Bazalto pluoštu armuotų medžiagų poveikis pastatų seisminėms savybėms

1. Pagerintas konstrukcijos stiprumas ir standumas
Didelis tempiamasis stipris: tempiamasis stipris bazalto pluoštai gali pasiekti 3000–4800 MPa, gerokai daugiau nei įprasto plieno (apie 400–600 MPa). Tai labai padidina trapių medžiagų, tokių kaip betonas ir mūras, tempiamąjį ir šlyties stiprumą, sumažindama įtrūkimų riziką esant seisminėms apkrovoms.
Vidutinis elastingumo modulis: elastingumo modulis bazalto pluoštai (80–110 GPa) yra tarp plieno (200 GPa) ir anglies pluošto (200–400 GPa). Tai užtikrina didesnį standumą nesukeliant trapių lūžių dėl per didelio standumo.

2. Padidintas struktūrinis plastiškumas
Pagerintas tąsumas: Tradicinės betoninės konstrukcijos pasižymi prastu tąsumu ir yra linkusios į trapumą žemės drebėjimų metu. Bazalto pluoštasArmatūra, kaip armatūra, gali išsklaidyti įtrūkimus ir sulėtinti jų plitimą, leisdama konstrukcijoms labiau deformuotis prieš gedimą ir sugerti daugiau seisminės energijos.
Seisminių jungčių armatūra: apvyniojimas arba klijavimas bfrp Kritinėse vietose, tokiose kaip sijų ir kolonų jungtys bei šlyties sienos, galima padidinti šlyties ir deformacijos pajėgumą, užkertant kelią gedimams dėl įtempių koncentracijos.

3. Padidintas energijos išsklaidymo pajėgumas
Energijos išsklaidymas: pakrovimo metu, BFRP medžiagos išsklaido energiją per tarpfazinę trintį tarp pluoštų ir matricos, taip pat dėl ​​pluošto deformacijos, sumažindamos seisminės energijos destruktyvų poveikį konstrukcijoms.
Slopinimo charakteristikos: Bazalto pluoštas Kompozitai turi tam tikrą slopinimo koeficientą, kuris gali sumažinti konstrukcijos virpesių amplitudę ir sušvelninti rezonanso efektus.

4. Sumažintas konstrukcijos svoris
Lengvos savybės: Bazalto pluoštai turi mažą tankį (apie 2,6–2,8 g/cm³), tik trečdalį plieno tankio. Dalis plieninės armatūros pakeičiama BFRP Arba naudojant jį kaip sutvirtinančią medžiagą, galima sumažinti pastatų svorį, sumažinant seismines inercijos jėgas. Tai ypač naudinga aukštybiniams pastatams arba senų konstrukcijų renovacijai.

5. Atsparumas korozijai ir ilgaamžiškumas
Didelis atsparumas korozijai: Bazalto pluoštai yra atsparūs rūgštims, šarmams, aukštai temperatūrai ir drėgmei, todėl tinka naudoti korozinėje aplinkoje, pavyzdžiui, pakrančių zonose ir chemijos gamyklose. Dėl ilgalaikio jų veikimo stabilumo sumažėja seisminis atsparumas dėl medžiagų korozijos.
Mažos priežiūros išlaidos: palyginti su tradicine plienine armatūra, BFRP nereikalauja dažnos antikorozinės priežiūros, todėl sumažėja gyvavimo ciklo išlaidos.

6. Paraiškos formos ir scenarijai
Betono armatūra: susmulkintų bazalto pluoštų (pvz., BFRC) įdėjimas į betoną arba BFRP strypų naudojimas plieninei armatūrai pakeisti.
Konstrukcijų stiprinimas: BFRP lakštų arba plokščių klijavimas sijų, kolonų, sienų ir kitų komponentų sutvirtinimui, seisminių silpnųjų vietų gerinimui.
Kompozitinės konstrukcijos: BFRP sujungimas su plienu arba betonu, siekiant suformuoti hibridines konstrukcines sistemas, subalansuojant stiprumą ir plastiškumą.

7. Apribojimai
Didesnės išlaidos: Šiuo metu gamybos išlaidos BFRP yra didesnis nei įprasto plieno, bet mažesnis nei anglies pluošto (CFRP).
Riboti ilgalaikio veikimo duomenys: reikia daugiau tyrimų apie BFRP patvarumą ir nuovargio charakteristikas per itin ilgą laikotarpį (daugiau nei 50 metų).
Neišsamūs projektavimo kodai: Kai kurios šalys, remdamosi eksperimentais ir inžinerine patirtimi, dar nėra iki galo įtraukusios BFRP į seisminio projektavimo kodus.

Inžineriniai atvejai ir tyrimai
Po Hanšino žemės drebėjimo atliktas modernizavimas Japonijoje: BFRP buvo naudojamas tiltams ir pastatams modernizuoti, parodant didelį efektyvumą.
Po Venčuano žemės drebėjimo atlikta rekonstrukcija Kinijoje: kai kuriose mokyklose ir ligoninėse buvo panaudota BFRP, siekiant pagerinti seisminį atsparumą.
Eksperimentiniai tyrimai: Tyrimai rodo, kad BFRP gelžbetonio kolonos gali pasiekti 30–50 % didesnį poslinkio tąsumą ir 20–40 % didesnį energijos išsklaidymo pajėgumą.

Išvada
Bazalto pluoštas Sutvirtintos medžiagos žymiai pagerina pastatų seisminį atsparumą, nes pagerina jų stiprumą, tąsumą ir energijos išsklaidymo pajėgumą. Jos ypač tinka didelio seisminio intensyvumo zonoms, korozinei aplinkai arba scenarijams, kuriems reikalinga lengva konstrukcija. Mažėjant sąnaudoms ir tobulėjant projektavimo kodeksams, BFRP taikymas seisminėje inžinerijoje turi plačias perspektyvas.