FARKLI PARAMETERLERİN CFRP ŞERİTLERLE DOLGU DUVAR GÜÇLENDİRMESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Benzer belgeler
Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

BİLGİLENDİRME EKİ 7E. LİFLİ POLİMER İLE SARGILANAN KOLONLARDA DAYANIM VE SÜNEKLİK ARTIŞININ HESABI

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

BETONARME KİRİŞLERİN KOMPOZİT MALZEMELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ. Zeki ÖZCAN 1 ozcan@sakarya.edu.tr

BETONARME KİRİŞLERİN KESME GÜÇLENDİRMESİ İÇİN KULLANILAN YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

TUĞLA DOLGU DUVARLI ÇERÇEVELERİN HASIR DONATI İLE GÜÇLENDİRİLMESİ. Bora ACUN 1, Haluk SUCUOĞLU 1

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

BASİT EĞİLME ETKİSİNDEKİ BETONARME ELEMANLARIN MOMENT-EĞRİLİK VE TASARIM DEĞİŞKENLERİ ÜZERİNE ANALİTİK BİR İNCELEME

Farklı Yöntemler Kullanılarak Güçlendirilmiş Betonarme Binaların Performansa Dayalı Tasarıma göre Deprem Performanslarının Belirlenmesi


DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ İÇİN KULLANILAN TİCARİ PROGRAMLARIN ÇERÇEVE SİSTEMLER İÇİN KARŞILAŞTIRILMASI

Fiber Takviyeli Polimer (FRP) Uygulanan Betonarme Kirişlerde Moment-Eğrilik İlişkisi

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

YAPISAL DÜZENSİZLİKLERİ OLAN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

RYTEİE E GÖRE DOLGU DUVAR ETKİSİNİ DİKKATE ALAN BASİTLEŞTİRİLMİŞ YÖNTEMİN İRDELENMESİ

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

YATAY YÜK DAVRANIŞI ZAYIF BETONARME ÇERÇEVELERİN ÇELİK ÇAPRAZLI PERDELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

PERDELĠ BETONARME YAPILAR ĠÇĠN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALĠZ METOTLARI

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DEPREM GÜVENLİKLERİNİN ARTIRILMASI

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

YAPILARIN ÇİMENTO ESASLI KOMPOZİT PANALLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

BETONARME KİRİŞLERİN ÇELİK LEVHALARLA KESMEYE KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ SHEAR STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITH STEEL PLATES

Hibrit ve Çelik Kablolu Köprülerin Dinamik Davranışlarının Karşılaştırılması

BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

YAPILARIN ÜST RİJİT KAT OLUŞTURULARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

Beton Basınç Dayanımın Yapısal Davranışa Etkisi

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

DÜZLEM İÇİ YANAL YÜK ALTINDAKİ TEK KATLI VE TEK AÇIKLIKLI BİR ÇERÇEVENİN LS-DYNA İLE SİMÜLASYON ÇALIŞMASI

TDY-2007 YE GÖRE LİFLİ POLİMER KOMPOZİTLER İLE GÜÇLENDİRME TASARIMINDA MEVCUT MALZEME DAYANIMLARIN ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Yetersiz Betonarme Kolonlar için Lifli Polimer Güçlendirme Tasarım Kurallarının İrdelenmesi

PENCERE BOŞLUKLU PERDE DUVARLA GÜÇLENDİRİLMİŞ 1/3 ÖLÇEKLİ BETONARME ÇERÇEVELERİN DAVRANIŞI. Alptuğ ÜNAL, 6 M. Yaşar KALTAKCI

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

RİSKLİ BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ ÜZERİNE BİR İNCELEME

YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİNİN VE DOLGU DUVARLARIN BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİLERİ

ÇELİK LAMALAR VE KORNİYERLER İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME ÇERÇEVELERİN YATAY YÜK TAŞIMA KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ. Mühendisliği Bölümü, Konya Türkiye

BİLDİRİ BAŞLIĞI : Betonarme Yapı Analizlerinde Dolgu Duvarların Modellenme Teknikleri

FARKLI KESİT GEOMETRİLERİNE SAHİP BETONARME KOLONLARIN DAVRANIŞININ İNCELENMESİ INVESTIGATION OF RC COLUMN BEHAVIOUR HAVING DIFFERENT GEOMETRY

ÖRNEK 18 4 KATLI BETONARME PANSİYON BİNASININ GÜÇLENDİRİLMESİ ve DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN YÖNTEM İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

