دراسة عن تعزيز الزلازلصحائف CFRP

1 fiber reinforced polymer (CFRP) for strengthening the frame

وقد أصبح هيكل الإطار الخرساني المعزز واحدا من أكثر الأشكال الهيكلية شيوعا في الصين.وأظهرت أداء سيزمي جيد في العديد من الزلازل، وضمنت سلامة الناس(39)؛ وحياة وممتلكات؛ ولعبت دورا هاما في الصين(23)؛ وتشييد الاقتصاد.

وقام وانغ سينلنغ وآخرون بتصميم وتصنيع إطار ملموس معزز يستند إلى هيكل إطاري لمبنى مصنع صناعي معزز بمرحلتين.تم تخطي ورقة الألياف الكربونية في نهاية الشعاع، ونهاية العمود، ومشتركة من الإطار.وتظهر نتائج الاختبار أن إطار التعاون الإقليمي الذي تم تعزيزه مع صحائف التصنيف المركزي للمنتجات له أداء سيزمي جيد وقدرة على تبديد الطاقة الهستيرية.

وبعد وقوع الزلزال، ينتمي الهيكل الإطاري إلى فئة " الإصلاحيات " .ويمكن أن يوفر التعزيز والاستعادة المعقولان مزيدا من القوى العاملة والموارد المالية من إعادة البناء إلى أسفل.وفي الوقت نفسه، يمكنها أن تسرع في تعافي منطقة الكوارث وتعميرها.وبغية دراسة السلوك السيزمي للأطر الملموسة المعززة التي تعززت بصحائف CFRP بعد وقوع أضرار في الزلازل، قام بعض العلماء المحليين بإجراء بحوث مقابلة وحصلوا على نتائج بحثية معينة.وانج زيلينج وآخرون استخدموا صحائف CFRP لتعزيز الهياكل الخرسانية المعززة المضرورة.وجرى تحليل تسلسل وموقع الشقوق والثغرات البلاستيكية في إطار صحائف CFRP.وتظهر النتائج أن آلية تبديد الطاقة هي " الآلية المختلطة المتمثلة في إبطال مفعول الشعاع وإلقاء الشعاعات وطرحها " .ويُقترح استخدام صحائف CFRP لتعزيز الإطار في الأعمدة والأسس.الجذروعلى أساس أن درجة الضرر في الهيكل الخرساني المتضرر لا تؤثر إلا تأثيرا ضئيلا على الهيكل المعزز، أجرى وانغ شينلنغ وآخرون اختبارات على الإطارات الثلاثة.ومن بين هذه الأطر، تم وضع إطارين تمهيديين، يتم دمجهما مسبقاً في القسم الذي يتصدع وينتج البار الصلب، وتعززهما اللجنة دون تفريغهما.وتظهر النتائج أنه مع زيادة درجة الضرر، تعززت الزيادة في الإطارات القصوى في نطاق الشقوق وخط الإجهاد الناتج عن البرنامج.وعموماً، فإن إطار التعاون الإقليمي الذي تعززه اللجنة المعنية بتكافؤ الفرص له أداء سيزمي جيد في ظل درجة مختلفة من الضرر.وقام زينغ كيزين وآخرون بتصميم وصنع ثلاثة عينات إطارية محددة معززة منفردة.وأجريت اختبارات تحميل دواليب منخفضة الدراجات لمقارنة الإطار غير الصحيح، والإطار الذي عززه البرنامج القطري الموحد، والإطار المدمر الذي تم تعزيزه مباشرة.وتظهر النتائج أن الإطار المعزز للبرنامج يمكن أن يحسن بشكل فعال الأداء الميكانيكي والقدرة السيزمية، ويمكن أن يحسن مقاومة انهيار الهيكل.

2 Carbon fiber sheet reinforcing joints

ويشكل هذا الملتقى جزءا لا غنى عنه من هيكل الإطار الخرساني المعزز بأكمله، الذي يؤدي دورا هاما في نقل وتوزيع القوات الداخلية.ويتبين من التحقيق في حالات الكوارث اللاحقة للزلزال أنه على الرغم من أن المصممين يتابعون مبادئ " الندوات الوعرة والأعضاء الضعفاء " و " الأعمدة الجامدة وضعف المفاصل " ، فإن أساليب الفشل في المفاصل مجسدة في الإجهاد والفشل الوشيك في نهاية الأعمدة، والفشل الوشيك في نهاية الحزمة، والفشل الحاد في المجال الأساسي.ولذلك، فإن تعزيز المفاصل أمر هام للغاية لتحسين الأداء السيزمي للهيكل بأكمله.

Luzhou Dao وآخرونلقد درست السلوك السيزمي لجماعات CFRP المُعززة من مفاصل بيام - سلاب - كولونويُستنتج أن القدرة النهائية على تحمل المفاصل وأدائه السيزمي قد تحسنت كثيراً بعد تعزيزه، وقد وصلت مؤشرات الأداء إلى متطلبات الرمز السيزمي الحالي وتجاوزت تلك المتطلبات.وتم اختبار أربعة مفاصل من الشعاعات والكلومون على نطاق كامل (تعزز مفاصلها مع CFRP) في إطار عمليات تحميل منخفضة من الأعاصير.وتبين النتائج أن السلوك السيزمي للمفاصل المعززة مع CFRP يمكن أن يتحسن بشكل كبير.Wu Bo et al.وقارن أثر تعزيز مختلف أساليب التعزيز، وحلل آلية التعزيز المقابلة من خلال اختبارات الأداء السيزمي لثلاث نقاط تعزيز في إطار البرنامج ومشترك واحد مقارن.واستناداً إلى الاختبار، طُرحت طريقة حساب القدرة الشرائية لشركات الإطار المضموني المعززة بصحائف CFRP.وقدم شيان كيولنغ وآخرون طريقة جديدة لتعزيز المفاصل الوسيطة للإطار والإطار الفضائي مع CFRP، وتحققوا من فعالية هذه الطريقة.واستنادا إلى نتائج الاختبار، تقدم أساليب التصميم ومقترحات لتعزيز المفاصل.ودرس باحثون آخرون من بينغ شوكوان السلوك السيزمي للمفاصل في الإطار الذي تم تعزيزه بالفولاذ المترابط و CFRP.وتظهر النتائج أن الفولاذ المترابط يمكن أن يحسّن من الواضح القدرة الفخية لمنتصف العمل، ويمكن أن يؤدي هذا البرنامج بشكل فعال إلى تحسين الأداء السيزمي لمنتصف العمل.

