CFRP ile güçlendirilmiş beton kirişlerin çarpma davranışının deneysel olarak incelenmesi

Beton inşaat sektöründe kullanılan en yaygın yapı malzemesi olmaya devam etmektedir. Önemli bir yapı malzemesi olan betonun ekonomik ömrü boyunca karşılaştığı dış etkilerden birisi de çarpma etkisidir. Çarpma yüklemesi büyüklüğü, etki zamanı ve oluşturduğu deformasyonların hesaplanması karışık olan ve az bilinen bir yükleme türüdür. Betonun çarpma dayanımının ve davranışının belirlenmesi için henüz bir yönetmelik veya standart test düzeneği mevcut olmayıp bu konudaki bilimsel araştırmalar devam etmektedir. Betonun çarpma davranışı ile ilgili araştırmalar sınırlı sayıda olmasına rağmen son yıllarda betonun çarpma davranışının incelenmesi için ağırlık düşürme yöntemi kullanılarak yapılmış olan çalışmaların sayısı artış göstermiştir. Ayrıca çarpma dayanımı ve davranışının iyileştirilmesi için yapılabilecek güçlendirmeler ile ilgili çalışmalar ise son derece sınırlıdır. Bu nedenle düzenlenen deneysel çalışma kapsamında, normal ve yüksek dayanımlı beton kiriş numuneleri inşaat sektöründe güçlendirme çalışmalarında yaygın olarak kullanılan Karbon Takviyeli Elyaf Kumaşlar (CFRP) ile güçlendirilmiştir. Çarpma etkisi altında göstermiş oldukları davranış farkları araştırılmıştır. Deney programında 5 adet normal ve 5 adet yüksek dayanımlı betondan üretilen toplam 10 adet dikdörtgen kesitli beton kiriş test edilmiştir. Deney elemanları özdeş olarak CFRP şeritler ile güçlendirilmiş ve farklı yüksekliklerden düşürülen sabit ağırlıklı çekicin yaratmış olduğu çarpma etkisi altında test edilmiştir. Deney elemanlarına 750, 700, 650, 600 ve 550 mm yükseklikten sabit ağırlığa ve geometriye sahip çekiç düşürülerek test yapılmıştır. Deneysel çalışmada CFRP şerit genişliği, uzunluğu sabit olup incelenen değişkenler beton basınç dayanımı ve düşme yüksekliği olarak belirlenmiştir. Deney elemanlarından alınan ivme ölçümleri kullanılarak deney elemanlarının hız, deplasman ve enerji kapasiteleri hesaplanmıştır. Deney elemanlarının dayanımlarındaki, çekiç düşme sayısındaki, ivme değerlerindeki ve göçme mekanizmalarındaki değişimler incelemiş ve normal ile yüksek dayanımlı deney serilerindeki sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca Abaqus sonlu eleman yazılımı kullanılarak deneysel çalışma kapsamında incelenen çarpma testinin bilgisayar ortamında simülasyonu yapılmıştır. Sonlu eleman analiz sonuçları deneysel sonuçlar karşılaştırılarak doğrulanmış bir sonlu eleman modeli oluşturulması için çalışmalar yapılmıştır.