Sonlu elemanlar yaklaşımı kullanılarak çelik kiriş performansında CFRP, GFRP ve AFRP aydınlatmalarının karşılaştırılması

Günümüzde yapı mühendislerinin karşılaştığı en büyük zorluklardan biri, son birkaç on yılda inşa edilen eskimiş çelik yapıların güçlendirilmesi ve iyileştirilmesi sorunudur. Bu araştırmanın amacı, karbon fiber takviyeli polimer (CFRP), cam fiber takviyeli polimer (GFRP) ve aramid fiber takviyeli polimer (AFRP) laminatlar ile güçlendirilmiş çelik kirişlerin mukavemetini ölçmek için sonlu elemanlar programı ABAQUS'u kullanmaktır. Sonlu elemanlar yaklaşımı, modellenen dört kirişin sonuçlarını literatürde yayınlanan deneysel bir çalışmayla karşılaştırarak başlangıçta doğrulamak için kullanılmıştır. FRP tipi, konumu, uzunluğu ve kalınlığı gibi en etkili özellikleri belirlemek için yetmiş iki yeni model içeren parametrik bir tasarım araştırması da yapılmıştır. Sayısal ve deneysel çalışmalar arasındaki karşılaştırma, ABAQUS sonlu elemanlar programının çelik kirişlerin gerçek deformasyon davranışını simüle ve tahmin edebildiğini göstermektedir. Sonuçlar, artan FRP uzunluğu ve kalınlığının çelik kirişlerin yük taşıma kapasitesini artırdığını göstermektedir. Çelik kirişler, FRP hem ağa hem de flanşa yerleştirildiğinde maksimum yük taşıma kapasitesine sahiptir, ardından sadece flanş ve sadece ağ gelir. FRP laminat malzemelerle güçlendirilmiş kirişler farklı sonuçlar vermiştir. CFRP takviyeli kirişler, GFRP ve AFRP'den daha iyi bir yük taşıma kapasitesine sahiptir ve nihai sapmaları genellikle FRP malzemelerinden etkilenmez. Bu çalışma, çelik kirişleri güçlendirmek için FRP kompozitlerinin kullanılmasıyla ilgili gelecekteki araştırmalar için değerli öneriler sunmaktadır