Sismik Güçlendirme

Yapıların Sismik Güçlendirme Yöntemleri

Mevcut yapıların yetersiz sismik dirençle donatılması, toplam maliyet azaltma maliyetinin büyük bir kısmını oluşturmaktadır. Bu nedenle, sismik güçlendirmeye ihtiyaç duyan yapıların doğru bir şekilde tanımlanması ve uygun bir şekilde uyarlanmanın uygun maliyetli bir şekilde gerçekleştirilmesi kritik öneme sahiptir. Karar alındıktan sonra, sismik güçlendirme, yapının yükünü, deformasyonunu ve / veya enerji dağıtma kapasitesini arttırmak gibi çeşitli amaçlarla çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilebilir . Geleneksel olarak ortaya çıkan güçlendirme yöntemleri de aşağıdaki alt bölümlerde kısaca sunulmuştur.

Geleneksel Güçlendirme Yöntemleri

Geleneksel iyileştirme yöntemleri, sisteme yeni yapısal elemanların eklenmesi ve mevcut üyelerin büyütülmesidir. Şekil 1 (a) ‘da gösterilen perde duvarları ve desteklerin eklenmesi, Şekil 1 (b) ve (c)’ de gösterilen kolon ve kiriş kılıflamasına kıyasla etkinliği, nispi kolaylığı ve daha düşük toplam proje maliyeti nedeniyle en popüler güçlendirme yöntemidir. ), sırasıyla. Çeşitli duvar ve destekleme konfigürasyonlarının bağıl etkinliği Şekil 1 (a) ‘da karşılaştırılmıştır. Bu şekilde, döküm sonrası perde duvarların ve çelik köşeli çerçevelerin en etkili güçlendirme teknikleri olduğu görülmektedir. Her ne kadar son derece yüksek sünekliğinden dolayı daha etkili olsa da, post-cast beton perde duvarları, daha düşük maliyet ve inşaat endüstrisine metotla yakınlığı nedeniyle en çok uygulanan yöntemdir. Ek perde duvarların tasarımı, yapı üzerinde hareket etmesi muhtemel yanal yüklerin büyük bir kısmına direnmek için gerçekleştirilir. Bu, kiriş ve kolonlardaki talebi azaltır, dolayısıyla güvenliğini arttırır. Hala aşırı gerilmeleri muhtemel olanlar, nispeten daha zahmetli uygulamalar olan beton veya çelik mantolama yoluyla güçlendirilmektedir. Şekil 2, post-cast perde duvar (a) gibi çeşitli geleneksel kuvvetlendirme yöntemlerinin uygulamalarını, düzeltici dikey düzensizliklerin (d) düzeltilmesi için perde duvarlarını desteklemek için ek bir vakayı göstermektedir. Konvansiyonel güçlendirme yöntemleri ile ilgili temel araştırma ihtiyacı, güvenilir tasarımlı sismik talebe ve yapısal kapasiteye dayanan, asgari maliyetle tatmin edici bir yapısal performans seviyesine ulaşmak için iyileştirme tasarımının optimizasyonudır. c) ve dikey düzensizliklerin giderilmesi için kolon üyelerinin eklenmesi (d). Geleneksel güçlendirme yöntemleri ile ilgili temel araştırma ihtiyacı, güvenilir bir şekilde karakterize edilmiş sismik talebe ve yapısal kapasiteye dayanan bir minimum maliyetle tatmin edici bir yapısal performans seviyesine ulaşmak için güçlendirme tasarımının optimizasyonudur.

