Farklı beton dayanımlarına sahip betonarme kolonların çelik lifli beton panellerle güçlendirilmesi
Strengthening of reinforced concrete columns with steel fiber concrete panels having different concrete strengths
- Tez No: 986373
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPER BÜYÜKKARAGÖZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Beton basınç dayanımı, Yapısal güçlendirme, Çelik lif, Concrete compressive strength, Structural empowerment, Steel fiber
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Depremler, betonarme kolonlarda oluşan hasarlar nedeniyle eksenel yük taşıma kapasitelerini ciddi şekilde azaltarak yapı güvenliğini olumsuz etkilemektedir. Bu çalışma, etriyeleri seyrek yerleştirilmiş betonarme kolonların performansını artırmak amacıyla Çelik Lif Takviyeli Beton (ÇLTB) ince plakalar kullanılarak geliştirilen yenilikçi bir güçlendirme yöntemini önermekte ve deneysel olarak doğrulamaktadır. Toplam otuz adet 1:3 ölçekli betonarme kolon deney elemanι, 10, 20 ve 27 MPa basınç dayanımlarında, 150 × 100 mm kesit alanına ve 600 mm yüksekliğe sahip olacak şekilde test edilmiştir. Üç numune referans (güçlendirilmemiş) olarak bırakılırken, diğer numuneler %0, %1 ve %2 çelik lif ağırlık oranlarına sahip, kalınlığı 10 mm olan ÇLTB plakalar ile güçlendirilmiştir. Güçlendirme uygulamaları: kısa kenar, uzun kenar ve tüm yüzeyleri kaplama şeklinde üç farklı şekilde gerçekleştirilmiştir. Deneysel değerlendirmeler, dört adet elektronik deplasman ölçüm cihazı (LVDT) kullanılarak yapılmış; bunlardan ikisi kolon üstündeki eksenel birim deformasyonları, diğer ikisi ise tabanda oluşan deplasman değerlerini kaydetmiştir. Deneysel sonuçlar, ÇLTB plakaların kolon performansını önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermektedir. C10 grubu için kapasite artışları, taşıma kapasitesinde %71, enerji tüketim kapasitesinde %252, başlangıç rijitliğinde %47 ve süneklikte %35 olarak kaydedilmiştir. C20 grubunda kapasite artışları, taşıma kapasitesinde %69, enerji tüketim kapasitesinde %333, başlangıç rijitliğinde %132 ve süneklikte %82 olarak kaydedilmiştir. C30 grubunda ise bu oranlar sırasıyla taşıma kapasitesinde %68, enerji tüketim kapasitesinde %428, başlangıç rijitliğinde %33 ve süneklikte %19 olarak ölçülmüştür. Deneysel çalışmayı desteklemek amacıyla ANSYS Workbench 2024 yazılımı kullanılarak sonlu elemanlar analizi (FEA) gerçekleştirilmiş ve benzer sınır koşulları altında yapılan analiz sonuçlarının deneysel bulgularla büyük ölçüde uyumlu olduğu görülmüştür. Bu çalışma, ÇLTB plaka ile yapılan güçlendirme yönteminin betonarme kolonların deprem performansını artırmada etkili olduğunu ortaya koymakta ve deprem riski yüksek bölgelerde ekonomik ve uygulanabilir bir çözüm sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Earthquakes significantly reduce the axial load-bearing capacity of reinforced concrete (RC) columns due to damage, thus compromising structural safety. This study proposes and experimentally validates an innovative strengthening method using Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) thin plates to enhance the performance of RC columns with sparsely spaced stirrups. A total of thirty 1:3 scale RC column specimens, with compressive strengths of 10, 20, and 27 MPa, a cross-sectional area of 150 × 100 mm, and a height of 600 mm, were tested. Three specimens were left retrofitted as references, while the others were strengthened using 10 mm thick SFRC plates containing 0%, 1%, and 2% steel fiber content by weight. Strengthening was applied in three different configurations: short-side, long-side, and full-side coverage. Experimental evaluations were conducted using four Linear Variable Displacement Transducers (LVDTs): two recorded axial strain at the top of the columns, and two measured displacements at the base. Results showed that SFRC plates significantly improved column performance. For the C10 group, increases were recorded as 71% in load capacity, 252% in energy dissipation, 47% in initial stiffness, and 35% in ductility. In the C20 group, these improvements were 69%, 333%, 132%, and 82%, respectively. In the C30 group, the enhancements were measured as 68%, 428%, 33%, and 19%, respectively. To support the experimental study, Finite Element Analysis (FEA) was performed using ANSYS Workbench 2024, and the analysis results under similar boundary conditions were found to be largely consistent with the experimental findings. This study demonstrates that the proposed SFRC plate strengthening technique is effective in improving the seismic performance of RC columns and offers a cost-efficient and practical solution, particularly in regions with high seismic risk.
Benzer Tezler
- Lp kompozitler ile kesit boy-en oranı üç olan betonarme dikdörtgen kolonların deprem davranışının iyileştirilmesi
Seismic retrofit of rectangular rc columns with crosssectional aspect ratio of three using frp sheet
MEHMET ŞENTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
- İçi beton dolu çift cidarlı çelik tüplerin (CFDST) eksenel basınç altında deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of concrete filled double skin steel tubes (CFDSTs) under axial compression
BERİKA CEREN CİHAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- 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
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
- Seismic rehabilitation of columns with corroded reinforcing bars through practical interventions
Donatıları korozyona uğramış betonarme kolonların deprem performanslarının basit müdahelelerle iyileştirilmesı
POOYA GHAFFARİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
- Karma kolonlu yüksek yapıların deprem etkileri altında incelenmesi
Examining high rise structures with composite columns under earthquake loads
GÜVEN DÜNDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ZEKİ HASGÜR