Betonarme kirişlerin kesmeye karşı lifli özel bloklar

Abstract

Beton teknolojindeki gelişmeler ile yapı alanında ultra yüksek performanslı lifli betonların kullanımı yaygınlaşmaktadır. Ultra yüksek performanslı lifli betonlar (UYPLB) lifli yapıları ile sahip oldukları yüksek dayanım, yüksek durabilite, yüksek süneklik gibi avantajlarından dolayı yapı teknolojilerinde birçok kullanım alanına sahiptir. Özellikle yapıların güçlendirme çalışmalarında UYPLB kullanımı yaygınlaşmaktadır. Betonarme yapılarda deprem, yangın gibi etkilerin yanı sıra yapı stokunda kullanılan malzeme kalitesinin kötü olması, denetim ve mühendislik hizmetleri noksanlığından dolayı yapı taşıyıcı elemanlarında hasarlar meydana gelmektedir. Meydana gelen hasarlara bağlı olarak yapı elemanlarında güçlendirme yapılmakta, hasarın cinsi, yapının kullanım şekli ve güçlendirme maliyetleri dikkate alınarak uygun güçlendirme metodu seçilmektedir. Yapı elemanlarında meydana gelen hasarlardan biri de yeteriz ve uygun olmayan donatı detaylandırmaları sebebiyle betonarme kirişlerde görülen kesme hasarlarıdır. Bu tez çalışması kapsamında kesme dayanımı yetersiz betonarme kirişlerin farklı ve yeni bir güçlendirme yöntemi olarak gelişmiş mekanik özelliklere sahip lifli özel bloklar/paneller ile prefabrikasyon tipi güçlendirilmesi hedeflenmektedir. Bu doğrultuda kesme dayanımı açısından yetersiz şekilde tasarlanmış 6 adet kiriş numunesi deneysel olarak test edilmiştir. Lifli özel blokların/panellerin kiriş elemanı üzerindeki etkilerini araştırmak için ½ ölçekli 6 adet betonarme T-kiriş numunesinden 1 adedi referans numune olarak seçilmiştir. Üretilen 5 adet kiriş ise farklı geometrik boyutlara ve uygulama ilkelerine sahip lifli özel blokların/panellerin yüksek mukavemetli epoksi ile kiriş ilgili bölgelerine yapıştırılmasıyla prefabrikasyon tipi güçlendirilmiştir. Lifli özel bloklar/paneller etriye aralıklarına benzer şekilde belirli aralıklar ve kirişi tam saran blok modeli ile farklı şekillerde sabitlenmiş ve performansları test edilerek optimum güçlendirme tipi belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre güçlendirilen numunelerde dayanım referans kiriş numunesine göre % 36 - % 53 düzeyinde, süneklik ve enerji tüketme kapasitelerinde de % 61 - % 111 oranında artış gözlemlenmiştir. En optimum model olarak ise kirişin tam sargılı olarak teşkil edildiği güçlendirme tipinde gözlemlenmiştir. Bu güçlendirme tipi ile kirişte özellikle süneklik ve enerji tüketme performansı açısından oldukça iyi sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca çalışmada önerilen lifli özel bloklar/paneller ile güçlendirme metodunun diğer güçlendirme uygulamalarına göre daha ekonomik olması, kolay bulunabilir malzemelerden üretilmesi ve özel işçilik gerektirmemesi, prefabrikasyon üretim pratikliği ile de uygulama kolaylığı sağlaması önemli avantajlardandır.

With developments in concrete technology, the use of ultra high-performance fibre concretes in construction is becoming more widespread. Ultra High-Performance Fibre Concrete (UHPFC) has many applications in civil engineering due to its fibre structure and its advantages such as high strength, high durability and high ductility. The use of UYPLB is becoming increasingly widespread, particularly in the strengthening of structures. In reinforced concrete structures, damage occurs to the structural elements due to effects such as earthquakes and fire, as well as the poor quality of the materials used in the building stock, the lack of inspection and engineering services. Depending on the type of damage that has occurred, the structural elements are reinforced and the appropriate method of reinforcement is chosen, taking into account the type of damage, the use of the structure and the cost of reinforcement. One of the damages that occur in structural elements is the shear damage in reinforced concrete beams due to insufficient and inappropriate reinforcement detailing. The aim of this thesis is to strengthen reinforced concrete beams with insufficient shear strength, as a different and new strengthening method, with special fibre blocks/panels with advanced mechanical properties. To this end, 6 samples of beams with inadequate shear strength have been experimentally tested. In order to investigate the effect of special fibre blocks/panels on the beam element, 1 out of 6 reinforced concrete T-beams in ½ scale samples was selected as a reference sample. The 5 beams produced were of the prefabricated type reinforced by bonding special fibre blocks/panels with different geometric dimensions and application principles to the relevant parts of the beam with high strength epoxy. The special fibre blocks/panels were fixed in different ways with certain spacings and the block model surrounding the beam, similar to the stirrup spacing, and the optimum type of reinforcement was determined by testing its performance. According to the results obtained, the strength of the reinforced specimens increased by 36 – 53 % compared to the reference beam specimen, and the ductility and energy consumption capacities increased by 61 – 111 %. The most optimal model was observed for the type of reinforcement where the beam was formed as a fully confined beam. With this type of reinforcement, very good results were obtained in the beam, especially in terms of ductility and energy consumption performance. In addition, one of the important advantages is that the reinforcement method proposed in the study, using special fibre blocks/panels, is more economical than other reinforcement applications, is made from readily available materials, does not require special labour and is easy to apply due to its prefabrication production practicality.