Betonarme manto ve CFRP ile güçlendirilen yetersiz kesme dayanımına sahip kolonların doğrusal olmayan analizi

Geçmişte yaşanmış depremler incelendiğinde, birçok yapının kolonlarda meydana gelen ciddi hasarlardan kaynaklı göçtüğü görülmüştür. Bu nedenle mevcut yapılarda yetersiz kesme dayanımına ve/veya yetersiz şekil değiştirme kapasitesine sahip olan kolonların güçlendirilmesi gerekmektedir. Güçlendirilmiş elemanların çeşitli yükler altındaki davranışlarını elde etmede en etkili yöntem deneysel çalışmalar olmasına rağmen maliyetlerinin yüksek ve imkanlarının kısıtlı oluşu, gelişen bilgisayar teknolojisi ile sonlu eleman programlarının kullanılmasını güvenilir ve tercih edilir bir seçenek haline getirmiştir. Bu çalışma kapsamında, yetersiz kesme dayanımına sahip olan betonarme kolonların, betonarme manto (BM) ile güçlendirilmiş kolonların ve karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) ile güçlendirilmiş kolonların sonlu eleman modelleri oluşturulmuş ve yatay tersinir tekrarlı yükler altındaki davranışları incelenmiştir. Doğrusal olmayan analizlerde OpenSees sonlu eleman programından yararlanılmıştır. Betonarme kolonların davranışlarında etkin rol oynayan kesme ve donatı sıyrılmasından kaynaklanan deformasyon bileşenleri de modellere entegre edilmiştir. Analiz sonuçları deneysel sonuçlar ile karşılaştırıldığında, doğrusal olmayan modellerin elemanın dayanım, yanal rijitlik, süneklik, çevrimsel rijitlik azalımı ve sıkışma gibi karakteristik davranış özelliklerde makul başarıyla temsil ettiği gösterilmiştir. Bu modellerden yararlanılarak kesme dayanımı yetersiz ve eksenel yük düzeyi farklı referans numunelerin, BM ile güçlendirilme ve CFRP ile güçlendirme yöntemleri kullanılarak parametrik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. BM ile güçlendirmede manto beton dayanımının ve manto etriye aralıklarının etkileri ve CFRP sargılama ile güçlendirmede ise FRP sargısının maksimum çekme dayanımının ve sargı kalınlığının etkileri dayanım, rijitlik, süneklik ve enerji tüketme miktarları bakımından karşılaştırılarak incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, BM ile güçlendirme referans numunesine dayanımda, rijitlikte, şekil değiştirme kapasitesinde ve enerji yutma kapasitesinde belirgin katkılar sağlarken, CFRP sargılama ile güçlendirme ise süneklik ve enerji yutma kapasitelerinin gözle görülür artışlar sağladığı görülmüştür. Ayrıca elemanların yalnız şekil değiştirme kapasitelerinde belirgin artışlar isteniyorsa CFRP ile güçlendirme yöntemi, elemanın sünekliliğinin dışında dayanım, rijitlik ve enerji yutma kapasitelerinde de katkılar istenmesi durumunda BM ile güçlendirme yöntemi daha uygun bir seçenek olduğu anlaşılmıştır.