Karbon liflerle güçlendirilmiş dolgu duvarlı betonarme çerçeveler
Seismic strengthening of infilled reinforced concrete frames by cfrp
Yazar: GÜLSEREN EROL
Danışman: PROF. DR. FERİDUN ÇILI ; PROF. DR. H. FARUK KARADOĞAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme yapılar = Reinforced concrete structures ; Dolgu duvarlar = Fill walls ; FRP malzemeler = FRP materials ; Güçlendirme = Strengthening

Özet:
Bu çalışmada, ülkemizde yaygın olarak kullanılan gevrek ve taşıyıcı olmayan dolgu duvarların yüzeylerine karbon lifli polimer kompozit (CFRP) yapıştırılarak özellikle yatay yük taşıyıcı hale getirilmesi, göçme biçiminin kontrolu ve bu yolla betonarme çerçeve sistemlerin depreme karşı güçlendirilmesinin incelenmiştir. Bu doğrultuda, dolgu duvarların güçlendirilmesinde kullanılan CFRP'nin sistem davranışına katkısı, farklı uygulama şekillerinin ve bağlantı detaylarının etkisi deneysel çalışma ile araştırılmış ve deney sonuçları teorik çalışmalar ile açıklanmaya çalışılmıştır. Deneysel çalışma iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada, dolgu duvar numunelerin basit kayma deneyleri yapılmıştır. Bu deneylerin amacı, CFRP'nin sıvalı veya sıvasız dolgu duvar üzerine uygulanmasının etkisini gözlemlemek, CFRP ile güçlendirmenin dolgu duvarın kayma dayanımına ve rijitiliğine katkısını anlamak, farklı güçlendirme şekillerinin etkinliğini karşılaştırmaktır. Dolgu duvar numunelerinin basit kayma deneyleri verilerden, dolgu duvarlı betonarme çerçeve numunelerinin yapısal modellerinin kurulması aşamasında faydalanılmıştır. Deneysel çalışmanın ikinci aşamasında, tek katlı ve iki katlı, tek açıklıklı dolgu duvarlı betonarme çerçeve numuneleri çevrimsel yatay yükler etkisinde denenmiştir. İlk kısımda altı adet ½ ölçekli tek katlı-tek açıklıklı betonarme çerçeve deneyi yapılmıştır. Dolgu duvarlı betonarme çerçeve numuneleri farklı CFRP uygulama ve bağlantı şekilleri kullanılarak güçlendirilmişlerdir. İkinci kısımda sekiz adet iki katlı-tek açıklıklı betonarme çerçeve numune deneyi yer almaktadır. Bu numunelerde, dolgu duvarın iki yüzüne birer kat ve tek yüzüne iki kat olacak şekilde iki farklı CFRP güçlendirme şekli uygulanmıştır. Deneysel çalışmadan elde edilen veriler, seçilen parametrelere göre karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve teorik çalışmada yapısal modelin kurulmasında kullanılmıştır. Kullanılan yapısal modelin, taşınan en büyük yük değeri ile başlangıç rijitliği açısından deneysel sonuçlara yakın değerler verdiği görülmüş ve bunlar sayısal olarak ifade edilmiştir.

Abstract:
The objective of this thesis is to evaluate seismic strengthening of infilled reinforced concrete frames by CFRP in terms of lateral strength, stiffness and mechanical characteristics. For this purpose, the effects of CFRP strengthening to the overall behavior of the system, different application techniques and connection details were investigated experimentally and theoretically. Experimental work consists of two parts. The first part is diagonal tension tests of masonry wall panel specimens. These tests were conducted in order to observe the effects of CFRP application on plastered and non-plastered wall panel specimens and the contributions of different CFRP types and applications on initial stiffness, shear strength and failure modes. Some of the infill wall characteristics needed for structural model were derived from experimental results of diagonal tension tests. In the second part of experimental work, one story and two story one bay RC frame specimens were tested under cyclic in-plane lateral loads. First group of specimens were six ½ scaled one story-one bay RC frames. Infilled frame specimens of this group were strengthened with different CFRP application types and connection details. Eight ½ scaled two story-one bay RC frame specimens were tested as a second group. Two different CFRP strengthening scheme, namely two sided one layer and one sided two layers applications, were investigated. Experimental data were evaluated comparatively for selected parameters and used for establishment of structural model in theoretical work. Analytical results of structural model compared well with the experimental results in terms of lateral load capacity and initial stiffness.