Abstract

Bu çalışmada, eğilme yüküne karşı Karbon Fiber Takviyeli Polimer (CFRP) kompozitler ile güçlendirilmiş betonarme kirişlerin davranışı abaqus sonlu elemanlar programı ile modellenmiştir. Düşük dayanımlı beton, yetersiz eğilme ve kesme donatısı kullanılarak üretilen dikdörtgen kesitli betonarme kirişler, tekyönlü karbon kumaşlar enine ve boyuna doğrultularda yönlendirilerek U şeklinde güçlendirilmiştir. Dört nokta eğilme tersti ile test edilen kirişlerin eğilme davranışları tespit edilerek Sonlu Elemanlar metodu (SEM) ile doğrulanmıştır. SEM programında istenen parametreler, deneysel çalışmalardan, literatürden, modellemede yaygın olarak kullanılan bazı temel formüllerden ve ürün kataloglarından elde edilmiştir. Gerekli parametreler SEM paket programına girilerek betonarme kiriş modeli kurulmuştur. Betonarme kirişin davranışı doğrulanarak CFRP ile güçlendirilmiş kirişler modellenmiştir. SEMde CFRP kompozitler kabuk eleman olarak kirişin alt ve yan yüzeylerine tanımlanmıştır. Ağ boyutu ve geometrik şekli, genişleme açısı gibi model parametreleri, betonarme kirişin davranışını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre betonarme kiriş için en uygun parametreler tespit edilmiştir. SEM sonuçları deneysel çalışmadan elde edilen yük-sehim grafikleri ile karşılaştırılarak oluşturulan model doğrulanmıştır.

References

[1] M. Saatcioglu et al., “The August 17, 1999, Kocaeli (Turkey) earthquake — damage tostructures,” Can. J. Civ. Eng., vol. 28, no. 4, pp. 715–737, 2001.
[2] A. Dogangün, “Performance of reinforced concrete buildings during the May 1, 2003Bingöl Earthquake in Turkey,” Eng. Struct., vol. 26, no. 6, pp. 841–856, 2004.
[3] E. Damci, R. Temur, G. Bekdaş, and B. Sayin, “Damages and causes on the structuresduring the October 23, 2011 Van earthquake in Turkey,” Case Stud. Constr. Mater., vol. 3,pp. 112–131, 2015.
[4] H. Sezen, A. S. Whittaker, K. J. Elwood, and K. M. Mosalam, “Performance of reinforcedconcrete buildings during the August 17, 1999 Kocaeli, Turkey earthquake, and seismicdesign and construction practise in Turkey,” Eng. Struct., vol. 25, no. 1, pp. 103–114, 2003.
[5] H. Kaplan, S. Yilmaz, H. Binici, E. Yazar, and N. Çetinkaya, “May 1, 2003 Turkey—Bingölearthquake: damage in reinforced concrete structures,” Eng. Fail. Anal., vol. 11, no. 3, pp.279–291, 2004.
[6] M. Tapan, M. Comert, C. Demir, Y. Sayan, K. Orakcal, and A. Ilki, “Failures of structuresduring the October 23, 2011 Tabanli (Van) and November 9, 2011 Edremit (Van)earthquakes in Turkey,” Eng. Fail. Anal., vol. 34, pp. 606–628, 2013.
[7] A. Bayraktar, A. C. Altunişik, and M. Pehlivan, “Performance and damages of reinforcedconcrete buildings during the October 23 and November 9, 2011 Van, Turkey, earthquakes,”Soil Dyn. Earthq. Eng., vol. 53, pp. 49–72, 2013.
[8] M. C. Sundarraja and S. Rajamohan, “Strengthening of RC beams in shear using GFRPinclined strips - An experimental study,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 2, pp. 856–864,2009.
[9] D.Preetam Prem Raj, “SHEAR AND FLEXURAL STRENGTHENING IN RC BEAMSUSING FRP,” Int. J. Sci. Technol. Manag., no. 4, pp. 8–16, 2015.
[10] M. R. Esfahani, M. R. Kianoush, and A. R. Tajari, “Flexural behaviour of reinforced concrete beams strengthened by CFRP sheets,” Eng. Struct., vol. 29, no. 10, pp. 2428–2444,2007.
[11] A. Saribiyik and N. Caglar, “Flexural strengthening of RC beams with low-strengthconcrete using GFRP and CFRP,” Struct. Eng. Mech., vol. 58, no. 5, 2016.
[12] A. Saribiyik and N. Caglar, “Flexural strengthening of RC beams with low-strengthconcrete using GFRP and CFRP,” Struct. Eng. Mech., vol. 58, no. 5, pp. 825–845, 2016.
[13] M. Aktas, Y. Sumer, E. Agcakoca, and Z. Yaman, “Nonlinear Finite Element Modeling ofComposite Bridge Girders Strengthened with HM-CFRP Laminates,” Arab. J. Sci. Eng.,vol. 41, no. 10, pp. 3783–3791, 2016.
[14] N. Bulut, Ö. Anil, and Ç. M. Belgin, “Nonlinear finite element analysis of RC beamsstrengthened with CFRP strip against shear,” Comput. Concr., vol. 8, no. 6, pp. 140–143,2011.
[15] M. Naser, R. Hawileh, and H. Rasheed, “Modeling fire response of RC beams strengthenedwith CFRP laminates,” in American Concrete Institute, ACI Special Publication, 2015, vol.2015–Janua, no. SP 301, pp. 87–104.
[16] U. Khan, M. A. Al-Osta, and A. Ibrahim, “Modeling shear behavior of reinforced concretebeams strengthened with externally bonded CFRP sheets,” Struct. Eng. Mech. An Int. J.,vol. 61, no. 1, pp. 127–144, 2017.
[17] M. Aktas and Y. Sumer, “Nonlinear finite element analysis of damaged and strengthenedreinforced concrete beams,” J. Civ. Eng. Manag., vol. 20, no. 2, pp. 201–210, 2014.
[18] A. Sarıbıyık, “Beton Dayanımı Düşük Betonarme Yapı Elemanlarının Lı· flı· Kompozı· tler ileGüçlendı· rı· lmesı· ve Karşılaştırılması,” 2013.
[19] J. B. Mander, M. J. N. Priestley, and R. Park, “Theoretical Stress-Strain Model for ConfinedConcrete,” J. Struct. Eng., vol. 114, no. 8, pp. 1804–1826, 1988.
[20] D. C. Kent and R. Park, “Flexural Members with Confined Concrete,” in Journal of theStructural Division, 1971, vol. 97(ST7), pp. 1969–1990.
[21] E. Hognestad, “A Study of Combined Bending and Axial Load in Reinforced ConcreteMembers,” Bull. Ser. No. 399, p. 128, 1951.