Eğilme etkisi altındaki betonarme kirişlerin güçlendirilmesine yönelik bazı önerilerin deneysel araştırılması
Experimental study on  flexural  strengthening of reinforced concrete beam
Yazar: YASER ALHAMDAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TAMER DİRİKGİL
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapısal taşıyıcı sistem elemanlarının yapının kullanım amacındaki değişiklik, tasarım hataları, mekanik hasarlar, çevresel faktörler nedeniyle zarar durabilite problemleri ve uzayan servis süreleri sebebiyle onarımı ve/veya güçlendirilmesi gerekebilir. Bu tez çalışmasında eğilmeye çalışan betonarme kirişlerin güçlendirme işlemine katkı sağlayabilecek malzeme ve tekniklerin bazılarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda yüzeye yakın montaj (NSM-near surface mounted), dıştan sargı takviyesi (EBR-external bonded reinforcement), sürtünmeli hibrit bağlantı (FHB-friction hybrid bonded) ve hibrit teknik önerileri; CFRP sargı, CFRP çubuk ve geleneksel donatılar ile betonarme (BA) kirişlerin güçlendirilmesi ve performanslarının artırılması amacıyla kullanılmıştır. Yedi adet tam ölçekli BA kiriş üretilmiş ve dört noktalı eğilme etkisi altında test edilmiştir. Test edilen kirişlerin mesnetlenme koşulları her iki uçta ankastre olup, bu durum bir taşıyıcı sistem içerisindeki rijit düğüm noktasına sahip kirişlerin mevcut durumlarına oldukça yakın olacak şekilde değerlendirilmiştir.  Uygulanan yöntemlerin ve malzemelerin BA kirişlerin performanslarına katkıları; yük-sehim ilişkisi, moment-eğrilik ilişkisi, yük taşıma kapasitesi, tüketilen enerji, kırılma modları, şekil değiştirmeler ile çatlak karakterleri ve genişlikleri bakımından değerlendirilmiştir. Test sonuçları, NSM-Çelik tekniği kirişlerin yük taşıma kapasitesini referans kirişe göre %23-25 oranında artırırken, EBR-CFRP ve FHB-CFRP tekniklerinin yük kapasitesini sırasıyla %12 ve %11 oranında artırdığını göstermiştir. Buna ek olarak, NSM-Çelik ve FHB-CFRP teknikleri betonun ezilme dayanımında sırasıyla %59 ve %45,5 artış sağlarken, akma dayanımında ise yine sırasıyla %66.4 ve %69.2 artış sağladığı görülmüştür. Bu çalışma kapsamında önerilen yöntemlerin BA kirişlerin performanslarının artırılmasında oldukça etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Existing structural members need to retrofit after a period due to change in using of the structure, errors in design, mechanical damage, deteriorated with time due to external environmental factors and the need to extend the service period. This thesis starts from this need to determine materials and techniques can contribute to the flexural retrofitting of reinforced concrete (RC) beams. Near surface mounted (NSM), externally bonded reinforcement (EBR), friction hybrid bonded (FHB) and hybrid technique were used to strengthen RC beam using carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and conventional steel bars. A total of seven full scale reinforced concrete beams were constructed and tested under four-point bending test. All beams tested under fixed supports conditions to investigate the performance of strengthened beams under conditions as closely as possible to the conditions in reality. The experimental results were analyzed identifying the effect of strengthening method and strengthening material on the load-deflection response, moment-curvature response, ultimate load carrying capacity, ductility, consumed energy, failure mode, strain, crack pattern and crack width. The results showed that NSM-Steel technique increased the load carrying capacity ranging from 23% to 25% compared with reference beam while EBR-CFRP and FHB-CFRP technique increased the load carrying capacity by 12% and 11 %, respectively. The results showed too that NSM-Steel and FHB-CFRP technique increased the concrete crushing load by 59% and 45.5% and the yielding load by 66.4% and 69.2% compared with reference beam, respectively. As a conclusion, it was exhibited that the proposed strengthening techniques quite improved the performance of RC beam elements.