Yapısal Sağlık İzleme

NDT’den geliştirilen yeni bir teknik olan yapısal sağlık izleme (SHM), yapısal ‘sağlık’ durumunu sorgulamak için gelişmiş sensör teknolojisini akıllı algoritmalar ile birleştirir. NDT’den farklı olarak, in-situ sensörler aracılığıyla gerçek zamanlı ve on-line hasar tespiti SHM’de elde edilebilir. Şimdi, kompozitler için SHM’nin ihtiyaçları sürekli olarak artmıştır. SHM’nin potansiyel faydaları arasında güvenilirlik ve güvenliği iyileştirmek, yaşam döngüsü maliyetlerini azaltmak ve kompozit malzemelerin tasarımına yardımcı olmak bulunmaktadır.
SHM’de, çeşitli sensörler, sıcaklık, stres, gerinim, titreşim vb. Gibi farklı yapısal bilgileri elde etmek için hedef yapılarla entegre edilir. Tanıdık SHM sensörleri, direnç gerinim ölçerleri, fiber optik sensörler, piezoelektrik sensörler, girdap akım sensörleri ve mikroelektromekanik sistemler (MEMS) sensörleridir.
SHM, aktüatörlerin kullanılıp kullanılmadığına bağlı olarak pasif veya aktif yollarla gerçekleştirilebilir. Pasif SHM’de yükler, stres, akustik emisyon ve durum koşulu gibi çeşitli operasyonel parametreler, özellikle yapısal durumları, sinyal ve bilgi işleme teknolojileri, mekanik modelleme analizi veya priori-bilgi ile bağlantılı olarak ele almakla ilgilidir. Pasif SHM yalnızca yapılara “dinler” diyor ancak görüntülendiği gibi onlarla etkileşmiyor. Aktif SHM’de iken, yapılar öncelikli olarak belirtilen davranışlarda aktüatörlerle uyarılır ve alınan yapısal tepkileri analiz ederek sorgulanır. Her iki aktüatör ve sensör gerekli olsa da, aktif SHM gerektiğinde gerçekleştirilebilir.
Kompozit malzemeler için ortak aktif SHM yöntemleri, Kuzu dalgası, Elektromekanik (E / M) empedansı ve aktif titreşime dayalı yöntemleri içerir. Akustik emisyon, strain bazlı metot ve CVM tipik pasif yaklaşımlardır.

Beton Yapılarda Sismik Güçlendirme Teknikleri

Sismik Güçlendirme Teknikleri, deprem kuvvetleri tarafından hasar ve arızalara karşı hassas olan beton yapılar için gereklidir. Geçtiğimiz otuz yıl içinde. Her yıl dünya çapında ılımlı depremler meydana gelir. Bu gibi olaylar, beton yapıların yanı sıra arızalara da zarar verir.
Bu nedenle, mevcut betonarme binaların sismik savunmasızlığının daha fazla öneme sahip olması ve sismik güçlendirme için temel izolasyon ve kütle indirgeme gibi çeşitli yenilikçi teknikler kullanılarak değerlendirilmesine yönelik uygulamaları geliştirebilecek birkaç özel işleme odaklanılması amaçlanmaktadır. Bu yüzden Sismik Güçlendirme, Deprem mühendisliği için bir azaltma tekniğidir. Tarihi anıtlar, şiddetli depremlere eğilimli alanlar ve uzun veya pahalı yapılar için son derece önemlidir.

Sismik Güçlendirme Tekniklerine Giriş

•  Deprem, yaşam, para ve yapıların başarısızlığı açısından büyük tahribat yaratır.
• Sismik aktiviteye (depreme dayanıklılık) daha dirençli hale getirmek için belirli bina sistemlerinin (mevcut yapılar) yükseltilmesi daha fazla önem taşımaktadır.
• Yapılar olabilir: (a) Deprem hasarlıdır, (b) Deprem savunmasız
• Güçlendirme daha iyi bir ekonomik düşünce ve binanın yerini almak yerine sorunlara anında sığınak olduğunu kanıtlamaktadır.

Beton Yapıların Sismik Güçlendirilmesi

Depremlere bağlı olarak deprem, yer hareketi veya toprak arızalarına karşı daha dirençli hale getirmek için mevcut yapıların değiştirilmesidir.
Güçlendirme teknikleri, tropikal siklonlar, tornadolar ve fırtınalardan gelen şiddetli rüzgarlar gibi diğer doğal tehlikeler için de uygulanabilir.

