Geri Dön

Lifli polimer ile sargılanan betonarme kolonların yapısal davranışının analitik olarak incelenmesi

Analytical investigation of the structural behavior of reinforced concrete columns wrapped with fiber polymer

PDF İndir

  1. Tez No: 978675
  2. Yazar: ALI JUMA NOORZAD
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN DİLMAÇ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, lifli polimer (FRP) kompozitlerle dıştan güçlendirilen betonarme kolonların yapısal davranışı analitik olarak incelenmektedir. FRP sargılar, betonarme kolonların dayanımını ve sünekliğini artırmak amacıyla geleneksel malzemelere alternatif bir güçlendirme yöntemi olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır. Betonarme elemanların sünekliğini ve dayanımını artırmak için ise enine donatı (TSR), çelik plakalar veya betonarme mantolama yöntemleri uygulanmaktadır. Bu mühendislik malzemeleri ve tekniklerine kıyasla FRP sargılar; yüksek çekme dayanımı ve rijitlik, hafiflik, korozyon direnci, kolay uygulanabilirlik ve etkin sargılama özellikleri gibi birçok avantaj sunmaktadır. FRP sargıların mekanik özellikleri, betonarme yapıların davranışını olumlu yönde etkileyerek betonun basınç dayanımı ile şekil değiştirme kapasitesini artırmaktadır. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen analitik hesaplamalarda ABAQUS/CAE yazılımı kullanılmıştır. Sonlu eleman modellemesi (FEM) ve analitik modeller, farklı sargılama ve yükleme koşulları altında FRP ile güçlendirilen betonarme kolonların yapısal davranışını incelemek amacıyla uygulanmıştır. Elde edilen sonlu eleman analiz sonuçları, literatürde yer alan analitik ve deneysel verilerle karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Bu kapsamda, tam FRP sargısı, TSR sargısı, parçalı FRP dizilimlere FRP ve TSR'nin birlikte kullanıldığı sargı sistemlerini içeren farklı dizimlere sahip dairesel ve dikdörtgen betonarme kolonlar, eksenel ve eksantrik yükleme koşulları altında modellenmiştir. Her bir durumda FRP ve TSR hacim oranı, dikdörtgen kesitler için en-boy oranı, yuvarlatma köşe yarıçapı, sargısız beton dayanımı ve diğer kritik değişkenlerin sargılama etkisi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan analizler, FRP sargılamanın betonarme kolonların eksenel ve eksantrik yükleme koşulları altında taşıma kapasitesini ve sünekliğini önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. FRP ve TSR'nin birlikte kullanıldığı sargılama yöntemi, tek başına uygulanan yöntemlere kıyasla daha yüksek etkinlik sergilemektedir. Bulgular, dairesel kesitli kolonların geometrik avantajları sayesinde daha yüksek sargılama etkinliğine ulaştığını, dikdörtgen kesitli kolonlarda yanal sargı basıncının kesit etrafında düzensiz dağılması nedeniyle etkinliğin daha düşük olduğunu ortaya koymaktadır. Parçalı FRP sargılama düzeni, özellikle eksantrik yüklü kolonlarda, kolon yüksekliği boyunca eğilme momentlerinin düzensiz dağılımı sebebiyle çoğu durumda tam sargılamadan daha etkili sonuç vermektedir. Bununla birlikte, etkinlik büyük ölçüde FRP şeritlerin konumuna ve dizilimine bağlı olup, bazı durumlarda aynı hacim oranıyla tam sargılamanın dahi üzerine çıkabilmektedir. Eksantrik yüklü kolonlar için geliştirilen P–M karşılıklı etki diyagramları, FEM ve analitik integrasyon yöntemleriyle elde edilerek FRP sargılamanın etkinliğini değerlendirmede kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, FRP sargıların betonarme kolonların yapısal davranışını geliştirmede yüksek düzeyde etkinlik sağladığını ve bu yöntemin pratik, verimli ve uygulanabilir bir güçlendirme tekniği olma potansiyelini güçlü biçimde ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

