Geri Dön

Betonarme yapılarda lifli polimerler ile güçlendirme uygulamalarının parametrik analizi

Parametric analysis of fiber-reinforced polymer strengthening applications in reinforced concrete structures

PDF İndir

  1. Tez No: 951667
  2. Yazar: SELİN BAZANCİR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Deprem Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 269

Özet

Deprem, doğal afetler arasında en yıkıcı olanlardan biridir ve özellikle yapı stokunun büyük bir bölümünün deprem yönetmeliklerine uygun olmadığı ülkemiz için önemli bir tehdit oluşturmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında Türkiye'deki az-orta yükseklikteki betonarme binaları temsil etmek üzere taşıyıcı sistem modelleri seçilmiş olan 1975 Deprem Yönetmeliği'ne göre tasarlanmış perde ve çerçevelerden oluşan 4, 6 ve 8 katlı betonarme yapıların, farklı beton basınç dayanımlarına bağlı olarak lifli polimer kompozitler ile güçlendirilmesi araştırılmıştır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, TBDY 2018'de belirtilen kriterler doğrultusunda tek modlu statik itme analizi ile yapıların davranışları incelenerek düşey taşıyıcıların hasar türleri ve seviyeleri belirlenmiştir. Tez çalışması beş ana bölümden oluşmakta olup birinci bölümünde çalışmanın amacı, kapsamı ve daha önceki çalışmalara değinilmiştir. İkinci bölümde, lifli polimer kompozitlerin malzeme özellikleri, üretim süreçleri, inşaat mühendisliğinde uygulama aşamaları, ulusal ve uluslararası yönetmeliklerdeki kapsamı açıklanmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde lifli polimer kompozitler kullanılarak betonarme yapısal elemanların TBDY 2018'e göre eksenel yük, kesme, eğilme dayanımları ve sünekliklerinin artırılması için kesit analizleri hesaplamalarla gösterilmiştir. Bu bölüm çalışmanın dördüncü bölümünde yapıların lifli polimer kompozitler ile güçlendirilerek kesme dayanımı ve sünekliklerinin artırılması hesabına da ışık tutmaktadır. Dördüncü bölümde, doğrusal olmayan davranışın modellenmesi kapsamında malzeme ve sistem davranışı, tez çalışması kapsamında kullanılan tek modlu itme analizi hesap yöntemine ilişkin bilgiler verilmiştir. Farklı beton basınç dayanımı ve farklı kat adetlerine göre betonarme perdeli-çerçeveli yapılarda lifli polimer kompozitlerin etkinliği irdelenmiştir. 4, 6 ve 8 katlı yapıların modal karakteristiklerinden kütle katılım oranları benzer tutularak tek modlu itme analizi ile düşey taşıyıcılarının 3 farklı beton basınç dayanımı için hasar seviyeleri belirlenmiştir. Tüm kesitlere ait kesit hasar sınırları doğrusal olmayan hesap yöntemleri kullanılarak elde edilmiştir. Hasar seviyeleri belirlenen 9 betonarme perdeli-çerçeveli yapının düşey taşıyıcılarının karbon lifli polimer kompozitler ile güçlendirilmesinin farklı koşullara göre etkinliği ve güçlendirilen elemanların maliyet karşılaştırmaları sunulmuştur. Yapısal analiz ve tasarım aşamalarında ETABS ve SAP2000 programlarından yararlanılmıştır. Bulguların tartışıldığı beşinci bölümde, 9 adet betonarme perdeli-çerçeveli yapı gruplandırılarak yönetmeliklerdeki esaslar temel alınarak farklı koşullarda lifli polimer kompozitler ile güçlendirmenin etkinliği yorumlanmıştır.

Özet (Çeviri)

