Karbon esaslı lifli polimerler (CFRP) ile güçlendirilmiş betonarme kolonlarda sargılı beton basınç dayanımının bulanık mantık yaklaşımı ile tahmini
Prediction of confined compressive stress in rc columns strengthened with CFRP using fuzzy logic approach
Yazar: SELİM MURTAZAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. BİLGE DORAN ; DOÇ. DR. KAAN YETİLMEZSOY
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Türkiye, dünyanın en etkin deprem kuşaklarından birinin üzerinde bulunmaktadır ve Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası?na (1996) göre nüfusunun yaklaşık %95?i bu bölgelerde yaşamaktadır. Bununla beraber geçen yüzyıl içindeki nüfus artışına ve iç göçlere bağlı olarak ortaya çıkan plansız yapılaşma sonucunda depreme dayanıksız yapı stoğu göze çarpmaktadır. Özellikle 1990?lı yıllarda ise mevcut binaların güçlendirilmesi kavramı deprem mühendisliğinin gündemine dünyadaki uygulamalara paralel bir şekilde taşınmıştır.  1995 Dinar depremi ile 1998 Adana Ceyhan depremleri çok şiddetli olmasalar bile can kaybı ve önemli maddi hasara yol açmaları nedeni ile bilim adamlarını mevcut yapı stoğunun güçlendirilmesi konusunda çalışmaya zorunlu kılmıştır. Bu nedenle 1974 yönetmeliği, edinilen yeni bilgi ve tecrübeler kapsamında değiştirilerek 1997 deprem yönetmeliği hazırlanmıştır. Bu yönetmelik de 1999 depremi sonrası ortaya çıkan pek çok hasarlı yapının belirli standartlar kapsamında değerlendirilmesi gerekliliğinden yola çıkılarak 2007 yılında mevcut yapı stoğunun depreme karşı performansının belirlenmesi ve bu doğrultuda yapıların güçlendirilmesi Türk Deprem Yönetmeliği (2007) kapsamına alınmıştır. Betonarme yapı elemanları için, güçlendirme ve/veya sistem iyileştirmesinde kullanılmak üzere önerilen birçok teknik ve yapı malzemeleri dikkati çekmektedir. Yeni bir malzeme olarak, uzun yıllar uçak ve otomobil üretiminde kullanılan, betonarme elemanlarda ise ilk olarak Fardis ve Khalli (1981) tarafından uygulanan lif takviyeli polimerler örnek olarak verilebilir. Lif takviyeli polimer (LP) sistemler, betonarme yapıların güçlendirilmesinde bilinen yöntemler olan çelik lamalarla sarma ve kesit büyültme (mantolama) yöntemlerine göre, uygulanması daha kolay ve hızlı bir seçenektir. Literatürde, LP ile güçlendirilmiş elemanların davranışı ile ilgili birçok çalışma dikkati çekmektedir. Eksenel ve /veya eksantrik yüke maruz mevcut betonarme kolonların güçlendirmesinde LP?nin kullanımı ile sağlanan pasif kuşatma etkisi, taşıma gücüne ulaşma durumunda elemanın eksenel basınç dayanımını ve özellikle de sünekliğini artırmaktadır. Literatürde, çeşitli araştırmacılar tarafından LP ile güçlendirilmiş betonarme (BA) elemanların eksenel basınç dayanımını veren birçok analitik bağıntı önerilmiştir. Tezin 1. Bölümünde, kısa literatür özeti ile tez çalışmasının amacı verilmiştir. 2. ve 3. Bölümlerde, karbon esaslı lifli polimerlerle (CFRP) güçlendirilmiş dikdörtgen kesitli betonarme kolonların eksenel yükler altında davranışı incelenmiş ve sargılı betonun basınç mukavemetini veren analitik bağıntılar irdelenmiştir. 
4. Bölümde, yapay zekâ esaslı modelleme çalışmaları ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. 5. Bölümde, CFRP ile kuşatılmış kolonlar ile ilgili araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen deneyler ve deney sonuçları esas alınarak yapay zeka esaslı bir model öne sürülmüştür. Son olarak 6. Bölümde, elde edilen sonuçlar tartışılmıştır., deneysel veri seti esas alınarak CFRP ile güçlendirilmiş betonarme kolonlarda sargılı beton basınç dayanımını bulanık mantık kuramı ile tahmin edecek yapay zekâ esaslı yeni bir algoritma sunulmuş ve ayrıca doğrusal olmayan regresyon analizi esaslı modelleme çalışmaları yapılmıştır. Modelleme çalışmalarından elde edilecek tahminler, CFRP ile güçlendirilmiş dikdörtgen kesitli betonarme kolonların eksenel basınç dayanımını veren ampirik ifadelerin sonuçları ile karşılaştırılarak ve seçilen spesifik çıktı değişkeninin tahmininde en uygun matematik model belirlenmiştir.

Abstract:
A major part of Turkey is located on active seismic zones and 95% of Turks live in these areas. Because of the population growth and also internal migration, large building stock vulnerable to seismic activities arises around Turkey. After 1999 earthquake, Turkish Seismic Design Code (TSC, 2007) which has been updated for the seismic rehabilitation of buildings has become more stringent, especially for existing RC structures. There are several strengthening/repair techniques and materials in literature. Although the method of strengthening concrete structures with fiber reinforced polymers (FRP) is a relatively new technique, it has existed for over a decade. Much focus and effort has been placed on understanding the behavior of FRP confined concrete structures. In this context, several confinement models have been developed for FRP?confined concrete for the prediction of stress-strain behaviour. Several researchers have developed various constitutive models to measure the increase in the axial strength of concrete due to the confinement effect of FRP laminates. In Chapter 1, a brief literature review has been given and clear aims and objectives for the current Thesis have been identified. In Chapters 2 and 3, RC rectangular columns wrapped with cabon fiber reinforced polymers (CFRP) considering several confinement models in the literature have been investigated.
In chapter 4, general information about the artificial intelligence-based algorithm has been given. In chapter 5, based on the experimental data set, a new artificial intelligence-based algorithm has been implemented in order to predict confined compressive stress in RC columns strengthened with CFRP using fuzzy-logic methodology, and non-linear regression analysis-based modeling have also been conducted. Analysis results have been compared with the outputs of the empirical equations proposed for the stress-strain relationship for rectangular RC columns confined with CFRP jackets under axial compression.