Sismik Güçlendirme İhtiyacı

• Bir binanın, çalışanların, yapı işlevselliğinin, makinelerin ve envanterin güvenliğini sağlamak
• Yapısal olmayan elemanlardan kaynaklanan tehlikeleri ve kayıpları azaltmak için gereklidir.
• Ağırlıklı olarak sismik tehlikeyi azaltmak için yapısal iyileştirme ile ilgilidir.
• Hizmetlerin hastane gibi bir depremden sonra hayati olduğu düşünülen önemli binalar güçlendirilmelidir.

Yapısal Mühendislerin karşılaştığı sorunlar

Güçlendirme yöntemleri için standartların eksikliği – Her yöntemin etkinliği, yapı tipi, malzeme durumu, hasar miktarı vb. Gibi parametrelere bağlı olarak çok değişir.
Güçlendirme ile İlgili Temel Kavramlar
Amaç şu adreste:

•  Yapının yanal mukavemetinin yükseltilmesi
• Yapının sünekliğinde artış
• Dayanıklılık ve süneklik artışı

Güçlendirme Tekniklerinin Sınıflandırılması

Yeni Kesme Duvarları Eklemek

• Sünek olmayan betonarme çerçeve binaların güçlendirilmesinde sıklıkla kullanılır.
• Eklenen elemanlar, yerinde dökme veya prekast beton elemanlar olabilir.
• Yeni elemanlar tercihen binanın dışına yerleştirilir.
• İç kalıplardan kaçınmak için yapının iç kısmında tercih edilmez.

Çelik Bracings Ekleme

•  Büyük açıklıklar gerektiğinde etkili bir çözüm.
• Yüksek mukavemet ve sertlik nedeniyle potansiyel avantajlar, doğal ışığın açılması sağlanabilir,

temel maliyet minimize edilebileceği için çalışma miktarı daha azdır ve mevcut yapıya daha az ağırlık katmaktadı

Jacketing (Yerel Güçlendirme Tekniği)
Bu, bina kolonlarının güçlendirilmesi için en popüler yöntemdir.

Ceket Çeşitleri

1. Çelik ceket,
2. Betonarme ceketi,
3. Fiber Takviyeli Polimer Kompozit (FRPC)

Baz İzolasyonu (veya Sismik İzolasyon)

Üstyapının temelden izolasyonu baz izolasyon olarak bilinir. Pasif yapısal titreşim kontrol tekniği için en güçlü araçtır.

Baz İzolasyonun Avantajları

• İzolatlar Yer hareketinden bina – Daha az sismik yükler, dolayısıyla yapıya daha az hasar, – Üst yapının süper onarımı.
• Bina inşaat boyunca kullanılabilir durumda kalabilir.
• Mevcut üstyapıya büyük izinsiz girmeyi gerektirmez

Baz İzolasyon Dezavantajları

• Pahalı
• Diğer güçlendirmeden farklı olarak yapılara kısmen uygulanamaz
• Verimli bir şekilde uygulamak zor

Güçlendirmenin Toplu Kütle İndirme Tekniği

Bu, örneğin, Şekil 1’de gösterildiği gibi bir veya daha fazla katın çıkarılmasıyla sağlanabilir. Bu durumda, kütlenin çıkarılmasının, gerekli mukavemette bir artışa yol açacak şekilde, bir düşüşe neden olacağı açıktır.

Güçlendirme Donanımının Duvar Kalınlaşma Tekniği

Bir binanın mevcut duvarları, bazı yerlerde beton takviye olarak tuğla, beton ve çelik olarak takviye edilerek belirli kalınlıklara eklenir, böylece duvarın ağırlığı artar ve daha dikey ve yatay yükler taşıyabilir ve ayrıca özel koşullar altında tasarlanır. Enine yükler duvarın aniden bozulmasına neden olmaz.