DOLGU TUĞLA DUVARLARIN ÇELİK PROFİLLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ DERS NOTU

BÖLÜM II D. YENİ YIĞMA BİNALARIN TASARIM, DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME ÖRNEKLERİ

İnşaat Mühendisleri İster yer üstünde olsun, ister yer altında olsun her türlü yapının(betonarme, çelik, ahşap ya da farklı malzemelerden üretilmiş)

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

Geçmiş depremlerde gözlenen hasarlar Güncellenen deprem yönetmelikleri Tipik bir binada depremsellik incelemesi

Beton Dayanımının Güçlendirilmiş Betonarme Kolonların Davranışına Etkisi. Effect of Concrete Quality to Response of Strengthened RC Column

Malzemenin Mekanik Özellikleri

Kesmeye Karşı Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Deprem Davranışı

(Deneysel Çalışmalar)

BETONARME KİRİŞLERİN LİFLİ POLİMER (FRP) MALZEMELER KULLANILARAK ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

BETONARME ÇERÇEVELERDE DOLGU DUVAR ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÜZERİNE DENEYSEL ÇALIŞMA

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

KISA KOLON HASARI OLUŞMUŞ BETONARME KOLONLARIN CFRP İLE YAPISAL ONARIMI

= ε s = 0,003*( ,3979)/185,3979 = 6,2234*10-3

Çelik Çaprazla Güçlendirilmiş Dolgu Duvarlı Betonarme Çerçevelerin Doğrusal Olmayan Davranışı

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

BETONA YAPIŞTIRILMIŞ ANKRAJLI LİFLİ POLİMER LEVHALARIN ARAŞTIRILMASI

Perde Duvar ile Güçlendirilen Betonarme Çerçevenin ANSYS ve STA4- CAD Analiz Sonuçlarının Karşılaştırılması

Çelik Çerçeveli Yapılar Özelinde Dolgu Duvar Etkisinin İncelenmesi

Standart Lisans.

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

GÜÇLENDİRİLEN YAPILARDA YAPI ÖZELLİKLERİ MALİYET İLİŞKİLERİ ÜZERİNE İSTATİSTİKSEL BİR ÇALIŞMA

ARAŞTIRMA MAKALESİ /RESEARCH ARTICLE

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Kontrol Uygulaması

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Çekme Rijitleşmesinin FRP ve Çelik Donatılı Betonarme Kirişlerin Yük-Deplasman Davranışı Üzerindeki Etkisi

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

ÇOK KATLI ve ÇOK AÇIKLIKLI DOLGU DUVARLI ÇELİK ÇERÇEVELERİN TERSİNİR-TEKRARLANIR YATAY YÜKLER ALTINDAKİ DAVRANIŞININ LİNEER OLMAYAN HESABI

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

REZA SHIRZAD REZAEI 1

ÇELİK PLAKA İLE GÜÇLENDİRİLEN BETONARME KİRİŞLERDE YAN PLAKALARIN ETKİSİ

KAYIT FORMU TEL : 0 (354) FAKS :. 0 (354) E-MAİL 1 : zbabayev@erciyes.edu.tr E-MAİL 2 :...

SÜNEK OLMAYAN B/A ÇERÇEVELERİN, ÇELİK ÇAPRAZLARLA, B/A DOLGU DUVARLARLA ve ÇELİK LEVHALAR ile GÜÇLENDİRİLMESİ.

MEVCUT BETONARME YAPILARDA KISA KOLON DAVRANIŞLARININ İYİLEŞTİRİLMESİ

Betonarme Birleşim Bölgelerinin Güçlendirilmesine Yönelik İTÜ Çalışmaları

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

KAMU YAPILARININ PERFORMANSLARININ DOĞRUSAL ÖTESİ DAVRANIŞ MODELLERİYLE DEĞERLENDİRİLMESİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 3 Sayı: 3 sh Ekim 2001

Çok Katlı Perdeli ve Tünel Kalıp Binaların Modellenmesi ve Tasarımı

BETONARME KİRİŞLERİN DIŞTAN YAPIŞTIRILMIŞ KARBON KUMAŞ VE ÇELİK LEVHALARDAN OLUŞAN KOMPOZİT MALZEMEYLE GÜÇLENDİRİLMESİ

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

BETONARME ÇERÇEVE YAPILARIN ÇELİK ÇAPRAZLARLA GÜÇLENDİRİLMESİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 7-Örnekler 2. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Alt Yapı ve Kentsel Dönüşüm Hizmetleri Genel Müdürlüğü

