Abstract

Geçmişte ve günümüzde yapı güvenliğini etkileyen en önemli unsurlardan biri korozyon olayıdır. Meydana gelen korozyon sonrası betonda dökülme ve çatlamalar, donatı kesit alanında ve beton ile donatı arasındaki bağ kuvvetlerinde azalma meydana gelmektedir. Bu durum betonarme yapı elemanlarının süneklik, rijitlik ve dayanım gibi önemli özelliklerini olumsuz yönde etkilemektedir. Yapılan çalışma kapsamında korozyon etkisine maruz kalmış betonarme kirişlerin eğilme yükü etkisi altındaki davranışını temsil edebilen doğrusal olmayan bir sonlu eleman modeli (SEM) geliştirilmiştir. Bu amaçla, literatürden seçilen farklı seviyelerde korozyon etkisine maruz betonarme kirişler için sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. Söz konusu betonarme kirişlerin eğilme yükü etkisi altındaki davranışını simüle etmek için ABAQUS paket programı kullanılmıştır. Elde edilen nümerik sonuçların literatürden seçilen deneysel çalışma sonuçlarını başarılı bir şekilde yansıttığı görülmüştür. Simülasyon çalışmasına ek olarak değişen korozyon ve donatı oranının betonarme kirişlerin eğilme davranışı üzerindeki etkisini araştırmak için parametrik bir çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışma sonuçları korozyon seviyesine ve donatı oranına bağlı olarak karşılaştırmalı bir şekilde incelenmiştir.

References

[1] Uomoto T. Misra S. Behaviour of concrete beams and columns in marine environment when corrosion of reinforcing bars takes place. ACI Sympo. Publ. Am. Concr. Inst. 1984;109:127–146.

[2] Webb N.C. Cathodic protection of reinforced concrete. Constr. Build. Mater. 1992;6 (3): 179–183.

[3] Novokshchenov V. Deterioration of reinforced concrete in the marine industrial environment of the Arabian Gulf-A case study. Mater. Struct. 1995;28:392–400.

[4] Li CQ. Lawanwisut W. Zheng JJ. KiJawatworawet W. Crack width due to corroded bar in reinforced concrete structures. Int J Mater Struct Reliab 2005;3(2):87–94.

[5] El Maaddawy T. Soudki KA. A model for prediction of time from corrosion initiation to corrosion cracking. Cem Concr Compos 2007;29(3):168–75.

[6] Ghantousa RT. Poyeta S. L'Hostisa V. Tranb N-C. Françoisc R. Effect of crack openings on carbonation-induced corrosion. Cem Concr Res 2017;95:257–69.

[7] Malumbela G. Alexander MG. Moyo P. Interaction between corrosion crack width and steel loss in RC beams corroded under load. Cem Concr Res 2010;40(9):1419–28.

[8] Sajedi S. Huang Q. Probabilistic prediction model for average bond strength at steel concrete interface considering corrosion effect. Eng Struct 2015;99:120–31.

[9] Lina H. Zhaoa Y. Ožboltb J. Hans-Wolfb R. The bond behavior between concrete and corroded steel bar under repeated loading. Eng Struct 2017;140:390–405.

[10] Saifullah, M. Effect of reinforcement corrosion on bond strength in reinforced concrete. PhD thesis. UK: The University of Birmingham 1994; 29(6):1145-52.

[11] Palsson R. Mirza M.S. Mechanical response of corroded steel reinforcement of abandoned concrete bridge. ACI Structural Journal 2002;99(2):157–62.

[12] Du Y.G. Clark L.A. Chan A.H.C. Residual capacity of corroded reinforcing bars. Magazine of Concrete Research 2005;57(3):135–47.

[13] El Maaddawy T. Soudki K. Topper T. Long-term performance of corrosion damaged reinforced concrete beams. ACI Structural Journal 2005b;102(5):649–56.

[14] Sanchun Y. Kejin W. Weiss J.W. Surendra S.P. Interaction between loading, corrosion, and serviceability of reinforced concrete. ACI Mater J. 2000;97(6).

[15] Li Q. Jin X. Yan D. Fu C. Xu J. Study of wiring method on accelerated corrosion of steel bars in concrete. Construction and Building Materials 2021;269:121286.

[16] Du Y.G. Clark L.A. Chan A.H.C. Impact of reinforcement corrosion on ductile behavior of reinforced concrete beams. ACI Structural Journal 2007;104(3):285–93.

[17] Mangat P.S. Elgarf M.S. Flexural strength of concrete beams with corroding reinforcement. ACI Struct. J. 1999;96 (1):149–158.

[18] Lee H. S. Kage T. Noguchi T. Tomosawa F. The evaluation of flexural strength of RC beams damaged by rebar corrosion. In Eighth International Conference on Durability of Building Materials and Components 1999;8:320-330.

[19] Biswas R. K. Iwanami M. Chijiwa N. Uno K. Finite element analysis of RC beams subjected to non-uniform corrosion of steel bars. 2019.

[20] Jnaid F. Aboutaha R. S. Residual flexural strength of corroded reinforced concrete beams. Engineering Structures 2016;119:198-216.

[21] Al-Bayti A. Structural Performance of Reinforced Concrete Beams Subjected to Service Loads Coupled with Corrosion of Flexural Reinforcement. Doctoral dissertation. Université d'Ottawa/University of Ottawa 2022.

[22] ABAQUS 2018 Research Edition. Abaqus Unified FEA. Dassault Systèmes SE: 10 rue Marcel Dassault CS 40501 78946 Vélizy-Villacoublay Cedex, France.

[23] Tamai H. Sonoda Y. Bolander J. E. Impact resistance of RC beams with reinforcement corrosion: Experimental observations. Construction and building materials 2022;263: 120638.

[24] Sinaei H. Shariati M. Abna A. H. Aghaei M. Shariati A. Evaluation of reinforced concrete beam behaviour using finite element analysis by ABAQUS. Scientific Research and Essays 2012;7(21):2002-2009.

[25] Cao X. Wu L. Li Z. Behaviour of steel-reinforced concrete columns under combined torsion based on ABAQUS FEA. Engineering Structures 2020;209:109980.

[26] Lu C. Tamai H. Sonoda, Y. A numerical study on the impact resistant capacity of RC beams with corroded reinforcement. Procedia engineering 2017;210:341-348.

[27] Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Resmi Gazete, Sayı: 30364 (Mükerrer), 18 Mart 2018.