Betonarme kirişlerin çelik kablolarla kesmeye karşı güçlendirilmesi
Shear strengthening of reinforcement concrete beams with steel wire ropes
Yazar: SEFA KÜRŞAT DEMİRBAŞ
Danışman: PROF. DR. SABAHATTİN AYKAÇ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ERAY ÖZBEK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Kesme dayanımı yetersiz olan betonarme kirişlerin güçlendirilmesi gerektiğinde, genellikle mevcut kirişe, içinde yeni etriyeler veya kelepçe sistemi bulunan betonarme bir katman eklenmektedir. Ancak bu yöntemler kolay uygulanabilir değildir. Yaygın olarak kullanılan diğer bir yöntem ise kiriş gövdesine karbon kumaşlar yapıştırmaktır. Bu durumda ise sargılama tam ve etkin olarak sağlanamamaktadır. Mevcut deneysel çalışmada ise yenilikçi bir yaklaşımla kirişlerin kesmeye karşı güçlendirilmesi dışarıdan kirişi saran çelik kablolar ile yapılmıştır. Kablolar rahatlıkla bükülebilir olduğundan hem uygulaması kolay olmuş hem de kirişler tüm yüzeylerinden tam olarak sargılanabilmiştir. Yöntemin ayrı ayrı bağlanan etriyelere göre diğer bir üstünlüğü ise, kiriş boyunca tek bir kablo ile yapılan sürekli sargılamadır. İhtiyaç durumunda piyasada yüksek dayanımlı kabloların bulunabilmesi de yöntemi daha da avantajlı hale getirmektedir. Araştırmada 12 adet 2⁄3 ölçekli deney elemanı hazırlanarak deprem benzeri tersinir tekrarlanır yükler altında test edilmiştir. Karşılaştırma amacıyla oluşturulan iki adet referans elemanından birisinin etriyesi betonun kesme dayanımına katkısı ihmal edilerek (Ø8/70mm), diğerinin ise edilmeden (Ø8/100mm) detaylandırılmıştır. Ardından etriyesi yetersiz (Ø8/200mm), kalan 10 eleman ise çelik kablolarla kesmeye güçlendirildikten sonra test edilmiştir. Daha sıkı sargılanabildiği için, tek kablo yerine eşdeğer alanlı ve 3 mm çaplı bitişik çift sıra kablo kullanılmıştır. Kablo sarım aralığı da benzer şekilde beton dayanımının kesme dayanımına katkısı ihmal edilerek (2xØ3/50mm) veya edilmeden (2xØ3/90mm) hesaplanmıştır. Ayrıca kabloların sıva ile kapatılıp kapatılmaması, kablo kopmalarına karşı önlem alınıp alınmaması da deneysel değişkenler olup kablo kopması durumunda davranışın nasıl değişebileceği de araştırılmıştır. Sonuçlar, çelik kablolarla yapılan güçlendirmenin etkin çalıştığını ve sünek referans eleman davranışına ulaşılabildiğini göstermiştir.

Abstract:
When reinforced concrete beams with insufficient shear strength need to be strengthened, a reinforced concrete layer with new stirrups or clamp system is usually added to the existing beam. However, these methods are not easily applicable. Another commonly used method is to attach Carbon Fiber Reinforced Polymers to the beam web. In this case, confinement cannot be provided entirely and effectively. In the current innovative experimental study, strengthening of the beams against shear was provided by wrapping around all faces with steel wire ropes. Since the wire ropes can be bent easily, confinement could be maintained conveniently and efficiently around the beams. Another advantage of the method over separately formed stirrups is the continuous wrapping with a single rope along the beam. The availability of high-strength cables on the market in case of need makes the method even more superior. In the study, a total of twelve 2⁄3 scaled specimens were prepared and tested under earthquake-like reversed cycling loads. While the stirrup for one of the two reference specimens, formed for comparison, is detailed by neglecting the contribution of concrete to shear strength (Ø8/70mm), the other one is detailed by considering the contribution of concrete to shear strength (Ø8/100mm). Then, inadequately detailed (Ø8/200mm) remaining 10 specimens were tested after strengthened against shear by steel wire ropes. Since it can be wrapped much more tightly, instead of a single rope, double rope with an equivalent area and a diameter of 3 mm was used. The spacing of rope wrapping was similarly detailed by neglecting the contribution of concrete to the shear strength (2xØ3/50mm) or considering the contribution of concrete to shear strength (2xØ3/90mm). In addition, whether the cables are covered with plaster and whether precautions are taken against rope rupture are also experimental variables, and how the behavior can change in case of rope rupture has also been investigated. As a result, the strengthening method, which uses steel wire rope, worked efficiently and the ductile reference behavior could be achieved.