Strengthening the performance of reinforced concrete beams externally and internally with CFRP
Betonarme kirişlerin performansının lif takviyeli polimerlerle dıştan ve içten güçlendirilmesi
- Tez No: 918041
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET EREN UZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Yapı elemanlarının güçlendirilmesinde/onarılmasında barındırdığı olumlu özellikler ile lif takviyeli polimerler dıştan veya içten uygulanmasıyla inşaat sektöründe vazgeçilmez bir kompozit malzeme olmuştur. Bu kompozitler, yüksek mukavemet dayanımları, korozyon direnci, hafif olmaları gibi yapıya olumlu etki edecek özellikleri barındırır. Bu tez çalışması, iki seriden oluşmaktadır. İlk serideki amaç, dıştan uygulnan karbon lifli polimer (CFRP) ya da cam lifli polimer (GFRP) levha/şeritlerin kiriş üzerindeki etkinliğini ve verimliliğini beton dayanımını da hesaba katarak irdelemek ve bununla birlikte doğrulanan Sonlu Eleman Analizi (FEM) yürütmektir. Etkinliğinin araştırılmasında optimum FRP kullanımına karşılık maksimum dayanım elde edilmesi amaçlanmıştır. İkinci seri ise kirişin ihtiyacına göre içten uygulanan CFRP şeritlerin alternatif konfigürasyonlarının denenmesiyle kirişin performansının arttırılması amaçlanmıştır. Alternatif konfigürasyonların oluşumunda CFRP şertilerin etriye veya çekme donatısına parçalı sarımı, tam sarımı ve kiriş içinde konumlandırılmasına göre oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında her seride 14 betonarme kiriş olmak üzere 200 mm (genişlik) x 300 mm (yükseklik) x 2000 mm (uzunluk) ölçülere sahip 28 adet kiriş dört noktalı eğilme testine tabi tutulmuştur. İlk seri beton dayanımlarına (30 MPa ve 35Mpa) göre ikinci seri kirişin barındırdığı eksikliğe (kesmeden zayıf ve eğilmeden zayıf) bağlı olmak üzere her bir seri iki gruba ayrılmıştır. Güçlendirilen kirişlerin performasının değerlendirilmesi için her grupta bir adet olmak üzere toplamda 4 tane kontrol kirişi vardır. Elde edilen sonuçlara göre, dıştan güçlendirme için kirişin alt kısmı ile birlikte mesnet bölgelerine U şeritlerle uygulanan konfigürasyonun eğilme kapasitesinde belirgin artışla katkı sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca bu yöntem nispeten yüksek dayanımlı betonda da olumlu sonuçlar göstermiştir. CFRP eğimli şeritler ise kesme kapasitesini arttırmada ve çatlakların oluşumunu önlemede etkili bir performans göstermektedir. İçten güçlendirilen kirişlerde ise kesmeyi iyileştirmek için CFRP şeritlerin etriyeye uygulandığı konfigürasyonlarda taşıma kapasitesinde belirgin artışlar elde edilmiştir. Özellikle CFRP şeritlerin yan kısımlara uygulandığı parçalı sarımda mükemmel bir dayanım artışı yakalanmıştır. Ancak CFRP şertilerin çekme donatısına uygulandığı konfigürasyonlarda taşıma kapasitesinde ya herhangi bir artış görülmemiş ya da sabit kalma durumu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Fiber reinforced polymers have become an indispensable composite material in the construction industry with their positive properties in the strengthening/repair of building elements, applying in externally or internally. These composites have properties such as high tensile strength, corrosion resistance, light weight, that will have a positive effect on the structure. This thesis consists of two series. In the first series, the aim is to investigate the effectiveness and efficiency of externally applied carbon fiber polymer (CFRP) or glass fiber polymer (GFRP) sheets/strips on the beam, considering the concrete strength, and to conduct a Finite Element Analysis (FEM) validated with it. In investigating the effectiveness, it is aimed to obtain maximum strength against optimum FRP usage. The second series aim to improve the performance of the beam by testing alternative configurations of internally applied CFRP strips according to deficiency of the beam. In the formation of alternative configurations, CFRP strips were formed to the stirrup or longitudinal reinforcement in tension zone according to the partial wrapping, full wrapping and positioning inside the beam. Within the scope of the study, 28 beams with dimensions of 200 mm (width) x 300 mm (height) x 2000 mm (length), including 14 reinforced concrete beams in each series, were subjected to four-point bending tests. Each series was divided into two groups, the first series depending on the concrete strengths (30 MPa and 35 MPa) and the second series depending on the deficiency of the beam (weak in shear and weak in bending). In order to evaluate the performance of the retrofitted beams, there are 4 control beams in total, one in each group. According to the results obtained, it was observed that the configuration applied with U-strips on the bearing areas as well as on the bottom of the beam for external strengthening contributed to a significant increase in the flexural capacity. This method also showed positive results in relatively high strength concrete. CFRP inclined strips, on the other hand, show an effective performance in increasing the shear capacity and preventing the formation of cracks. In internally reinforced beams, significant increases in bearing capacity were obtained in configurations where CFRP strips were applied to the stirrup to improve shear. An excellent strength increase was achieved in the partial wrapping where CFRP strips were applied to the side sections. However, in the configurations where CFRP strips were applied to the longitudinal reinforcement in tension zone, either no increase in bearing capacity was observed or it remained constant.
Benzer Tezler
- Deprem performansı zayıf betonarme yapıların yatay rijitliğinin kullanıcı dostu sistemlerle artırılması
Lateral rigidity improvement of deficient reinforced concrete structures with the use of user friendly systems
ALİ SERDAR ECEMİŞ
Doktora
Türkçe
2018
Deprem MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN HÜSNÜ KORKMAZ
- Lifli polimer ile güçlendirilmiş betonarme elemanların kapasite tahminine yönelik akıllı sistem uygulaması
Smart system application for capacity estimation of reinforced concrete elements reinforced with fibrous polymer
HÜSNA AÇIKEL ALTUNKARA
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSA HAKAN ARSLAN
- Kiriş-kolon birleşim bölgelerinin ileri teknoloji malzemelerle güçlendirilmesi
Beam-column joints retrofitted with advanced technological materials
SİNAN MURAT CANSUNAR
Doktora
Türkçe
2023
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Yapı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER
- Kolon-kiriş birleşim yerlerindeki donatı düzeninin değiştirilmesi ile ilgili deneysel sonuçların elde edilmesi
Experimental results on different transverse reinforcements in beam-column joints
PARVİN ZAHİRTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. HASAN BODUROĞLU
- Betonarme kirişlerin dış ardgerme uygulanarak rehabilitasyonu: Taşıma limit durumu için yapay zekâ tahmin modellerinin geliştirilmesi
Rehabilitation of reinforced concrete beams by applying external post-tension: Developing artificial intelligence prediction models for ultimate limit state
AHMED BADNJKI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT ÖZTÜRK