Eğilme hasarlı kirişlerin yüksek dayanımlı harç ve CFRP ile onarılmasının dayanım üzerindeki etkisi
Effect of repairing flexural damaged beams with high strength mortar and CFRP on strength
Yazar: ALI KARIMOV
Danışman: DOÇ. DR. HANDE GÖKDEMİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Deprem sırasında oluşan yer hareketleri, kirişler üzerinde eğilme momentleri oluşturur. Özellikle kirişlerin ortasında meydana gelen bu momentler, kirişin üst ve alt yüzeylerinde gerilim farklarına neden olarak çatlamalara ve kırılmalara yol açabilir. İnşaat mühendisliğinde önemli bir sorun olan hasar görmüş yapı elemanlarının güçlendirilmesi, yapıların güvenliğini ve dayanıklılığını artırmak için gereklidir. Bu çalışmada, araştırmanın amacı eğilme hasarı almış kirişlerin onarımı ve dayanımlarının artırılması amacıyla kullanılan yüksek dayanımlı harç ve CFRP'in (Karbon Fiber Takviyeli Polimer) etkilerini incelemektir. Deneysel çalışma kapsamında, 250 mm×400 mm boyutlarında kesite ve 2000 mm uzunluğuna sahip toplam 8 kiriş numunesi üretilmiştir. Kirişler, eğilme deneyine tabi tutulmuş ve yük, kirişin dört noktasına uygulanarak maksimum taşıma kapasitesi ile oluşan deformasyonlar gözlemlenmiştir. Hasar görmüş 4 kirişe açıklık ortasında 100 mm×700 mm dörtgen boşluk oluşturularak ilave hasar verilmiştir. Daha sonra kirişlerin, farklı detaylarla yüksek dayanımlı harç ve CFRP kumaş kullanılarak onarımı sağlanmıştır. Onarılan 6 kiriş numunesi, tekrar eğilme deneyine tabi tutulmuş ve yük, her bir kirişin dört noktasına uygulanarak maksimum yük taşıma kapasitesine ulaşılmıştır. Deneyler sonucunda, onarım yöntemlerinin kirişlerin taşıma kapasitesi üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiş, elde edilen veriler ışığında, yüksek dayanımlı harç ve CFRP'in, hasar görmüş kirişlerin dayanımını artırmadaki potansiyeli değerlendirilmiştir. Her bir numunenin yük taşıma kapasitesi, rijitliği, sünekliği ve enerji tüketme kapasitesi değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen tüm sonuçlar kıyaslanarak ilgili yöntemlerin kirişlerin onarılmasındaki etkinliği yorumlanmıştır.

Abstract:
During an earthquake, ground motions generate bending moments on beams. These moments, especially occurring in the middle of the beams, cause stress differences on the top and bottom surfaces, leading to cracks and fractures. The strengthening of damaged structural elements, a critical issue in civil engineering, enhances the safety and durability of structures. This study aims to investigate the effects of high-strength mortar and CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) on the repair and strengthening of beams that have sustained flexural damage. As part of the experimental work, a total of 8 beam specimens with cross-sectional dimensions of 250 mm×400 mm and a length of 2000 mm were produced. The beams were subjected to bending tests where loads were applied at four points on the beams, observing their maximum load-carrying capacity and resulting deformations. For additional damage, a rectangular void measuring 100 mm×700 mm was created in the middle span of 4 damaged beams. Subsequently, these beams were repaired using high-strength mortar and CFRP fabric with various detailing techniques. The repaired 6 beam specimens were retested under bending, with loads applied at four points to determine their maximum load-carrying capacities. The experimental results were used to analyze the effects of the repair methods on the load-carrying capacity of the beams. Based on the findings, the potential of high-strength mortar and CFRP to enhance the strength of damaged beams was evaluated. The load-carrying capacity, stiffness, ductility, and energy dissipation capacity of each specimen were calculated. All results were compared to assess the effectiveness of the repair methods in restoring the beams.