Bölme duvarlı çerçevelerin güçlendirilmesinde alternatif CFRP uygulamaları
Alternative CFRP applications for strengthening the masonry infilled reinforced concrete frames
Yazar: DAVUT TAŞTAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERCAN YÜKSEL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering
Dizin: Bölme duvarlar = Partition walls ; Güçlendirme = Strengthening ; Karbon lifler = Carbon fibers

Özet:
Bu çalışmada bölme duvarlı betonarme çerçevelerin CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) ile değişik formlarda güçlendirilmesi sonucu sistem davranışındaki değişim incelenmiştir. Bu amaçla 1/3 ölçekli tek katlı, tek açıklıklı yalın betonarme çerçeve, bölme duvarlı betonarme çerçeve ve güçlendirilmiş bölme duvarlı betonarme çerçeveler üretilerek depremi benzeştiren tersinir tekrarlı yatay yük ve sabit düşey yük etkisinde test edilmiştir.Türkiye'de daha önce meydana gelmiş depremler göstermiştir ki kötü işçilik ve yetersiz mühendislik hizmeti almış yapılar büyük hasar görmüştür. Bu sebepten dolayı mevcut yapıların uygun biçimde güçlendirilmesi gerekmektedir. Yaygın olarak uygulanan betonarme perde ilavesi gibi güçlendirme yöntemlerinin yanında, özellikle bölme duvarlarının taşıyıcı elemanlara dönüştürüldüğü yapılarda, duvarları CFRP ile güçlendirmek yapıya ek kütle ilavesi olmadan ve yapıyı kullananlara rahatsızlık vermeden uygulaması bakımından öne çıkmaktadır. Bu avantajların yanında sahip olduğu yüksek dayanım, hafiflik ve şekil alabilme özellikleri, alternatif bir güçlendirme yöntemi olarak kullanılmasını yaygınlaştırmaktadır.Mimari sebeplerden ötürü betonarme taşıyıcı sisteme ilave edilen tuğla duvarlar her ne kadar taşıyıcı eleman olarak statik ve dinamik hesaplarda göz önüne alınmasa da çerçevenin yatay rijitliğini arttırmakta ve kütle artışı sebebiyle yapının dinamik özelliklerini etkilemektedir. Çerçevenin yatay rijitliğini önemli ölçüde arttırmasına rağmen bölme duvarlarda kullanılan tuğlanın gevrek bir malzeme olmasından dolayı, oluşan çatlaklar bu yatay rijitliği hızla azaltmakta bir süre sonra duvar tamamen devreden çıkarak yatay taşıma gücünü kaybetmektedir. Duvarın hasar görerek devreden çıkmasını engellemek, hem duvarın düzlem dışı hareketinin önüne geçmek hem de duvarın betonarme taşıyıcı elemanlarla birlikte çalışmasını sağlamak açısından önemlidir. Bunu sağlamak için yapıda mevcut olan duvarları güçlendirmek hem yapıdaki hasarı en aza indirmeyi sağlayacak hem de yapının yatay yük dayanımını önemli ölçüde arttıracaktır. Bu tez çalışmasında bölme duvarları CFRP ile güçlendirilmiş farklı numunelerin davranışı araştırılmıştır.Çalışmanın birinci bölümünde, amaç ve daha önce yapılmış olan benzer çalışmalar anlatılmıştır.İkinci bölümde, deney programındaki numunelerin üretilmesi, deney düzeneğinin oluşturulması, deneyler üzerinden alınacak ölçümlerin yazılım ve donanım açısından hazırlanması anlatılmıştır.Üçüncü bölümde, test edilen numunelerin hasar durumları ve davranışlarını anlayabilmek için gerekli grafik ve resimler sunulmuş, her numunede meydana gelen değişimler çevrim numaralarıyla birlikte anlatılmıştır.Dördüncü bölümde deneylerin sonuçlarının değerlendirilmesi yapılmış, güçlendirme yöntemlerinin birbirleriyle ve kontrol numuneleriyle karşılaştırılmaları yapılarak her bir güçlendirme formunun avantajları ve dezavantajları yorumlanmıştır.

Abstract:
Throughout this study the behavior of brick-infilled reinforced concrete frames strengthened with CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) is subject to research. In order to apprehend this behavior 1/3 scale, one story, one bay reinforced bare frame, masonry infilled RC frame and strengthened RC frames are constructed and tested under reversed cyclic loading to simulate earthquake and under axial loading to simulate dead load of the structure.In Turkey recent earthquakes have demonstrated that seismically deficient designed reinforced concrete structures had significant damages. This is why existing structures have to be rehabilitated properly. Besides the strengthening techniques which are most commonly used such as RC infills, strengthening hollow clay blocks with CFRP brings out such benefits as not increasing the mass of the structure and without giving any disturbance to the occupants, in which masonry infilled reinforced concrete frames used as structural system. Furthermore, owing to its high strength, lightness and ductility makes us to test CFRP application on specimens as an alternative strengthening technique.Hollow clay brick walls, which are applied to frames in consideration of architectural reasons, despite being neglected on dynamic and static estimations, have a significant effect on increasing lateral stiffness and changes the dynamic characteristics due to the mass increase of the structure. Although increasing the lateral stiffness, due to the fragility of hollow clay bricks used as infill, cracks occur on walls and infill walls have lost its lateral load carrying capacity. To prevent the failure of infill walls, is not only counteracting the out of plane movement but also important to obtain the collaboration of walls and frame, to enhance the lateral load carrying capacity. Retrofitting existing brick walls on infilled frames with a proper technique decrease the cracks occurring on structure and also achieve to increase lateral load carrying capacity of the structure considerably. In this experiment schedule as an alternative strengthening technique CFRP applied specimens are subjected to research.In the first chapter, the aim of the study is illustrated and searched thoroughly recent studies which were identical to this subject were represented.In the second chapter, construction of the specimens which were decided to test on experimental schedule, constitution of setup, preparation of the software and hardware measurements are represented.In the third chapter, to distinguish the behavior of tested specimens, necessary charts and photographs are represented; also damage circumstances of the specimens are attached. Changes which were occurred on each cycle are represented for each specimen by cycle numbers.In the fourth chapter, the evaluation of the test results were made, comparison of the strengthened specimens relative to control specimens were commented also the advantages and disadvantages of the both strengthening techniques are disputed.