3 Carbon fiber reinforced polymer column

والعمود الخرساني المعزز هو عنصر المقاومة الأفقية في الهيكل الإطاري بأكمله.وعندما يتعرض للزلزال، سيتسبب انهيار عمود الحمل في انهيار المبنى بأكمله، ويجلب تهديدا كبيرا لسلامة الناس(#39)؛ ويعيشون ويمتلكون.ولذلك، عندما لا تكون القدرة السيزمية للعمود تلبي متطلبات المدونة، يلزم تعزيزها لتلبية متطلبات الاستخدام.

Lu Yiyan et al.طرح طريقة جديدة لتعزيز الأعمدة الملموسة المعززة.وقد تم تجميع برنامج تحليل العمليات بكامله للأعمدة الخرسانية المعززة التي تعززت بالفولاذ المغلوف مع CFRP.ودُرست تأثير نسبة الضغط التقريبي، وجرعة CFRP، والجرعة الصلبة الزوايا على أثر التعزيز.وقامت يانغ جيان بإجراء الدراسة التجريبية، وبتحفيز عددي من الأعمدة الخرسانية المدعمة من التصنيف المركزي للمنتجات، وقامت بتحليل آلية الأعمدة الخرسانية المحصورة لجماعة البلدان الأفريقية الناطقة بالبرتغالية، وتعزيز أثر الأعمدة الخرسانية المعيبة.وانغ جيلي، وهكذا درست السلوك السيزمي للطوابق الخرسانية المعززة التي تم تعزيزها مع صحائف CFRP.ومن أجل تحسين التعزيز السيزمي لهيكل الأعمدة المميز، اعتمد زو مينغجي وآخرون ثلاث طرق لتعزيز العمود الخاص: وضع لوحة فولاذية، ووضع قماش الألياف الكربونية، وتركيبها.وتظهر نتائج الاختبارات أن الحمولة النهائية والقدرة على اختزال الطاقة السيزمية في لوحة الصلب المعززة بشبكة CFRP قد تحسنت بشكل كبير، كما أن قابلية التخصيب تحسنت إلى حد كبير.ولا يمكن للتعزيز المركب أن يحسن القدرة على تحمل المؤثرات فحسب، بل أن يعزز أيضاً قابلية التكتل، وهو أسلوب تعزيز فعال.وانغ سويان وباحثون آخرون درسوا الأداء السيزمي للأعمدة المربعية العالية القوة التي تعززت من خلال استنساخ كتلة من طراز CFRP و L-type CFRP.وتبين النتائج أن الأداء السيزمي للأعمدة التي تعززت بالطرقتين قد تحسن بشكل كبير.ومن بين هذه المواصفات التي تتضمن مزيجاً أفقياً من كتائب L من نوع CFRP لها أداء سيزمي أفضل.وبغية إيجاد طريقة فعالة لتعزيز أعمدة المنسقين المقيمين المضرورة، جرى دراسة الأداء السيزمي لثلاثة أعمدة مضرورة من أعمدة المنسقين المقيمين معززة بقاعدة CFRP وعمود مقارن واحد في إطار التحميل الأفقي المتكرر ذي الدراجة المنخفضة.وكانت البارامترات الرئيسية للدراسة هي نسبة الضغط التقريبي ومعدل الاختبارات السابقة على المسار.

خاتمة

وعلى الرغم من أن اللجنة حققت الكثير من الإنجازات في تعزيز الأطر والمفاصل والأعمدة، لا تزال هناك بعض العيوب وأوجه القصور.

)١( مع نشر وتطبيق الهيكل الخاص، ستواجه في المستقبل مشكلة تعزيز الهيكل المميز مع نظام الإبلاغ المالي الموحد.ولا تزال الطريقة التي تكفل تأثير التعزيز الجيد لجماعة البلدان الناطقة بالبرتغالية شحيحة، ويلزم إجراء تحليل نظري أكثر تعمقا وإجراء بحوث تجريبية.

2) ولا يقاوم التصعيد الهيكلي الذي استخدم في رعي صحائف CFRP الحرارة، رغم أن العلاج من الحريق مطلوب في المدونة، وفي الهندسة العملية، ستدمر التصادم الحراري للثدي الهيكلي، مما يؤدي إلى تعزيز غير فعال لصحائف CFRP.ولذلك، ينبغي أن يولى تركيز البحوث في المستقبل اهتماماً لجماعة البلدان الناطقة بالبرتغالية، وينبغي أن يستمر ذلك في إحداث أثر معزز في حالة الحريق.

(3) ليس مؤشر الضرر واضحاً، وكم عدد صحائف التصنيف المركزي للمنتجات التي يمكن استخدامها لتعزيز درجة الضرر للحصول على أفضل أثر للتعزيز، وهو ما لم يعرف بعد بدقة، ولكن يتعين أيضاً حله في المستقبل.