Çelik levha ve karbon kumaşlarla güçlendirilmiş betonarme kirişlerin davranış ve dayanımı
Behaviour and strength of reinforced concrete beams strengthened with steel plates and cfrp fabric
Yazar: DENİZ ACAR
Danışman: ÖĞR. GÖR. BENGİ AYKAÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Betonarme kirişlerin güçlendirilmesinde sıklıkla kullanılan malzemelerden biri de karbon kumaşlardır. Bugüne kadar karbon kumaşlarla ilgili birçok deneysel ve analitik çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalarda karbon kumaşlarla yapılmış güçlendirmelerde genellikle hedeflenen dayanımlara ulaşılabildiği ancak önemli süneklik problemlerinin olduğu görülmüştür. Çalışmaların birçoğunda karbon kumaşlarla güçlendirilmiş kirişlerin son derece gevrek bir şekilde ve birçok durumda da herhangi bir belirti göstermeksizin kırıldığı görülmüştür. Bu çalışmanın esas amacı karbon kumaşlarla güçlendirilmiş kirişlerin davranışını sünekleştirmenin yollarını araştırmaktır. Bunun için karbon kumaş ve çelik levhalardan bir çeşit kompozit malzeme oluşturularak bunun kiriş davranışı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Karbon kumaşlara göre çok daha sünek davranabilen çelik levhaların, karbon kumaşların süneklik davranışı üzerinde olumlu etkileri olabileceği düşünülmüştür. Deneysel çalışmada birisi yalın, ikisi referans ve sekizi güçlendirilmiş olmak üzere toplam onbir deney elemanı tek düze yükler altında denenmiştir. Çalışmada karbon kumaş katman sayısı, çelik levha sayısı ve alanı, kirişe yapışma yüzeyi, katmanların sıralaması değişken olarak ele alınmıştır. Deney sonuçları; dayanım, süneklik, enerji tüketimi ve rijitlik bakımından irdelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Deneylerde karbon kumaşların çelik levhalar ile birlikte kullanılması güçlendirme için adeta bir sigorta görevi görmüştür. Eleman karbon kumaşın kopmasından sonra çelik levhaların etkisi ile bir miktar yük almış ve süneklik oranı önemli ölçüde artmıştır.

Abstract:
One of the materials which often uses in the reinforcement of concrete beams are carbon fabric. So far, many experimental and analytical studies about carbon fabric have been done. The studies of reinforcement with carbon fabric generally achieved the targeted strength, but some important problems were always found in ductility. Many of the studies shows that the beams which reinforced with carbon fabric were broken extremely brittle and in many cases the fracture happened without showing any symptoms. The main purpose of this study is to investigate the ways to ductile behavior of the reinforced beams with carbon fabric. Therefore, a kind of composite material from carbon fabric and steel plate designed and its effects on behavior of the beam has been studied. Steel plates which are more ductile then carbon fabrics, are expected to have a positive effect on ductility behavior of carbon fabrics. In this experiment, a total of eleven experiment beams, including one is lean, two are references and eight reinforced elements were tested under uniform loads. In this study the number of layers of carbon fabric, the number and area of steel sheet, adhesion to the beam and order of the layer are considered as variables. Experiment results; strength, ductility, has been analyzed and compared in terms of energy consumption and stiffness. In the experiment, using of carbon fabrics with steel sheets together almost behaves as an insurance for the reinforcement. Breaking off carbon fabric of the element in fibers was provided and after the complete broke of carbon fabric, by influence of the steel plates the element carried a number of load and ductility ratio increased significantly.