Summary

Méthode d’installation afin d’améliorer le contrôle de la qualité des fibre renforcé polymère piquets d’ancrage

Published: April 10, 2018
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Summary

Ce manuscrit présente une méthode pour contrôler la qualité de l’installation de piquets d’ancrage conçu pour retarder le délaminage des polymères renforcés de fibres extérieurement sous douane. Le protocole inclut la préparation de l’alésage et le processus d’insertion. Les auteurs discutent les paramètres influents sur l’efficacité des ancres.

Abstract

Renforcé de fibres polymères (FRP) ancres sont une voie prometteuse pour améliorer la performance des PRF cautionné extérieurement appliquées aux structures existantes, comme ils peuvent retarder ou même prévenir une défaillance brackets. Cependant, une préoccupation majeure auxquels sont confrontée les concepteurs est la défaillance prématurée des ancres en raison de la concentration de contrainte. Qualité mauvaise installation et préparation des trous de passage de la concentration de contrainte qui provoque cet échec prématuré peuvent entraîner. Cet article traite d’une méthode d’installation qui vise à réduire l’impact de la concentration de contrainte et de fournir un bon contrôle de la qualité de la préparation de l’alésage. La méthode comporte trois parties : le forage et nettoyage des trous, le lissage des bords trou avec une mèche sur mesure et l’installation de l’ancre elle-même, y compris l’imprégnation de la cheville d’ancrage et de son insertion. Fans d’ancrage (la longueur libre de l’épis) sont ensuite collés au renforcement PRF externe. Pour l’ancrage de la fin et dans le cas des renforts avec plis multiples, il est recommandé d’insérer le ventilateur de l’ancre entre deux plis pour aider le mécanisme de transfert de stress.

La procédure proposée est complétée par une approche de conception pour les piquets d’ancrage, basé sur une vaste base de données. Il est proposé que la conception suivre un certain nombre de mesures, à savoir : choix du diamètre de l’ancre et ultérieures à la traction du connecteur (c’est-à-dire, l’ancre avant fanning sur l’extrémité libre), évaluation de la réduction de la résistance à la traction due à flexion, fourniture d’un enfoncement suffisant pour prévenir une défaillance de glissement et examen du nombre et l’espacement des points d’ancrage pour un renfort donné. En ce sens, il est à noter que des recherches complémentaires sont nécessaires afin d’obtenir une expression générale pour la contribution de piquets d’ancrage à l’adhérence globale de renforcements en PRF.

Introduction

FRP ancre offre une voie prometteuse pour améliorer la performance de l’extérieur collés PRF appliquées aux structures existantes, étant donnés qu’ils peuvent retarder ou même prévenir les brackets échec1,2. Cependant, une préoccupation majeure pour les concepteurs entraîne la défaillance prématurée des ancres en cisaillement dû à la concentration de contrainte dans la région de flexion. Qualité de l’installation et préparation des trous de dégagement sont cruciaux pour limiter cette concentration de contrainte qui provoque une telle défaillance prématurée.

Cet article traite d’une méthode d’installation qui vise à réduire l’impact de la concentration de contrainte et de fournir un bon contrôle de la qualité de préparer le trou de forage et l’installation des ancres. La méthode comporte quatre parties : forage et nettoyer les trous, lisser les bords du trou avec une mèche sur mesure afin d’éviter des irrégularités dans la distribution des contraintes dans la région de flexion, installation de l’ancre elle-même, y compris l’imprégnation des le goujon d’ancrage et son insertion et adhérence de l’ancrage à l’armature.

