Çimento esaslı kompozit içeren FRP donatılı kirişlerin davranışının incelenmesi
Investigation of the behavior of FRP reinforced beams containing engineered cementitious composite
Yazar: HÜSNE YENER ÜNAL
Danışman: PROF. DR. SERKAN TOKGÖZ
Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Beton = Concrete ; Kirişler = Beams ; Lif takviyeli polimerler = Fiber reinforced polymers ; Çelik-metal = Steel-metal ; Çimento esaslı kompozit = Cementitious composite

Özet:
Beton, basınç dayanımının artması ile gevrek davranış sergilemektedir. Bu olumsuzluğu gidermek ve sünek davranış elde etmek için betonarme elemanların yapımında farklı tipte lifler kullanılmaktadır. Tasarlanmış çimento esaslı kompozit (ECC), yüksek çekme sünekliği ve mikro çatlak genişliği özellikleri nedeniyle betonarme yapılar için çok faydalı bir malzemedir. Ayrıca, Fiber Takviyeli Polimerler (FRP) yüksek korozyon direnci, yüksek çekme dayanımı, hafifliği ve kimyasal reaksiyonlara karşı yüksek direnci gibi özelliklerinden dolayı, çelik donatılara karşı alternatif malzemedir. FRP donatının gevrek davranışı, FRP ile donatılandırılmış yapıların sünekliğini azaltır. Son zamanlarda, elemanların sünekliğini arttırmak ve FRP donatının yüksek dayanım özelliğini korumak için yapılarda geleneksel Portland çimentolu beton yerine ECC malzemesi kullanılmaktadır. Sunulan tezde, ECC ve beton malzeme içeren FRP takviyeli kirişler hazırlanmıştır. Kirişler, yapısal davranışı belirlemek için dört noktalı statik yük altında test edilmiştir. Deneysel
çalışmada, kirişlerin yük-deplasman eğrileri ve FRP donatıların yük-gerinim diyagramları elde edilmiştir. Testlerde, kirişler için iyi derecede deplasman kapasitesi görülmüştür. Artan ECC derinliği ile kirişlerin yük taşıma kapasitesinde ve kiriş orta deplasmanında artış gözlenmiştir. Ayrıca, artan ECC derinliği ile daha fazla gerinim kapasitesi elde edildiği görülmüştür. Çalışmada, beton ve ECC malzemesi içeren FRP donatılı kirişlerin taşıma gücü kapasitesi ve
yük-deplasman eğrilerini elde etmek için beton ve ECC malzemesinin doğrusal olmayan davranışını esas alan teorik bir yöntem geliştirilmiştir. Test edilen kirişlerin deplasmanları ACI 440.1R-15 Standardı ve Sinüs Eğrisi Yöntemi esas alınarak belirlenmiştir. Elde edilen teorik yük-deplasman eğrileri deneysel eğrilerle karşılaştırılmıştır. Çalışmada, deneysel ve teorik sonuçlar arasında iyi derecede uyum elde edilmiştir.

Abstract:
Concrete exhibits brittle behaviour with increasing compressive strength, so different types of fibers are used in the construction of reinforced concrete members to improve this disadvantage and to obtain ductile behaviour. Engineered cementitious composite (ECC) is a very useful material for reinforced concrete structures due to its high tensile ductility and micro crack wideness features. Besides, Fiber Reinforced Polymers (FRP) are good alternative materials to
steel reinforcements due to its features such as, high corrosion resistance, high tensile strength, lightweight and high resistance to the chemical reactions. Brittle behaviour of FRP reinforcement, decreases the ductility of FRP reinforced structures. Recently, ECC material has been used in the structures instead of ordinary Portland cement concrete to increase ductility of members and to maintain high strength property of FRP reinforcement. In the presented thesis, FRP reinforced beams having ECC and concrete material were prepared. The beams were tested under four-point static load to determine the structural behaviour. In the experimental study, load-deflection curves of beams and load-strain diagrams of FRP reinforcements have been obtained. In the tests, good degree of deflection capacity was seen for the beams. An increase was observed in load carrying capacity and midspan deflection of the beams with increasing ECC deepness. In addition, it was seen that more strain capacity obtained with increasing ECC deepness. In the study, a theoretical method was developed considering nonlinear behaviour of the concrete and ECC material to obtain the ultimate load capacity and load-deflection curves of FRP reinforced beams having concrete and ECC material. The deflections of the tested beams were determined on the basis of ACI 440.1R-15 Code and Sine Curve Method. The obtained theoretical load-deflection curves have been compared with experimental curves. In the study, good degree of agreement has been attained between the experimental and theoretical results.