Korozyona uğramış çelik kutu profillerin farklı FRP malzemelerle güçlendirilerek eğilme ve basınç davranışlarının incelenmesi
Investigation of bending and pressure behavior of corrosed steel box profiles by strengthening with different FRP materials
Yazar: KADER DİKMEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP YAMAN ; DOÇ. DR. MAHYAR MAALI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Güçlendirme = Strengthening ; Korozyon = Corrosion ; Yük taşıma = Load carrying ; Çelik yapılar = Steel structures

Özet:
Bu çalışmada, çelik yapı elemanlarının korozyona karşı dayanımını artırmak için kullanılan yöntemlerin etkinliği incelenmiş olup farklı derecelerde kütlece korozyon hasarına uğratılmış S 235 kalite çelik kutu profillerde yapılan GFRP, CFRP ve BFRP ile güçlendirmenin yük taşıma kapasitesine etkisi incelenmiştir.

Yüksek taşıma kapasiteleri ve sünek davranışları sebebiyle çelik taşıyıcı sistemler sektörde oldukça tercih edilen sistemlerdir. Çelik elemanların taşıma kapasiteleri çevresel etkenler neticesinde zarar görebilmektedir. En önemli zarar olan korozyon hasarı, taşıma kapasitelerinde ciddi düşüşlere sebep olmaktadır. Korozyon mekanizması ile çelik yapı elemanlarında kütle kayıpları oluşur. Oluşan kütle kayıpları ile elemanların kullanım ömürleri, taşıma gücü kapasiteleri ve mukavemetleri azalır.

S 235 kalite çelik kutu profillerin korozyona karşı dayanımı ve korozyona uğramış durumda güçlendirilmesi, çelik yapı elemanlarında korozyondan korunma ve korozyon tespit yöntemleri araştırılmıştır. Yapılan deney düzeneği ile hızlandırılmış korozyona maruz bırakılan S 235 çelik kutu profillerinin kütlece farklı korozyon derecelerinde yük taşıma kapasitesindeki değişim incelenmiştir. Korozyon hızı Faraday denklemi ile takip edilmiştir.  Akabinde kütlece %10 ve %20 korozyona uğramış kutu profiler GFRP, CFRP, BFRP ile güçlendirilmiştir. Güçlendirilen profillerin eksenel basınç ve eğilme kuvvetleri altında güçlendirmenin taşıma kapasitesi üzerindeki etkisi incelenmiştir.

Araştırmada elde edilen bulgulara göre, CFRP ile güçlendirme %10 hasar durumunda basınç kuvveti altında %17,78 dayanımı artırırken eğilme kuvveti altında %34,43 artış göstermiştir. BFRP ve GFRP ile güçlendirme eğilme etkisi altındaki profillerde taşıma gücü kapasitesini artırmıştır. Yapılan çalışma sonucunda CFRP ile güçlendirmenin korozyon hasarı durumunda basınç elemanlarında ve kiriş elemanlarında etkin olduğu görülmüştür. BFRP ve GFRP ile güçlendirme kiriş elemanlarda taşıma gücü kapasitesini artıracağı görülmüştür. BFRP ile güçlendirilmiş kiriş elemanlarının enerji sönümleme kapasitesi diğer güçlendirme türlerine göre başarılı olmuştur.

Abstract:
In this study, the effectiveness of the methods used to increase the corrosion resistance of steel structural elements was investigated, and the effect of GFRP, CFRP and BFRP reinforcement on the load bearing capacity of S 235 quality steel box profiles that were exposed to different degrees of mass corrosion damage was investigated.

Steel carrier systems are highly preferred systems in the sector due to their high bearing capacities and ductile behavior. Bearing capacities of steel elements can be damaged as a result of environmental factors. Corrosion damage, which is the most important damage, causes serious decreases in carrying capacities. Mass losses occur in steel structural elements with the corrosion mechanism. With the resulting mass losses, the service life, bearing capacity and strength of the elements are reduced.

Corrosion resistance and strengthening of S 235 quality steel box profiles, corrosion protection and corrosion detection methods in steel structural elements were investigated. With the experimental setup, the change in load carrying capacity of S 235 steel box profiles exposed to accelerated corrosion at different corrosion degrees by mass was investigated. The corrosion rate was followed by the Faraday equation. Subsequently, 10% and 20% corroded box profiler by mass is reinforced with GFRP, CFRP, BFRP. The effect of reinforcement on the bearing capacity of the reinforced profiles under axial compression and bending forces was investigated.

According to the findings obtained in the study, reinforcement with CFRP increased the strength by 17.78% under the compressive force in case of 10% damage, while it increased by 34.43% under the bending force. Strengthening with BFRP and GFRP has increased the bearing capacity of the profiles under the effect of bending. As a result of the study, it was observed that the reinforcement with CFRP was effective in the pressure elements and beam elements in case of corrosion damage. It has been observed that reinforcement with BFRP and GFRP will increase the bearing capacity of beam elements. The energy dissipation capacity of beam elements reinforced with BFRP has been successful compared to orher reinforcement types.