Transkript:

ÖZET: FARKLI PARAMETERLERİN CFRP ŞERİTLERLE DOLGU DUVAR GÜÇLENDİRMESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ E. Akın 1 1 Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Adnan Menderes Üniversitesi, Aydın Email: eakin@adu.edu.tr Dolgu duvarların karbon lifli polimer (CFRP) şeritler kullanılarak güçlendirilmesi ve bu yolla betonarme yapılar için sağlanan sistem iyileştirmesi yöntemi geçmiş yıllarda deneysel ve analitik pek çok çalışmada incelenmiştir. Geçmiş çalışmalarda yöntemin etkinliği belirli sayıda parametre ışığında ele alınmıştır. Bunların başlıcaları dolgu duvarın boy/en oranı ve deneysel çalışmalarda kullanılan ölçeklemenin etkisidir. Ancak dolgu duvarın mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi prensibine dayanan bu yöntemde, dolgu duvarlı çerçeve davranışını etkileyen başka belli parametrelerin de etkisinin ortaya konulması gerekmektedir. Mevcut çalışmada bu parametrelerden en önemli görülen iki tanesi, dolgu duvar kalınlığı ve CFRP şeritlerin genişliği irdelenmiştir. Ayrıca önceki çalışmalarda ele alınan dolgu duvarın boy/en oranı, incelenen diğer parametrelerle olası etkileşiminin ortaya konulması için çalışmaya dahil edilmiştir. Bu amaçla bahsi geçen yöntemle güçlendirilen dolgu duvarlar için oluşturulmuş ve deney sonuçlarıyla doğrulanmış bir analitik model kullanılmıştır. Bu model, ele alınan parametrelerin etkileri altında güncellenerek statik itme analizleri yapılmıştır. Statik itme analiz sonuçları kullanılarak her bir parametrenin, çerçevenin yanal yükler altındaki davranışına olan etkisi irdelenmiştir. Sonuçlar özellikle dolgu duvar kalınlığı ve CFRP şerit genişliğinin davranış üzerinde önemli etkileri olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca itme analiz sonuçları bu iki parametre arasında bir korelasyon olabileceğini göstermektedir. Gerçekleştirilen bir regresyon analiziyle, yöntem sayesinde sağlanan dayanım ve rijitlik artışı ile bu iki parametre arasındaki ilişki elde edilmeye çalışılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Betonarme Yapılar, Güçlendirme, Dolgu Duvar, CFRP 1. GİRİŞ CFRP şeritlerin dolgu duvar üzerine diyagonal doğrultuda yapıştırılması ve hem dolgu duvar hem de betonarme çerçeveye ankrajlanması yoluyla sağlanan güçlendirme yönteminin ne kadar etkili olduğu geçmiş çalışmalarda ortaya konulmuştur. Bu yöntem ile ilgili yapılan ilk çalışmalarda CFRP şeritlerin uygun desen ve ankraj detayları üzerine yoğunlaşılmıştır (Özcebe ve diğ., 2006). Uygun detayların ortaya konulmasından sonra yöntem diğer güçlendirme metotları ile karşılaştırılmıştır (Erdem ve diğ., 2006). Takip eden çalışmalarda dolgu duvarın boy/en oranı ve deney elemanlarının ölçeği de bu yöntem için birer parametre olarak ele alınmış ve yapılan deneysel, sayısal ve parametrik çalışmalarla irdelenmiştir. Bu çalışmalarda, çerçeve davranışı açısından en etkili sonucun alınabileceği dolgu duvar boy/en oranının 0.8 ile 1.2 aralığında olduğu ortaya konulmuştur. Şekil 1 de boy/en oranı 1.0 olan bir betonarme çerçeve üzerinde bahsi geçen yöntemin uygulama detayları görülmektedir. Tüm bu çalışmalara rağmen, mevcut yöntemle sağlanan davranış üzerinde etkili olabileceği düşünülen ve literatürde dolgu duvar davranışı için tanımlı bulunan farklı parametreler bulunmaktadır (CEB, 1996). Bunlar arasında CFRP şeritlerle uygulanan güçlendirme yöntemiyle ilişkilendirilebilecek olanlar, dolgu duvar ve çerçeve elemanlarının (kolon ve kirişler) rijitlikleridir. Ayrıca diyagonal CFRP şerit genişliğinin de davranışı etkileyebilecek önemli bir parametre olabileceği açıktır. Mevcut çalışmada, CFRP ile güçlendirilmiş betonarme çerçeveler için daha önceki çalışmalarda oluşturulmuş ve deneysel sonuçlarla doğrulanmış bir sayısal model kullanılmıştır (Binici ve diğ., 2007; Akın ve diğ., 2011). Çalışmanın amacı bu sayısal modeli kullanarak, dolgu duvar rijitliği ve diyagonal CFRP şerit genişliğinin yanal çerçeve davranışına olası etkilerini ele alan bir parametrik çalışma yapmaktır. Bu parametreler daha önceki çalışmalarda ele alınmamışlardır. Çalışma, oluşturulan sayısal modellerin statik itme analiz sonuçlarına dayandığı için sadece betonarme çerçeve yanal başlagıç rijitliği ve yük dayanımı değerlendirmelerde dikkate alınmıştır.

