Kalite kontrol için Fiber geliştirmek için yükleme yöntemi takviyeli polimer Spike çapa
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.
Protocol
Representative Results
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 yükl…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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
| 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).
- Machida, A. Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials. Japan Society of Civil Engineers (JSCE). , (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. , 4-11 (2011).
- . . Metal anchors for use in concrete. Part 5: Bonded Anchors. , (2013).
- . . Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. , (2008).
- . . Design Guidance for Strengthening Concrete Structures Using Fibre Reinforced Composite Materials. , (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. , (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).
