Structural fiber diperkuat polimer (FRP) penguatanadalah metode untuk menggunakan bahan serat berkekuatan tinggi seperti serat karbon dan serat kaca untuk memperkuat struktur.Ia memiliki keuntungan dari daya tahan yang baik, konstruksi sederhana, tidak ada peningkatan dalam bagian, tidak ada peningkatan beban, dan penampilan yang indah.Telah berhasil diterapkan pada seismik, pengendalian dan penguatan gunting berbagai struktur.

Serat karbon untuk penguatan seismik

Bungkus beton yang diperkuat dengan bahan serat karbon sehingga arah serat tegak lurus ke sumbu kolom, yang dapat secara efektif meningkatkan kapasitas ductilitas dan bantalan kolom dan meningkatkan daya seismik nya hilang kapasitas.Selain itu, sebagai anggota yang tahan huruf lateral utama, dinding shear tidak lebih dari kegagalan ductilitas flekral (dinding gunting medium-tinggi) atau kegagalan shear rapuh (dinding shear rendah).Serat karbon digunakan untuk memperkuat dinding serpih, selama metodenya sesuai, serat karbon juga dapat meningkatkan daya tahan dan kapasitasnya secara signifikan.Oleh karena itu, penguatan seismik struktur beton diperkuat Adalah bidang efektif aplikasi bahan serat karbon.Namun, ini harus ditunjukkan bahwa ketika serat karbon digunakan untuk memperkuat kolom atau shear dinding, karena serat karbon itu sendiri adalah bahan pre- fleksibel, itu terikat dengan struktur diperkuat melalui lem struktural, yang membutuhkan beton diperkuat untuk memenuhi kebutuhan kekuatan tertentu.Hal ini dimungkinkan untuk mengerahkan efek penguatan serat karbon.Berikut ini mengambil rekayasa yang sebenarnya sebagai contoh untuk menggambarkan metode memperkuat kolom beton yang diperkuat dengan serat karbon dan meningkatkan kinerja seismik.

Untuk struktur bingkai beton multi- lapis yang diperkuat, ditemukan selama penerimaan konstruksi bahwa kekuatan beton dari 9 frame kolom tidak dapat memenuhi persyaratan desain, menghasilkan rasio kompresi aksial yang berlebihan dan tidak dapat memenuhi persyaratan ductilitas yang diperlukan oleh batas rasio kompresi aksial.Dalam hal ini, diputuskan untuk menggunakan kain serat karbon untuk membungkus kolom penguatan skema.Di satu sisi, alasannya adalah bahwa pembungkus serat karbon memiliki efek lingkaran pada kolom beton, yang dapat meningkatkan kekuatan kompresi aksial beton sampai batas tertentu.Di sisi lain, efek menahan diri lateral dari serat karbon pada kolom dapat juga secara signifikan meningkatkan ductilitas kolom di bawah beban horisontal.Melalui perhitungan kapasitas bantalan dan keabsahan, solusi dari 3 lapisan kain serat karbon yang membungkus seluruh jangkauan tinggi kolom diadopsi untuk 3 kolom dengan kekuatan yang lebih rendah, dan solusi dari 2 lapisan kain serat karbon yang membungkus seluruh jangkauan tinggi kolom diadopsi untuk 6 kolom lainnya..Skema penguatan ditunjukkan dalam Gambar 1.

Serat karbon yang digunakan untuk memperkuat struktur lantai

Karena kekuatan tensile yang tinggi, bahan serat karbon dapat digunakan untuk memperkuat flexural komponen beton.Ketika serat karbon digunakan untuk penguatan flexural, serat menempel arah harus sejajar dengan arah gaya utama anggota.Selain itu, ketika menghitung kemampuan pengendalian dari struktur yang diperkuat, pengurangan dari kekuatan utama serat karbon juga harus dipertimbangkan.Contoh berikut menggambarkan metode pengendalian serat karbon.

Ada kasta-in-tempat diperkuat beton frame- shear dinding struktur.Lantai aslinya setebal 120m.Sekarang direncanakan untuk menambahkan tangki ikan besar, berat 3.6t, dan ukuran dasar tangki ikan adalah 4.6 * 1.2m (Gambar 2).Karena beban baru yang besar, struktur asli harus diperkuat.& nbsp; Untuk daerah tikungan positif saat dari lempengan lantai, metode pasting kain serat karbon dapat digunakan untuk memperkuat.Penelitian telah menunjukkan bahwa, di satu sisi, ketika jumlah kuat serat karbon kain yang besar, kekuatan yang dapat dicapai dalam keadaan akhir kapasitas bantalan lantai rendah, dan kekuatannya tidak dapat sepenuhnya dimanfaatkan.Di sisi lain, jika jumlah serat karbon berkurang, dapat mencapai stres yang lebih tinggi dalam keadaan utama kapasitas bantalan, tetapi karena modulus elastis serat karbon dekat dengan baja itu, papan mungkin rusak karena defleksi berlebihan di bawah batas keadaan penggunaan normal.

Applikalisasi metode serat karbon penguatan

Seperti yang disebutkan di atas, serat karbon dapat berhasil digunakan untuk seismik, shear dan flexural penguatan struktur beton.Namun, hal ini harus ditunjukkan bahwa karena karakteristik stres yang melekat dari struktur serat karbon yang diperkuat, banyak masalah struktural konkret tidak cocok untuk penguatan serat karbon, sehingga diperlukan untuk menganalisis persediaannya.

1.Masalah ketangkasan

Ketika bangunan beton atau atap struktur tidak cukup kaku, mengakibatkan penurunan berlebihan dan retak serius, yang mempengaruhi penggunaan, tidak cocok untuk menggunakan metode menempel kain serat karbon untuk memperkuat.Untuk balok, piring, dan anggota stres lainnya, ketika serat karbon digunakan untuk memperkuat, dalam keadaan batas penggunaan normal, efek serat karbon pada kegetiran struktural kurang dari 10%, atau pada dasarnya tidak ada perbaikan.

2.Ruang lingkup dari penggunaan serat karbon pengendalian penguatan

Ketika struktur beton diperkuat dengan kain serat karbon karena kapasitas bantalan flekdural tidak cukup, modus kegagalan struktur diperkuat tergantung pada penguatan struktur asli pada satu tangan, dan jumlah serat karbon di sisi lain.

3.Masalah penyiksaan

Mengenai penyelewengan yang tahan rasa sakit yang menguatkan struktur beton dengan serat karbon bahan, beberapa penelitian telah dilakukan di rumah dan di luar negeri.Dari sudut pandang mekanisme kegagalan torsi dari struktur beton, apakah serat arah serat karbon tegak lurus ke sumbu atau paralel dengan sumbu, pengembangan retakan diagonal torsi dapat diikat dan efek penguatan tertentu dapat dicapai.

Secara ringkas, serat karbon metode penguatan dapat digunakan untuk membengkokkan, selubung dan penguatan seismik struktur beton.Namun, masing-masing memiliki lingkup aplikasi.Ketika menghitung kapasitas bantalan, pengurangan serat karbon kekuatan harus dipertimbangkan berdasarkan hasil tes.Metode penguatan serat karbon tidak cocok untuk penguatan struktur beton dalam keadaan batas penggunaan normal karena tidak mencukupi kekakuan, penurunan berlebihan.Ketika digunakan untuk torsi penguatan, meskipun dapat memainkan peran tertentu, itu tidak ekonomis.