Betonarme kirişlerin performansının lif takviyeli polimerlerle dıştan ve içten güçlendirilmesi

Yapı elemanlarının güçlendirilmesinde/onarılmasında barındırdığı olumlu özellikler ile lif takviyeli polimerler dıştan veya içten uygulanmasıyla inşaat sektöründe vazgeçilmez bir kompozit malzeme olmuştur. Bu kompozitler, yüksek mukavemet dayanımları, korozyon direnci, hafif olmaları gibi yapıya olumlu etki edecek özellikleri barındırır. Bu tez çalışması, iki seriden oluşmaktadır. İlk serideki amaç, dıştan uygulnan karbon lifli polimer (CFRP) ya da cam lifli polimer (GFRP) levha/şeritlerin kiriş üzerindeki etkinliğini ve verimliliğini beton dayanımını da hesaba katarak irdelemek ve bununla birlikte doğrulanan Sonlu Eleman Analizi (FEM) yürütmektir. Etkinliğinin araştırılmasında optimum FRP kullanımına karşılık maksimum dayanım elde edilmesi amaçlanmıştır. İkinci seri ise kirişin ihtiyacına göre içten uygulanan CFRP şeritlerin alternatif konfigürasyonlarının denenmesiyle kirişin performansının arttırılması amaçlanmıştır. Alternatif konfigürasyonların oluşumunda CFRP şertilerin etriye veya çekme donatısına parçalı sarımı, tam sarımı ve kiriş içinde konumlandırılmasına göre oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında her seride 14 betonarme kiriş olmak üzere 200 mm (genişlik) x 300 mm (yükseklik) x 2000 mm (uzunluk) ölçülere sahip 28 adet kiriş dört noktalı eğilme testine tabi tutulmuştur. İlk seri beton dayanımlarına (30 MPa ve 35Mpa) göre ikinci seri kirişin barındırdığı eksikliğe (kesmeden zayıf ve eğilmeden zayıf) bağlı olmak üzere her bir seri iki gruba ayrılmıştır. Güçlendirilen kirişlerin performasının değerlendirilmesi için her grupta bir adet olmak üzere toplamda 4 tane kontrol kirişi vardır. Elde edilen sonuçlara göre, dıştan güçlendirme için kirişin alt kısmı ile birlikte mesnet bölgelerine U şeritlerle uygulanan konfigürasyonun eğilme kapasitesinde belirgin artışla katkı sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca bu yöntem nispeten yüksek dayanımlı betonda da olumlu sonuçlar göstermiştir. CFRP eğimli şeritler ise kesme kapasitesini arttırmada ve çatlakların oluşumunu önlemede etkili bir performans göstermektedir. İçten güçlendirilen kirişlerde ise kesmeyi iyileştirmek için CFRP şeritlerin etriyeye uygulandığı konfigürasyonlarda taşıma kapasitesinde belirgin artışlar elde edilmiştir. Özellikle CFRP şeritlerin yan kısımlara uygulandığı parçalı sarımda mükemmel bir dayanım artışı yakalanmıştır. Ancak CFRP şertilerin çekme donatısına uygulandığı konfigürasyonlarda taşıma kapasitesinde ya herhangi bir artış görülmemiş ya da sabit kalma durumu gözlemlenmiştir.