In this study, the structural behavior of reinforced concrete columns externally confined with fiber-reinforced polymer (FRP) composites is analytically investigated. FRP confinement is widely recognized as an effective alternative strengthening technique to conventional methods, aiming to enhance both the strength and ductility of reinforced concrete columns. Traditionally, transverse reinforcement (TSR), externally bonded reinforcement plates, and steel or reinforced concrete jacketing have been employed to improve the strength and ductility of concrete members. Compared to these conventional techniques, FRP confinement offers several advantages, including high tensile strength and stiffness, lightweight properties, corrosion resistance, ease of installation, and efficient confinement performance. The mechanical properties of FRP confinement positively affect the behavior of reinforced concrete structures by increasing the compressive strength and strain capacity of concrete. Analytical calculations were conducted within the scope of this study using the ABAQUS/CAE software. Finite element modeling (FEM) and analytical approaches were employed to investigate the structural behavior of reinforced concrete columns strengthened with FRP under various confinement and loading conditions. The results obtained from the finite element models were verified by comparison with analytical and experimental data available in the literature. In this context, circular and rectangular reinforced concrete columns with different confinement methods including full FRP wrapping, TSR confinement, partial FRP arrangements, and combined FRP–TSR systems were modeled under axial and eccentric loading conditions. For each case, the effects of FRP and TSR volume ratios, the aspect ratio of rectangular sections, corner radius, unconfined concrete strength, and other critical parameters on confinement effectiveness were evaluated. The analysis results demonstrated that FRP confinement significantly enhances both the load-carrying capacity and ductility of circular and rectangular reinforced concrete columns under axial and eccentric loading conditions. The combined confinement method using FRP and TSR provides greater effectiveness and superior performance compared to the methods applied individually. The findings indicate that circular columns achieve higher confinement efficiency due to their geometric advantages, whereas rectangular columns exhibit lower efficiency because of the non-uniform distribution of lateral confining pressure around the section. Partial FRP wrapping configurations were generally more effective than full confinement, particularly for eccentrically loaded columns, which experience irregular distributions of bending moments along the column height. However, the effectiveness of partial confinement depends directly on the position and arrangement of the FRP strips, and its efficiency can exceed that of full confinement when equivalent volumetric ratios are used. For eccentrically loaded confined columns, P–M interaction diagrams developed through finite element modeling and analytical integration methods were employed to evaluate the effectiveness of FRP confinement. The results strongly indicate that FRP confinement provides a high level of efficiency in enhancing the structural behavior of reinforced concrete columns, highlighting its potential as a practical, effective, and applicable strengthening technique.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    854355

    An experimental study on the behavior of square short concrete columns confined with hybrid frpunder monotonic axial compression stress

    Monotonik eksenel basınç yüklemesi altında hibrit liflipolimer malzeme ile sargılanmış kare beton kolonların davranışı üzerine deneysel bir çalışma

    BILAL IBRAHIM MAJEED AL-OUBAIDI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEDİNE İSPİR ARSLAN

  2. Tez No

    393030

    Strengthening of low-strength short columns with sprayed up textile reinforced gfrc

    Püskürtme bazalt tekstil takviyeli gfrc ile düşük dayanımlı kolonların güçlendirmesi

    SOHEİL KHOSHKHOLGHİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER İLKİ

  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

    292175

    Düşük elastisite modüllü cam lifli polimerle sargılanmış düşük dayanımlı betonun eksenel yükler altında davranışı ve sonlu eleman metodu ile analizi

    Axial compressive behaviour and finite element analysis of low strength concrete confined by low modulus glass fibre polymer

    KORHAN DENİZ DALGIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDULLAH GEDİKLİ

    DOÇ. DR. ALPER İLKİ

  5. Tez No

    752573

    Betonarme kolonların deprem performansının tekstil donatılı / donatısız cam lifli püskürtme harçla iyileştirilmesi

    Improvement of seismic performance of reinforced concrete columns using glass fiber reinforced sprayed mortar with / without textile reinforcement

    ALİ OSMAN ATEŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER İLKİ

Geri Dön