Düşük Dayanımlı Betonarme Elemanların Cfrp İle Güçlendirilmesi

Abstract

Dünya′da deprem riski taşıyan bölgelerde, özellikle gelişmekte olan ülkelerde, mevcut birçok yapı, deprem kuvvetleri karşısında yetersiz performans göstermektedir. İlgili yönetmelik ve standartlara uygun olmayan imalatlar ve/veya eski yönetmelikler bu yetersizliğin en büyük sebeplerindendir. Türkiye′de özellikle tasarım ve imalattan kaynaklanan en önemli kusurlardan ikisi; düşük beton dayanımı ve yetersiz enine donatı kullanımıdır. Bu durumdaki taşıyıcı elemanlar, özellikle de kolonlar, deprem kuvvetleri etkisi altında gevrek davranış göstererek hasar görmekte hatta tamamen göçmektedir. Bu şartlar altında deprem güvenlikleri yeteriz olan mevcut yapıların güçlendirilmeleri gereği açıktır. Yapıların güçlendirilmesinde, geleneksel tekniklere ek olarak yeni teknikler her geçen gün geliştirilmekte ve yaygın olarak kullanılmaya başlanmaktadır. Lif takviyeli polimer (fiber reinforced polymer – FRP) malzemeler ile güçlendirme de bu yeni tekniklerden biridir. FRP ile güçlendirme, hızlı ve kolay uygulanabilir olması, yüksek dayanıma, dayanıklılığa, düşük özağırlığa sahip olması, mimaride değişiklik gerektirmemesi ve yapının yük dağılımına etki etmemesi gibi sebeplerden dolayı tercih edilmektedir. Bu çalışmada, lif takviyeli polimer malzemeler ile güçlendirilmiş, daire, kare ve dikdörtgen enkesite sahip, düşük dayanımlı betonarme elemanların eksenel basınç gerilmeleri altındaki davranışları incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, lif takviyeli polimer malzemeler ile düşey taşıyıcı elemanların enine doğrultuda sargılanmasının, basınç dayanımını ve şekildeğiştirme kapasitesini önemli ölçüde artırdığı ve boyuna donatıların burkulmasının çok yüksek şekildeğiştirmelere kadar geciktirdiği gözlenmiştir. Deneysel çalışma sonucunda numuneler için elde edilen en büyük dayanım ve buna karşı gelen şekildeğiştirme değerleri, daha önce İlki ve diğ. (2004c) tarafından sunulan amprik bağıntılar kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Buna göre kullanılan teorik modelin deneysel sonuçlara kabul edilebilir yakınlıkta değerler ürettiği anlaşılmıştır.

In earthquake prone regions of the world, particularly in developing countries, many existing structures exhibit poor seismic performance against earthquake forces. Most frequently observed deficiencies may be either because of the insufficiency of relatively older codes or due to inadequate construction practice. In Turkey, the most common deficiencies are insufficient ductility and low concrete strength. These deficiencies cause significant reductions in strength and ductility. For preventing severe seismic damage, the deformability and axial capacity of the structural members may need to be enhanced. For several decodes various strengthening techniques have been developed. One of them is jacketing concrete members with fiber reinforced polymer (FRP) composite sheets. In this study, the results of the experiments carried on circular, square and rectangular cross-section, low strength reinforced concrete members strengthened with fiber reinforced polymer composites are presented. Test results indicated that external lateral confinement by fiber reinforced polymer jackets improved the compressive strength and deformability of the specimens, as well as retarding the buckling of the longitudinal re-bars. The compressive strengths and the corresponding axial deformations of the CFRP jacketed columns were also predicted by the stress-strain model proposed by the Ilki et al. (2004c) before. It was seen that the predicted strength and ultimate axial deformations were in reasonable agreement with experimental data.