantrasyonu en aza indirmek mümkün bir sabit olmayan RADIUS ile tasarlanmış olması tavsiye edilir.
Önerilen tasarım yordam bağlantılı harici olarak gümrüklü CTP takviye tam bir tasarım için gerekli tüm adımları içerir. Çapa katkısını her zaman ek olarak bağ gücü açısından düşünülmelidir. Bu testleri izole çapa numuneler ile tasarlanmış geometri (delik ve çapa çapı, sıkıştırılma uzunluğu ve büküm yarıçapı, özellikle) üzerinde çapa için yapılmalıdır olduğunu belirtmek gerekir. O zaman, çapa katkısını CTP takviye bond gücü için bir ek olarak hesaplanabilir. Bugüne kadar ana tasarım için çapa en fazla katkı ve birden çok çapa en uygun düzenlenmesi sınırlamalardır. Kullanılabilir veritabanları göre spike çapa yalnız taşıyabileceği belirtmek için yazar dilek de unanchored iki kez olmak çok bağlantılı eklemlerin genel gücü anlamına yapisan mekanizması yalnız yük olarak beklenebilir gümrüklü eklemler. Ancak, bu değer güvenle varolan veri sınırlı sayıda verilen bir tasarım değeri kabul edemem.
Kurulum ve tasarım için sunulan Protokolü dışarıdan gümrüklü CTP takviye çapalama alanında gelecekteki gelişmeler için bir temel olmayı hedeflemektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Yazarlar onların Sika SAU için destek ve malzeme için çapa ve takviye için onların temini için özellikle teşekkür etmek istiyorum. Betazul özellikle video hazırlanması ile özelleştirilmiş matkap ile yardım için kabul edilmektedir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Concrete | The concrete for support has a dosage made by the authors, and a strength class no lower than C40 | ||
| SikaWrap anchor C | SIKA | This material has been used for the FRP spike anchors. SikaWrap Anchor C is a unidirectional, carbon fiber rope, sheathed in an elastic gauze. The gauze can be cut onsite to create a fan end that anchors CFRP fabrics and plates used in the structural strengthening of masonry and concrete. | |
| Sikadur 330 | SIKA | Impregnating resin, apt for manual saturation methods. The product was used for impregnating the anchor dowel before insertion | |
| Sikadur 30 | SIKA | Thixotropic, two part epoxy resin applied by spatula and therefore suitable for virtually any application, including overhead | |
| Drill bit | Betazul | Drill bit employed to smooth the holes that was designed by the authors and developed by Betazul SA | |
| Hammer drill | Hilti | Tool for the execution of anchor holes on masonry and concrete, for different drilling ranges | |
| Wire brush | Hilti | Hit series | For the proper brushing of drilled holes of varying diameters and embedment depths |
| Blow-out pump | Hilti | Hit series | Manual blow-out pump |
| SikaWrap-230 C | SIKA | Unidirectional woven carbon fiber fabric for dry application process | |
| Aluminium Bubble Roller | Fibre glast | For laminations where increased pressure is necessary to release air bubbles. They are straight across the width of the head and provide excellent air relief for nearly all applications. | |
| Brush | For impregnation of FRP bundle and sheet | ||
| 600 kN testing machine | Proeti | DI-CP/S | This is used for the shear test of anchors, in order to evaluate the efficacy of the proposed insertion method |
| Cable ties | Cable ties are needed to fasten the end of the anchor dowel in order to prevent fanning out of the fibers during insertion | ||
| Measuring tape | The measuring tape is necessary to control the embedment length as well as the diameter of the drill bit and hole clearance | ||
| Steel wire | Required to assist insertion | ||
| Rigid (steel) bar | A rigid bar of any material (in this case, it was made with a steel bar) is needed to control the embedment length |
References
- Grelle, S., Sneed, L. An evaluation of anchorage systems for fiber-reinforced polymer (FRP) laminates bonded to reinforced concrete elements. Struct Cong. , 1157-1168 (2011).
- Kalfat, R., Al-Mahaidi, R., Smith, S. Anchorage devices used to improve the performance of reinforced concrete beams retrofitted with FRP composites: State-of-the-art review. J Compos Constr. , 14-33 (2013).
- Orton, S. L., Jirsa, J. O., Bayrak, O. Design considerations of carbon fibre anchors. J Compos Constr. 12 (6), 608-616 (2008).
- Ozbakkaloglu, T., Saatcioglu, M. Tensile behavior of FRP anchors in concrete. J Compos Constr. 13 (2), 82-92 (2009).
- Zhang, H. W., Smith, S. T. Influence of FRP anchor fan configuration and dowel angle on anchoring FRP plates. Compos Part B: Eng. 43 (8), 3516-3527 (2012).
- Koutas, L., Triantafillou, T. Use of anchors in shear strengthening of reinforced concrete T-beams with FRP. J Compos Constr. 17 (1), 101-107 (2012).
- Villanueva-Llauradó, P., Fernández-Gómez, J., González-Ramos, F. J. Influence of geometrical and installation parameters on performance of CFRP anchors. Compos Struct. 176, 105-116 (2017).
- Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials. Japan Society of Civil Engineers (JSCE). Machida, A. , Tokyo. Concrete engineering series (1997).
- Lee, C., Ko, M., Lee, Y. Bend strength of complete closed-type carbon fiber reinforced polymer stirrups with rectangular section. J Compos Constr. 18 (1), 04013022 (2013).
- Qualification of post-installed adhesive anchors in concrete and commentary. , American Concrete Institute. ACI 355 4-11 (2011).
- Metal anchors for use in concrete. Part 5: Bonded Anchors. , EOTA. ETAG 001 (2013).
- Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. , ACI. 440.2R-08 (2008).
- Design Guidance for Strengthening Concrete Structures Using Fibre Reinforced Composite Materials. , The UK Concrete Society. TR55 (2012).
- Villanueva-Llauradó, P., Ibell, T., Fernández-Gómez, J., González-Ramos, F. J. Pull-out and shear-strength models for FRP spike anchors. Compos B Eng. 116, 239-252 (2017).
- Kim, S., Smith, S. Pullout strength models for FRP anchors in uncracked concrete. J Compos Constr. 14 (4), 406-414 (2010).
- Cook, R. A., Konz, R. C. Factors influencing bond strength of adhesive anchors. ACI Struct J. 98 (1), 76-86 (2001).
- Standard test method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2014).
- Chen, J., Teng, J. Anchorage strength models for FRP and steel plates bonded to concrete. J Struct Eng. 127 (7), 784-791 (2001).
- Lu, X. Z., Teng, J. G., Ye, L. P., Jiang, J. J. Bond-slip models for FRP and steel plates bonded to concrete. Eng Struct. 27 (6), 920-927 (2005).
- Brena, S. F., McGuirk, G. N. Advances on the behavior characterization of FRPanchored carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets used to strengthen concrete elements. Int J Concr Struct Mater. 7 (1), 3-16 (2013).
- Eshwar, N., Nanni, A., Ibell, T. J. Performance of two anchor systems of externally bonded fiber-reinforced polymer laminates. ACI Mater J. 105 (1), 72-80 (2008).
- Zhang, H. W., Smith, S. T., Kim, S. J. Optimisation of carbon and glass FRP anchor design. Constr Build Mater. 32, 1-12 (2012).
- Zhang, H. W., Smith, S. T. FRP-to-concrete joint assemblages anchored with multiple FRP anchors. Compos Struct. 94 (2), 403-414 (2012).
