Tarihi yığma kemerlerin FRP ile güçlendirilmesinin incelenmesi
Investigation of FRP reinforcement of historical masonry arches
Yazar: İBRAHİM YAKUP DOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. ERKUT SAYIN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Cam elyafı = Fiberglass ; FRP malzemeler = FRP materials ; Güçlendirme = Strengthening ; Kemerler = Belts ; Yığma yapılar = Masonry buildings

Özet:
Tarihi yapılar inşa edildiği dönemin yaşam biçimini ve kültürünü geleceğe ulaştırır. Tarihi yapılarda taşıyıcı sistem olarak kullanılan yığma kemerlerin çeşitli formları su yolları, cami, kilise, su kemeri ve hamam gibi yapılarda sıklıkla görülür. Dönemin kültürünü, yaşam biçimini yansıtan bu tarihi yığma kemerlerin korunması ve muhafaza edilmesi oldukça önem arz etmektedir. İnsanın sebep olduğu zararlar, doğal afetler, savaşlar ve yapıyı meydana getiren malzemelerin zamanla özelliğini kaybetmesi gibi olumsuz faktörlerden dolayı bu yığma kemerler hasar alabilir veya yıkılabilir. Bu sebeple yığma kemerlerin onarım veya güçlendirmelerinin yapılması önemlidir.
Tarihi yığma kemerlerin onarım ve güçlendirilmesinde daha çok yapının askıya alınması ve gergi düzenlemesi gibi yöntemler kullanılır. Onarım ve güçlendirme işleminde iki faktör önemlidir. Bunlardan ilki onarım için kullanılacak malzemenin yapıya ilave yük getirmemesi, ikincisi ise eğer güçlendirilecek yapı tarihi ise bu yapının orijinalliğinin bozulmamasıdır. FRP tekniğiyle yapılacak olan onarım ve güçlendirme bu iki faktörü büyük oranda sağlar.
Bu çalışma kapsamında 1 adet referans ve 9 adet güçlendirilmiş kemer numunesi olmak üzere 10 adet kemer numunesi hazırlanmıştır. Daha sonra tüm numuneler 28 gün bekletilmiş, güçlendirilecek numuneler ise epoksi sürülerek üçü karbon, üçü aramid (kevlar) ve üçü cam fiber kumaş (FRP) ile kemer karın bölgesi ve üzengi taşı iki alt tuğlasını kapsayacak şekilde kaplanmıştır. Bu işlemden sonra güçlendirilmiş kemer numuneler 7 gün daha bekletilerek deneye tabi tutulmuştur.
Yapılan deneyler sonucunda numunelerin yük – yer değiştirme grafikleri Excel programı yardımıyla çizilmiştir. Referans numunenin maksimum taşıma yük değeri 6.49 kN, karbon fiber kumaş ile güçlendirilmiş numunelerden elde ettiğimiz ortalama maksimum taşıma yük değeri 10.18 kN, aramid fiber kumaş ile güçlendirilmiş numunelerden elde ettiğimiz ortalama maksimum taşıma yük değeri 14.20 kN ve cam fiber kumaş ile güçlendirilmiş numunelerden elde ettiğimiz ortalama maksimum taşıma yük değeri ise 13.09 kN'dur. Güçlendirilmiş kemer numuneler arasında maksimum yük değeri aramid fiber kumaştan elde edilmiştir.

Abstract:
Historical buildings convey the lifestyle and culture of the period in which they were built to the future. Various forms of masonry arches, which are used as carrier systems in historical buildings, are frequently seen in structures such as waterways, mosques, churches, aqueducts and baths. It is very important to protect and preserve these historical masonry arches, which reflect the culture and lifestyle of the period. These masonry arches may be damaged or destroyed due to negative factors such as human-caused damages, natural disasters, wars, and degradations in the properties of the materials over time.  For this reason, it is important to repair or strengthen of masonry arches.
In the repair and strengthening of historical masonry arches, methods such as supporting with scaffolds and tension arrangement are used. In the repair and strengthening process, there are two important factors. The first is that the material to be used for repair should not bring an additional load to the structure while the second is that if the structure to be strengthened is a historical one, the originality of the structure should not be corrupted. Repair and strengthening with Fiber Reinforced Polymer (FRP) technique provides these two factors to a large extent.
In this study, 10 arch samples (1 reference and 9 strengthened) were prepared. Then, all samples were kept for 28 days, and the samples to be strengthened were coated with three carbon, three aramid (kevlar) and three glass fiber fabric (FRP) by using epoxy to cover the two lower bricks of the arches abdomen and springer stone. After this process, the strengthened arches samples were kept for 7 more days and tested.
As a result of the experiments, the load-displacement graphs of the samples were drawn with the help of Excel program. The maximum load value of the reference sample is 6.49 kN, the average maximum load value obtained from the samples strengthened with carbon fiber fabric is 10.18 kN, the average maximum load value obtained from the samples strengthened with aramid fiber fabric is 14.20 kN and the average maximum load value obtained from the samples strengthened with glass fiber fabric is 13.09 kN. The maximum load value among the strengthened  arches samples was obtained from aramid fiber fabric.