Método de instalação para aprimorar o controle de qualidade para a fibra reforçado polímero Spike âncoras
Summary
Este manuscrito apresenta um método para controlar a qualidade da instalação para âncoras de pico projetado para atrasar a delaminação de polímeros reforçados a fibra ligado externamente. O protocolo inclui a elaboração do furo e o processo de inserção. Os parâmetros mais influentes sobre a eficiência de âncoras são discutidos.
Abstract
Âncoras de polímero (FRP) reforçado fibra são um caminho promissor para melhorar o desempenho do inglês-ligado externamente aplicado a estruturas existentes, como eles podem atrasar ou mesmo evitar falha debonding. No entanto, das principais preocupações enfrentada pelos designers é a falha prematura dos âncoras devido à concentração de estresse. Qualidade de má instalação e preparação dos furos de autorização podem resultar em concentração de stress que provoca esta falha prematura. Este documento lida com um método de instalação que pretende reduzir o impacto da concentração de estresse e proporcionar um adequado controle de qualidade da preparação do furo. O método envolve três partes: a perfuração e limpeza dos orifícios, a suavização das bordas furo com uma broca personalizado e a instalação da ancoragem em si, incluindo a impregnação do passador de âncora e a sua inserção. Fãs de âncora (comprimento livre de espinhos) são então ligados para o reforço de FRP externo. A fixação final e no caso de reforços com múltiplas camadas, é recomendável que o ventilador de âncora ser inserido entre duas camadas para auxiliar o mecanismo de estresse-transferência.
O procedimento proposto é complementado com uma abordagem de design para âncoras de pico, com base em uma extensa base de dados. Propõe-se que o projeto siga uma série de etapas, ou seja: seleção do diâmetro de âncora e subsequente à tracção do conector (quer dizer, a âncora antes ventilando para fora a extremidade livre), avaliação da resistência à tração, devido à redução flexão, prestação de suficiente embedment para evitar derrapagem falha e consideração do número e espaçamento das âncoras de um determinado reforço. Neste sentido, deve notar-se que uma pesquisa mais adicional é necessária para obter uma expressão geral para a contribuição de âncoras de pico a força de ligação total de reforços de FRP.
Introduction
FRP âncoras oferta um caminho promissor para melhorar o desempenho da externamente ligado inglês aplicados a estruturas existentes, dadas que podem atrasar ou até impedir debonding falha1,2. No entanto, uma grande preocupação para os designers implica a falha prematura de âncoras em cisalhamento devido à concentração de esforço na região da dobra. Qualidade de instalação e preparação dos furos de apuramento são cruciais para limitar esta concentração de stress que provoca tal falha prematura.
Este documento lida com um método de instalação que pretende reduzir o impacto da concentração de estresse e proporcionar um adequado controle de qualidade da preparação do furo e a instalação de âncoras. O método consiste em quatro partes: perfuração e limpeza de furos, alisando as bordas do furo com uma broca personalizado para evitar irregularidades na distribuição do estresse dentro da região de dobra, instalação da ancoragem em si, incluindo a impregnação de o passador de âncora e sua inserção e adesão de ancoragem para o reforço.
De pesquisa publicados anteriormente3,4,5,6,7, pode concluir-se que spike âncoras com uma região dobra (quer dizer, com um determinado ângulo entre a extremidade livre e o região incorporado), sofrer concentração de stress que é propensa a provocar falha prematura. Isso não pode sempre ser evitado devido a geometria dos membros originais. Em muitos casos, ângulos de 90° passador são amplamente utilizados, apesar de que é geralmente concordado que ângulos de passador de 135° permitem uma redução na concentração de esforço e levam a um melhor desempenho de pico âncoras. As principais razões para a utilização de ângulos de 90° passador são que eles são mais simples de executar e controlar em qualquer direção e que reduzem a possibilidade de encontrar reforços internos.
A Figura 1 mostra uma âncora de pico típico com os ângulos mais comuns do passador. Âncoras de pico instaladas com ângulos de 90° passador podem, no entanto, exibir um desempenho relativamente bom se controle adequado da concentração de stress é fornecido. Limitar a concentração de esforço geralmente envolve projetar as âncoras com um interior de grande raio, de curvatura, como o raio de curvatura interno foi encontrado para desempenhar um papel importante na fibra acotovelamento8,9. Neste sentido, autores como Orton et al 3 sugerir que um raio de curvatura de quatro vezes o diâmetro de âncora deve ser usado. Este resulta da recomendação em impraticável dobrar raios, mesmo para diâmetros pequenos âncora, como aumentar o raio de curvatura envolve diminuindo o comprimento real embedment para uma profundidade de determinado buraco.
Os autores acreditam que a recomendação de grande raio de curvatura é relacionada com a dificuldade de controlar o interior real dobra a raio, do ponto de vista geométrico, quando o alisamento é feito à mão. Um bocado de broca personalizado foi consequentemente projetado que permite um fácil controle de qualidade da instalação e garante que o raio de curvatura é considerado no projeto.
Dois processos diferentes são considerados no jornal. O primeiro deles está relacionado com o procedimento de instalação dos conectores (âncoras, especialmente antes de fanning para fora a extremidade livre), Considerando que o segundo inclui o método proposto para o projeto com âncoras de pico e a verificação precisa.
Protocol
Representative Results
Discussion
Um protocolo passo a passo para instalação e design de âncoras de pico FRP é apresentado. Para o melhor conhecimento dos autores, sem protocolos detalhados na espiga âncoras foram desenvolvidos sobre o efeito dos parâmetros de instalação e processo na capacidade de âncora.
O bocado de broca suavização proposto é benéfico no desempenho das âncoras de spike, através da redução da concentração de stress e tem provado a sua eficácia na redução da dispersão de testes realizad…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores desejam expressar sua gratidão a Sika SAU pelo seu apoio e, particularmente para seu fornecimento do material para as âncoras e os reforços. Betazul é especialmente reconhecido por sua ajuda com a broca personalizado e com a preparação do vídeo.
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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