Earthquakes, renowned for their devastating consequences, pose a significant and formidable challenge, particularly in regions like Türkiye, where a substantial portion of the existing structure remains susceptible due to inadequate adherence to seismic safety regulations. Recognizing the urgency of this issue, the present thesis embarks on an extensive and thorough investigation aimed at enhancing the resilience of low to medium-rise reinforced concrete structures across Türkiye. At the core of this inquiry lies a examination of various strategies devised to bolster structural integrity, with a specific emphasis placed on the incorporation of fiber-reinforced polymer composites. The scope of this research extends comprehensively to include buildings ranging in height from 4, 6 and 8 stories, each crafted to conform to the seismic provisions represented in the 1975 Earthquake Regulation. This study aims to explore how effective fiber-reinforced polymer composites are in reinforcing concrete, by considering a variety of concrete strengths and structures height. By analyzing the structural responses and performance characteristics of these buildings under varying conditions, the research aims to delineate optimal strategies for mitigating seismic vulnerabilities and enhancing overall structural resilience. The study is structured into five primary sections, crafted to fulfill distinct purposes aimed at providing a comprehensive understanding of the research's objectives and methodologies. Acting as the cornerstone, the introductory section serves as the foundational pillar, delineating the overarching aims and expansive scope of the study. Beyond merely outlining the research goals, this section endeavors to provide a thorough contextualization by presenting a comprehensive review and synthesis of pertinent literature. Through this thorough literature review, the research is situated within the broader context of existing scholarship, thereby establishing a solid framework upon which subsequent sections are built and guiding readers towards a deeper comprehension of the research landscape. Subsequently, the second section delves into a detailed exploration of fiber-reinforced polymer composites, offering a nuanced examination of their multifaceted aspects. This comprehensive overview encompasses an analysis of their inherent material properties, intricacies of manufacturing processes, diverse applications in civil engineering practices, and their integration within both domestic and international regulatory frameworks. By scrutinizing these components, the study aims to provide a thorough understanding of the use of fiber-reinforced polymer composites in strengtehening structures, thereby laying a robust groundwork for subsequent analyses and discussions. In the ensuing section, the research embarks on an intricate and exhaustive series of cross-sectional analyses, designed to elucidate the multifaceted enhancements observed in various critical structural attributes, namely axial load bearing capacity, shear resistance, flexural strength, and ductility. These analyses are conducted in strict accordance with the stipulations set forth by the Turkish Building Earthquake Code-2018 (TBEC-2018), serving as a benchmark for evaluating the efficacy of interventions involving the integration of fiber-reinforced polymer composites within reinforced concrete structural elements. Moreover, this section researchs into a comprehensive exploration of the computational methodologies employed to quantify the extent of enhancement in shear strength and ductility resulting from the strategic implementation of these reinforcement strategies. By adopting a meticulous approach, the research endeavors to provide a nuanced understanding of the intricate interplay between fiber-reinforced polymer composites and the mechanical behavior of reinforced concrete structures, particularly in the context of seismic resilience and regulatory compliance delineated by the TBEC-2018. Through rigorous analysis and detailed examination, the study aims to contribute to the body of knowledge surrounding structural engineering practices, offering valuable insights into the optimization of seismic performance and structural integrity in vulnerable regions such as Türkiye. The fourth chapter of the thesis researchs extensively into the modeling of nonlinear behavior, providing comprehensive insights into both material and system behaviors, along with an in-depth exploration of the single-mode pushover analysis methodology employed. Within this chapter, meticulous attention is devoted to investigating the efficacy of Fiber-Reinforced Polymer (FRP) composites in enhancing the structural performance of Reinforced Concrete (RC) framed-shear wall structures across a spectrum of concrete compressive strengths and varying numbers of stories. Through a systematic approach aimed at ensuring consistency, the study considers comparable mass participation ratios of modal characteristics across 4, 6, and 8-story structures. Subsequently, utilizing single-mode pushover analysis, the damage levels of vertical load-bearing elements within these structures are assessed for three distinct concrete compressive strengths. Furthermore, the determination of section damage limits for all structural elements is facilitated through the utilization of sophisticated nonlinear calculation methods, thereby providing a comprehensive understanding of the structural response under varying loading conditions. This section aspires to offer a nuanced understanding of the multifaceted dynamics underlying material behaviors, system responses, and the reinforcement mechanisms employed within the realm of structural engineering. By facilitating detailed analysis and rigorous examination, it endeavors to provide actionable insights that can significantly inform future practices in structural reinforcement, seismic retrofitting, and engineering design methodologies, thereby contributing to the ongoing enhancement of structural resilience and seismic safety standards, particularly in regions prone to seismic hazards. Throughout the structural analysis and design phases, sophisticated computational tools such as ETABS and SAP2000 software packages were utilized. The fifth chapter provides a comprehensive discussion of the research findings, focusing on the evaluation of the effectiveness of Fiber-Reinforced Polymer (FRP) strengthening in 9 Reinforced Concrete (RC) framed-shear wall structures under various conditions. In this chapter, the structures are grouped based on specific criteria, and the outcomes of FRP reinforcement are thoroughly analyzed and interpreted in accordance with the principles outlined in relevant codes and standards. Through a detailed examination of the structural response and performance metrics, the study elucidates the nuanced effects of FRP strengthening on the seismic behavior and overall resilience of the RC framed-shear wall structures. By systematically comparing the performance of reinforced elements under different loading scenarios and environmental conditions, the chapter offers valuable insights into the practical implications and efficacy of FRP reinforcement strategies. Furthermore, the discussion delves into the implications of the research findings for engineering practice and regulatory frameworks, highlighting potential areas for improvement and further research. Through a rigorous analysis of the data and interpretation of results, the chapter contributes to the advancement of knowledge in the field of structural engineering and seismic retrofitting, providing valuable guidance for engineers, researchers alike.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    960842

    Testing and modeling of seismically retrofitted RC columns with high axial load and shear demand

    Yüksek eksenel yük ve kesme etkisindeki depreme karşı güçlendirilmiş betonarme (BA) kolonların deneysel incelenmesi ve modellenmesi

    NIMA KIAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK

  2. Tez No

    941797

    Axial behavior of low strength concrete prisms confined with hybrid fiber reinforced polymers

    Hibrit lifli polimer malzeme ile sargılanmış düşük dayanımlı beton prizmaların eksenel davranışı

    İSMAİL SENCAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEDİNE İSPİR ARSLAN

  3. Tez No

    451049

    Improvement of the cyclic flexural capacity of RC columns with FRP reinforcement

    Lifli polimer donatılar kullanılarak betonarme kolonların çevrimsel yükler altında eğilme kapasitelerinin artırılması

    ENGİN CÜNEYT SEYHAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER İLKİ

  4. Tez No

    318707

    Principle of strengthening reinforced concrete structures using FRP composite material

    Betonarme yapılarda lifli polimer kullanılarak güçlendirme ilkeleri

    SULTAN ERDEMLİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    İnşaat MühendisliğiDicle Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. A. HALİM KARAŞİN

  5. Tez No

    914982

    Betonarme elemanların basınç bölgelerininlifli polimerler ile güçlendirilmesininaraştırılması

    Research on retrofitting the compression zones of reinforced concrete elements with fiber polymers

    YUNUS EFE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Deprem MühendisliğiDicle Üniversitesi

    İnşaat Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İDRİS BEDİRHANOĞLU

Geri Dön