Effect of bond imperfections on the FRP strengthened reinforced concrete beams
Eğilmeye karşı FRP ile güçlendirilen betonarme kirişlerde yapışma ara yüzeyindeki boşlukların davranışa etkisi
Yazar: AHMET GÜMÜŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN AKPINAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme = Reinforced concrete ; Boşluk hasarı = Spacing damage ; Güçlendirme = Strengthening ; Lif takviyeli polimerler = Fiber reinforced polymers

Özet:
Betonarme yapıların ve yapı elemanlarının güçlendirilmesinde kullanılan lifli polimerler 2000'li yılların başından itibaren önemli bir alternatif olarak popülerlik kazanmıştır. Kullanılan lifler ile uygulanan yüzey arasındaki bağlantı, oldukça önemli bir parametredir. Söz konusu uygulamada güçlendirmeden beklenen etkinin ortaya çıkabilmesi için liflerin uygulama yüzeyine mükemmel biçimde yapışmış olması gerekmektedir.
Bu çalışmada; betonarme eğilme elemanlarının güçlendirilmesinde kullanılan Lifli Polimerlerin (FRP) beton yüzeyine yapışma açısından kritik uygulamalardaki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Bu etkiler; rijitlik, yük taşıma kapasitesi, deplasman, FRP kompozitte oluşan birim şekil değiştirme açısından değerlendirilmiştir. 
Deneylerde, 150 mm eninde 300 mm yüksekliğinde ve 3300 mm uzunluğunda dikdörtgen kesitli, S420 donatı içeren 7 adet kiriş numunesi kullanılmıştır. Kirişler C35 nominal dayanıma sahip beton ile üretilmiştir. Yapışma açısından kusurları temsil etmek için FRP ile betonarme eleman arasında hava boşlukları oluşturulmuştur. Deney numuneleri tek nokta yükleme altında test edilmiştir. Numunelerin 1 tanesi FRP uygulanmamış, 1 tanesi boşluksuz olarak FRP uygulanmış şekilde referans olarak hazırlanmış ve test edilmiştir. Geriye kalan 5 kiriş numunesinde ise yapışma ara yüzeyinde farklı yerleşim ve miktarlarda boşluk bulunacak biçimde FRP uygulanmış ve test edilmiştir. Boşluk yerleşim ve miktarları, güncel FRP şartname ve kılavuzlarında izin verilen yapışma kusuru miktarları temel alınarak belirlenmiştir. 
Çalışma sonucunda, FRP ile eğilmeye karşı güçlendirilen kirişlerde, ara yüzeydeki boşluk kusurları için güncel FRP şartname ve kılavuzlarında verilen sınır değerlerin, oldukça konzervatif olduğu, sonucuna ulaşılmıştır. İlgili belgelerde yer alan boşluk sınır değerlerindeki boşluk miktarlarının, eğilme elemanlarında kesme etkinliğinin sınırlı olduğu, FRP uç bölgelerinden uzak bölgelerdeki mevcudiyetinin, FRP güçlendirme etkinliği üzerinde anlamlı bir olumsuz etki oluşturmadığı belirlenmiştir.

Abstract:
Fiber reinforced polymers (FRP) used in the strengthening of reinforced concrete structures have gained popularity as an important alternative since the early 2000's. The bond between the fibers and the applied surface is a vital parameter. In terms of adhesion, the fibers must be perfectly adhered to the application surface in order for the strengthening effect to take place. Otherwise, the effects of defective application on performance have been a matter of curiosity.
In this study; the effects of defects as air voids in FRP-concrete interface in FRP strengthening of reinforced concrete beams have been experimentally investigated. The effects that have been evaluated are stiffness, displacement, load carrying capacity and strain in the FRP composite.
In the experiments, 7 beams of 150 mm width, 300 mm height and 3300 mm length with rectangular cross section and S420 reinforcement were used. The beams are produced with a nominal concrete strength of C35. Air voids were intentionally created between the FRP and the reinforced concrete element to represent the defects in terms of adhesion. Specimens were tested under single point loading. First specimen was without FRP, the second was with fully-bonded FRP, without voids. The proceeding 5 specimens was with varying voids configurations.
According to the results;It has been figured out that air void limitations in FRP-concrtete interface for FRP strengthening applications are conservative. It has been also determined that in case of reinforced concrete flexural member strengthening with FRP composites, air voids in FRP-concrete interface located away from end regions  to certain extent has not meaningful detrimental effect on strengthening performance.