Betonarme derin kirişlerin güçlendirilmesine ilişkin bazı önerilerin deneysel araştırılması
Experimental study on shear strengthening of reinforcedconcrete deep beams
Yazar: AHMED M. I. ABUWARDA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TAMER DİRİKGİL
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Betonarme (BA) kirişlerin güçlendirme veya onarımlarının yapılmasının amacı
kirişlerin eğilme ve/veya kesme kapasitelerinin artırılmasıdır. Ancak derin kirişler kesme
hakim davranış sergilediklerinden kesmeye karşı güçlendirilmeleri daha önemlidir. Bu
çalışmada\ kesmeye karşı güçlendirilen BA derin kirişlerin performanslarının şu üç farklı
teknik ile araştırılması amaçlanmıştır: Dıştan sargı takviyesi (EBR) tekniği, geliştirilen
sürtünme hibrit bağlantı tekniği (FHB) ve yüzeyde montaj tekniği (NSM). Bu amaçla sekiz
adet tam ölçekli BA derin kirişi kapsayan bir deneysel çalışma programı
gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda test edilen BA derin kirişlerin net açıklıkları
1700mm ve en kesitleri 250×500mm'dir. Test edilen BA kirişlerden biri güçlendirme
takviyesi yapılmayan Referans kiriş, diğerleri ise CFRP veya geleneksel donatı
kullanılarak farklı tekniklerle güçlendirilen kirişlerdir. Tüm kirişler 1.3 kesme oranı (a/h)
ile iki ucu ankastre mesnetli olarak dört noktalı eğilme etkisi altında test edilmişlerdir. Test
parametreleri; uygulanan güçlendirme tekniği, EBR tekniğinde CFRP sargı
konfigürasyonu, NSM tekniğinde kullanılan malzemenin niteliği ve NSM çelik çubukların
ankraj uçları olarak belirlenmiştir. Test sonuçları yük-sehim davranışı, kırılma modu,
çatlakların karakteri, enerji tüketimi, sehim biçimi ve şekil değiştirme dağılımı bakımından
değerlendirilmiştir. Test sonuçlarına göre, güçlendirilen kirişlerin referans kirişe göre yük
taşıma kapasiteleri EBR tekniği ile %18.4-37.2 aralığında, FHB tekniği ile %45.4 oranında
ve NSM tekniği ile %35.3-53.6 aralığında artış göstermiştir. Çalışma kapsamında
uygulanan tüm tekniklerle güçlendirilen kirişlerin düktilitelerinin önemli ölçüde arttığı
ortaya konulmuştur. Bu kapsamda çalışma sonuçları uç kısımda ankrajlı NSM çelik çubuk
uygulamasının hem taşıma gücü hem de düktilite açısından en iyi sonucu verdiğini
göstermiştir. Çalışma kapsamında kullanılan güçlendirme yöntemlerinin derin kirişlerin
performanslarının artırılmasında her açıdan oldukça etkili olduğu ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler: BA derin kiriş, güçlendirme, EBR, NSM, FHB.

Abstract:
The strengthening or the retrofitting of beams means increasing their flexural
and/or shear capacity by applying a strengthening technique but as deep beams mainly
fail in shear, the shear strengthening is more important. This study aimed to investigate
the performance of reinforced concrete (RC) deep beams strengthened in shear with three
different techniques: External bonded reinforcement (EBR) technique, developed friction
hybrid bond (FHB) technique, and near surface mounted (NSM) technique. For this
purpose, an experimental program consists of eight full-scale specimens was executed.
The specimens are identical with a clear span length of 1700 mm and have a rectangular
cross-section of 500 mm height and 250 mm width. One of them was un-strengthened
and the others were strengthened using carbon fiber reinforcement polymer (CFRP) or
conventional steel with different techniques. All specimens were tested as fixed-fixed
supported beams under four-point bending load test with clear shear span to overall depth
ratio (a/h) of 1.3. The investigated parameters were: the applied strengthening technique,
the configurations of the CFRP sheets in EBR technique, the strengthening materials in
NSM technique, and the end anchorage of the NSM steel bars. The test results included
load-deflection behavior, failure mode, characteristic of cracks, ductility, energy
consumption, deflection shape, and strains distribution. Based on the study, the EBR
technique increased the ultimate load by a range of 18.4-37.2% with respect to the
reference and the FHB technique increased the ultimate load by 45.4% while the NSM
technique increased it by a range of 35.3-53.6%. All of the three techniques significantly
improved the ductility behavior of the strengthened beams. Also, the study showed that
applying NSM steel bars with end anchorage gives the best result of the ultimate load and
the ductility. The strengthening methods used in this study proved their efficiency in
improving the performance of RC deep beams.

Keywords: RC deep beams, strengthening, EBR, NSM, FHB.