Eğilmeye karşı FRP kompozitler ile güçlendirilen betonarme kirişlerin sonlu eleman yöntemi ile analizi

Bu çalışmada, eğilme yüküne karşı Elyaf Takviyeli Polimer (FRP) kompozitler ile güçlendirilmiş betonarme kirişlerin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi üzerine çalışılmıştır. Yetersiz eğilme ve kesme donatısı kullanılarak üretilen dikdörtgen kesitli betonarme kirişlerde, düşük dayanımlı beton, tek doğrultulu karbon ve cam kumaşlar kullanılmıştır. Karbon ve Cam Elyaf Takviyeli Polimer (CFRP ve GFRP) kompozitler enine ve boyuna doğrultularda yönlendirilerek kirişler U şeklinde güçlendirilmiştir. Dört nokta eğilme testi ile test edilen kirişlerin eğilme davranışları tespit edilerek Sonlu Elemanlar Metodu (SEM) ile doğrulama çalışması yapılmıştır. SEM programında istenen parametreler, deneysel çalışmalardan, literatürden, modellemede yaygın olarak kullanılan bazı temel formüllerden elde edilmiştir. Çözüm ağı boyutu ve şekli, Dilasyon Açısı (DA), viskozite parametreleri ve araştırmacıların önerdiği bazı modeller kullanılarak betonarme kiriş numunelerinin davranışları SEM analizleri ile doğrulanmaya çalışılmıştır. Yük ve sınır şartları deneysel çalışmadaki gibi modele tanımlanmıştır. Betonarme kontrol kirişinin yük- sehim davranışı SEM analizi ile doğrulanarak FRP kompozitler ile güçlendirilmiş kirişlerin modeline geçilmiştir. SEM paket programına FRP kompozitler kabuk eleman olarak kirişin yüzeylerine tanımlanmıştır. Kirişlerin SEM analiz sonuçları deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Modellenen betonarme kiriş numunemi üzerinde sadece güçlendirme şekilleri değiştirilerek veya güçlendirme şekilleri değiştirilmeden sadece boyuna ve enine donatılar değiştirilerek parametrik çalışma yapılmıştır. SEM analizlerinden elde sonuçlara göre; çözüm ağı boyutu ve şekli DA ve viskozite gibi model parametreleri, betonarme kirişin davranışını önemli ölçüde etkilediği tespit edilmiş ve betonarme kirişler için en uygun parametreler tespit edilmiştir. CFRP ve GFRP ile güçlendirilmiş kirişlerin eğilme davranışları SEM analizleri ile iyi bir yakınsama ile doğrulanmıştır. Ayrıca güçlendirilmiş kiriş yük taşıma kapasitesi ve sehim değeri SEM analizi ile de doğrulanmıştır. SEM ile yeni deney numuneleri üretilerek güçlendirmeye etkiyen parametreler tespit edilmiştir.