Lifli polimerle güçlendirilen betonarme kirişlerin sonlu eleman plastik çözümlemeleri
Finite element plastic analyses of reinforced concrete beams strengthened by fiber reinforced polymers
Yazar: AKIN EMRE DEMİRER
Danışman: DOÇ. DR. GÜRAY ARSLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme = Reinforced concrete ; Eğilme = Bending ; Güçlendirme = Strengthening ; Kirişler = Beams ; Lif takviyeli polimerler = Fiber reinforced polymers ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Betonarme yapı elemanlarının, servis ömürleri boyunca tasarım ve uygulama hataları, zamana bağlı zayıflamalar, kullanım amacının değiştirilmesi ve yeni yönetmeliklere göre yetersiz kalması gibi nedenlerle güçlendirilmesi gereği ortaya çıkabilmektedir. Son yıllarda, yüksek dayanım ve dayanıklılık, düşük özağırlık, paslanmama, kolay uygulanabilirlik ve kesit boyutlarında önemli artış olmaması gibi avantajlarından dolayı, güçlendirmede lifli polimerlerin kullanımı artmıştır. Bu çalışmada; eğilme dayanımı yönünden lifli polimerlerle güçlendirilen betonarme kirişlerin sonlu eleman plastik çözümlemeleri yapılmıştır. Çözümlemede, geçmiş araştırmacıların kullandığı yöntemler dikkate alınarak ANSYS programında sonlu elemanlar modelleri oluşturulmuştur. Öncelikle deneysel verileri literatürde yayınlanmış, farklı geometri ve malzeme özelliklerine sahip betonarme kirişlerin, plastik (doğrusal olmayan) sonlu eleman çözümlemeleri yapılmıştır. Çözümlemelerden ve deneysel sonuçlardan elde edilen yük-yerdeğiştirme eğrileri karşılaştırıldığında, deneysel ve çözümlemeden bulunan sonuçların tutarlı olduğu görülmüştür. Söz konusu bu tutarlıklık göz önüne alınarak, farklı Karbon Lifli Polimer (CFRP) kat adedi ve uzunluğunda kirişler üretilerek sonlu eleman çözümlemeleri yapılmıştır. Çözümlemelerden bulunan yük-yerdeğiştirme eğrilerinde, CFRP kat adedi ve uzunluğunun etkisi incelenmiştir.

Abstract:
Reinforced concrete structural elements may need structural strengthening for several reasons, such as design and implementation errors, time-dependent degradations, change of intended use and inadequacy according to new codes, during their service life. In recent years, structural retrofitting using fiber reinforced polymers has increased, because of their advantages such as high strength and durability, lightweight, being a noncorrosive material, easy application and negligible increase in cross-sectional dimensions. In this study, finite element plastic analyses of reinforced concrete beams strengthened by fiber reinforced polymers were performed considering flexural capacity. In the analysis, finite element models were developed by using ANSYS and taking past researchers? methods into account. Plastic (nonlinear) finite element analyses of reinforced concrete beams with different geometry and material properties, which are available in the literature, were performed. The experimental and numerical load-displacement curves were found to be consistent. Based on this consistency, finite element analyses of fictitious beams with different number of plies and bond length of Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) were conducted. The effect of number of plies and bond length for CFRP were investigated using the load-displacement curves obtained from analyses.