Cfrp şeritler ile güçlendirilen betonarme kolonların eksenel yük etkisi altındaki davranışının deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında Karbon Takviyeli Elyaf Kumaş (CFRP) şeritler ile değişik şekillerde geliştirilen detaylar kullanılarak kare kesitli betonarme kolonların eksenel yük kapasitelerinin artırılması üzerine deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Geliştirilen güçlendirme detaylarında betonarme kolonların eksenel yük düzeylerinde artış meydana getirirken deprem performansları üzerinde de olumsuz etkiler yaratmamak için deplasman süneklik kapasitelerinde ve enerji tüketim kapasitelerinde artış meydana getirebilecek, bu özellikleri olumsuz etkilemeyecek özellikte güçlendirme detaylarının geliştirilmesi çalışmanın temel amacıdır. Geliştirilen güçlendirme detayları düşük beton basınç dayanımına sahip, yeterli düzeyde sargılama donatısı olmayan, yönetmeliklere uygun olarak tasarlanmamış, eksenel yük düzeyi düşük kare kesitli bir betonarme kolona uygulanmıştır. Bu yetersiz eksenel yük düzeyi olan kolonun Karbon Takviyeli Elyaf Kumaş (CFRP) şeritler ile değişik düzenlerde sargılanarak eksenel yük taşıma gücünün arttırılması hedeflenmiştir. Çalışmada incelenen temel değişkenler sargılamada kullanılan CFRP şerit genişliği, CFRP şeritlerin aralığı, CFRP şeritlerde sargılama bindirme bölgesinde ankraj kullanılıp kullanılmaması ve güçlendirme detayında CFRP şeritlerin kolon eksenine yatay veya dik olarak yerleştirilmesidir. Deneysel çalışmada 150x150x500 mm boyutlarında biri güçlendirilmemiş referans olmak üzere toplamda 11 adet betonarme kolon deney elemanı üretilmiş ve göçene kadar monotonik eksenel yükleme etkisi altında test edilmiştir. Deney elemanlarının eksenel yük-deplasman grafikleri çizilerek, taşıma güçleri, başlangıç rijitlikleri, deplasman süneklik oranları ve enerji tüketim kapasiteleri hesaplanarak deneysel çalışma kapsamında incelenen değişkenlerin betonarme kolonların eksenel yükleme etkisi altındaki davranışlarını ne düzeyde etkiledikleri ve güçlendirme için geliştirilen detayların performansları incelenmiş ve yorumlanmıştır.

In this study, it was aimed to increase the axial load capacities of square cross-section reinforced concrete columns by using differently shaped details with carbon fiber textile composite (CFRP) strips and an experimental study was carried out. The main purpose of the study is to develop strengthening details that will not adversely affect properties such as displacement ductility capacities and energy consumption capacities to avoid adverse effects on earthquake performances. Improved strengthening details have been applied to a square cross section reinforced concrete column with low axial load capacity, low compressive strength of concrete and inadequate amount of stirrups, which is not designed according to regulations. It is aimed to increase the axial load carrying capacity of column by wrapping column with carbon fiber textile composite (CFRP) strips. The main variables examined in the study are the CFRP strip width, the spacing of CFRP strips, the use of anchorage in the overlap zone in CFRP strips, and the placement of CFRP strips horizontally or vertically on the column axis. In the experimental study, eleven reinforced concrete column specimens with dimensions of 150x150x500 mm were produced, one specimen being nonstrengthened reference specimen. These specimens were exposed to monotonic loading until collapse. Axial load-displacement graphs of the test elements are drawn. The ultimate axial load capacity, initial stiffness, displacement ductility ratios and energy dissipation capacities of the test specimens were calculated. It was investigated how the variables in the experiments affected the behavior of the columns. The performances of the details developed for strengthening have been examined and interpreted.