Yetersiz bindirme boyu bulunan kolonların FRP ile güçlendirilmesi
Strengthening of columns with insufficient lapping length with FRP
Yazar: NEBYI ASMEROM NEGASH
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA TÜRKMEN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çoğu ülke yönetmeliklerinde, betonarme binaların tasarımında deprem seviyesine bağlı olarak taşıyıcı sistem elemanlarının (kolon, kiriş, vs.) belirlenen sınırlar ölçüsünde hasar görmesine izin verebilir. Ancak hasarın depremde enerji tüketiminin sağlanması açısından sünek kırılma ile meydana gelmesi istenir. Kiriş elemanlarda etriye sıklaştırması vs. ile süneklik sağlanabilir. Temelde ve katlar arasında bindirme donatısı ile birbirine bağlanan kolon elemanlarda ise boyuna donatı betondan sıyrılmadan, kolonun moment taşıma gücüne ulaşması beklenir. Bunun için kolonlarda yönetmelikte belirtilen bindirme boyuna dikkat edilmesi ve bindirme yapılan bölge boyunca etriye sıklaştırmasının uygulanması istenir. Ancak mevcut binalar incelendiğinde bindirme boyu yetersizliklerinin çok sayıda binada mevcut olduğu görülmektedir.
Temel ve üst yapının birlikte davranışını ve yük aktarımının sağlanabilmesi için donatılarda yeterli bindirme boyunun sağlanması gerekir. Bindirme boyunun eksik olarak oluşturulması sıyrılma problemlerinin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Eksik bindirme boyu ve yetersiz enine donatı kullanımı nedeniyle oluşan sıyrılma davranışı, mevcut betonarme binaların deprem performansını olumsuz yönde etkileyen önemli uygulama hatalarından biridir.
Bu çalışmada, öncelikle yeterli ve yetersiz bindirme boyuna sahip betonarme çerçevelerin davranışları kıyaslanmıştır. Daha sonra yetersiz bindirme boyuna sahip betonarme çerçeveler lifli polimerler (FRP) ile farklı detaylarla güçlendirilmiştir. Güçlendirmenin etkinliği numunelerin yük taşıma kapasitesi, rijitliği, sünekliği, enerji tüketme kapasitesi açısından değerlendirilmiştir.

Abstract:
In the earthquake codes of most countries, structural system elements such as columns, beams and so on may be allowed to be damaged within the specified limits depending on the earthquake level in the design of reinforced concrete buildings. However, in order to ensure the energy consumption in the earthquake, the damage is desired to occur with a ductile fracture. Ductility can be achieved in beam elements by densifying the stirrups and so on. On the other hand, in the foundations, and column elements between the floors that are connected to each other by overlap reinforcements, the columns are expected to reach the moment carrying capacity before the longitudinal reinforcement is stripped from the concrete. For this purpose, in the columns, it is desirable to pay attention to the overlap length specified in the regulation and to apply stirrup densification along the overlapping region of the columns. However, when the existing buildings are examined, it is seen that insufficiencies of overlapping lengths are present in many buildings.
In order to ensure the combined behavior of the foundation and superstructure and load transfer, sufficient overlapping length must be provided in the reinforcement. Insufficiently created overlapping length becomes the cause to occur a debonding problem. The debonding behavior created due to the use of deficient overlapping length and inadequate transverse reinforcement is one of the important application errors that negatively affect the earthquake performance of existing reinforced concrete buildings.
In this study, first, the behaviors of reinforced concrete frames with adequate and inadequate overlapping length was compared. Afterwards, the reinforced concrete frames with inadequate overlapping length was strengthened with fiber-reinforced polymers (FRP) with different details. And then, the effectiveness of strengthening has been evaluated based on the load carrying capacity, rigidity, ductility and energy dissipation capasity of the specimens.