De recherche déjà publiés3,4,5,6,7, on peut conclure que spike ancres avec une flexion de la région (c’est à dire, avec un certain angle entre l’extrémité libre et la région embarquée), souffrent de concentration des contraintes susceptibles de provoquer une défaillance prématurée. Cela ne peut pas toujours être évité en raison de la géométrie des membres fondateurs. Dans de nombreux cas, angles de 90° cheville sont largement employés, même s’il est généralement convenu que 135° goujon angles permettent une diminution dans la concentration de contrainte et les conduisent à meilleures performances de piquets d’ancrage. Les principales raisons de l’utilisation des angles de 90° cheville sont qu’ils sont plus simples à exécuter et contrôler dans toutes les directions et qu’ils réduisent la possibilité de rencontrer les renforts internes.

La figure 1 montre une ancre spike typique avec des angles de cheville plus courantes. Piquets d’ancrage installés avec des angles de 90° goujon peuvent, néanmoins, présenter une performance relativement bonne si un contrôle adéquat de la concentration de contrainte est fourni. Limiter la concentration des contraintes généralement consiste à concevoir les ancres avec un intérieur de grand rayon, de courbure comme le rayon de courbure intérieur a été trouvé à jouer un rôle majeur dans la fibre coudure8,9. En ce sens, les auteurs tels que Orton et al. 3 suggèrent d’utiliser un rayon de courbure minimal de quatre fois le diamètre de l’ancre. Cela entraîne recommandation impraticable courbure, même pour des diamètres de petite ancre, que l’augmentation du rayon de cintrage consiste à diminuer la longueur d’enfoncement réel pour une profondeur de trou donné.

Les auteurs croient que la recommandation du grand rayon de courbure est liée à la difficulté de contrôler l’intérieur véritable petit rayon de courbure, d’un point de vue géométrique, lorsque le lissage se fait à la main. Un foret personnalisée a été dès lors pour objectif qui permet à un simple contrôle de la qualité de l’installation et assure que le rayon de courbure est prise en compte dans la conception.

Deux processus différents sont considérés comme dans le livre. L’une est liée à la procédure d’installation pour les connecteurs (ancres, surtout avant fanning sur l’extrémité libre), tandis que le second comprend la méthode proposée pour la conception avec piquets d’ancrage et de la vérification a besoin.

Protocol

1. méthode d’Installation ancre Remarque : Cette méthode inclut le trou de forage, nettoyage et le lissage de la bord du trou, ainsi que l’imprégnation et l’insertion de l’ancrage. Percer le trou à la longueur requise un enfoncement et le diamètre spécifié. Utilisez un outil de forage approprié (c’est-à-dire, électrique marteau ou diamond core). Des structures en béton, les critères de sélection des outils de forage sont les mêmes que…

Representative Results

Des tests ont été effectués sur des connecteurs isolés afin d’évaluer l’efficacité de la méthode de lissage. En outre, deux méthodes d’imprégnation et l’insertion des connecteurs ont été comparés. La méthode humide implique les ancres immédiatement avant l’insertion, comme dans le protocole présenté d’imprégnation. La méthode durcie (ou pré-imprégné) composait de l’imprégnation de la région embarquée des ancres à l’avance, au moins 24h avant l’in…

Discussion

Un protocole étape par étape pour l’installation et la conception de piquets d’ancrage en matière plastique renforcée est présenté. Au meilleur de la connaissance des auteurs, aucun des protocoles détaillés sur les piquets d’ancrage n’ont été développées au sujet de l’effet des paramètres d’installation et de processus sur la capacité de l’ancre.

La foret de lissage proposée est bénéfique dans l’exercice de piquets d’ancrage, au moyen de réduire la concentra…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs tiennent à exprimer leur gratitude au Sika SAU pour leur soutien et, en particulier pour leur approvisionnement du matériel pour les ancrages et les renforts. Betazul est surtout reconnu pour leur aide avec la mèche sur mesure et à la préparation de la vidéo.

Materials

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

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Citer Cet Article
Villanueva-Llauradó, P., Fernández-Gómez, J., González-Ramos, F. J. Installation Method to Enhance Quality Control for Fiber Reinforced Polymer Spike Anchors. J. Vis. Exp. (134), e56886, doi:10.3791/56886 (2018).

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