Bunun haricinde farklı mekanik özellikleri kullanarak yapılabilecek daha detaylı değerlendirmelerden kaçınılmıştır. Bu çalışmanın sonuçlarının, bahsi geçen yöntem için en uygun ve etkili olabilecek güçlendirme tercihleri konusunda yardımcı olabileceği düşünülmektedir. Bu amaçla, dolgu duvar genişliği, CFRP şerit genişliği ve elde edilebilecek dayanım/rijitlik artışları arasındaki ilişkiyi veren ifadeler elde edilmeye çalışılmıştır. Şekil 1. CFRP ile güçlendirme detayları 2. SAYISAL MODEL Çerçeve modellerinin doğrusal olmayan statik itme analizleri Opensees version 2.0 yazılımıyla gerçekleştirilmiştir (Mazzoni ve diğ., 2009). Sayısal modele esas olan çerçeve Şekil 2.a da görülmektedir. Betonarme kiriş ve kolonlar kuvvet bazlı lineer olmayan sonlu elemanlar olarak modellenmişlerdir. Bu elemanlarda boyuna donatılar pekleşmeli çift doğrusal davranışa sahip düz katmanlar olarak modellenmiştir (OpenSees içerisinde Steel01 nesnesi). Sargısız ve sargılı beton için modelleme, OpenSees içerisinde bulunan Concrete01 nesnesi yardımıyla ve sırasıyla Hognestad ve diğ. (1955) ve Kent ve Park (1971) modelleri kullanılarak yapılmıştır. Beton, çelik, dolgu duvar ve CFRP malzemeler için mekanik özellikler, bu çalışmaya referans olan önceki deneysel çalışmalardaki test elemenlarına ait karakteristik değerler olarak alınmış ve Tablo 1 de gösterilmiştir (Akın ve diğ., 2014). Malzeme Tablo 1. Sayısal modelde kullanılan malzeme mekanik özellikleri Nihai Basınç Dayanımı (MPa) Akma Dayanımı (MPa) Nihai Çekme Dayanımı (MPa)) Elastisite Modülü (MPa) Basınç Beton 17.0 - - 27400 Harç 4.0 - - 9500 Tuğla 10.5 - - 7000 Çekme Boyuna Donatı - 405 605 205000 CFRP - - 3430 230000 Şekil 2. Güçlendirilmiş elemana ait sayısal model: (a) temsili yapı; (b) güçlendirilmemiş duvar basınç çubuğu modeli; (c) güçlendirilmiş duvar basınç çubuğu modeli; (d) CFRP şerit çekme çubuğu modeli

Tuğla dolgu duvarlar, diyagonal doğrultuda basınç gerilmelerine maruz bir eleman olarak çalıştığı varsayımına dayanarak basınç çubuğu olarak modellenmiştir. Diğer diyagonal doğrultuda ise çerçeveye ankrajı yapılarak yapıştırılmış olan CFRP şeritler çekme çubuğu olarak modellenmiştir. Basınç ve çekme çubuklarına ait doğrusal modeller, OpenSees içerisinde bulunan Hysteretic Mat nesnesi kullanılarak sayısal modele dahil edilmiştir. Bu modeller güçlendirilmemiş/güçlendirilmiş duvar basınç çubukları ve CFRP çekme çubuğu için sırasıyla Şekil 2.b, 2.c ve 2.d de gösterilmiştir. Kolonların eksenel yük kapasitesinin yüzde onu, ikinci kat kolonlarının tepe noktasında sabit düşey yük olarak uygulanmıştır. Yanal yük, yaklaşık olarak hakim modu esas alacak ve ters üçgen dağılım sağlanacak şekilde uygulanmıştır. İtme analizi, yanal tepe deplasman değerini kontrol parametresi kabul ederek ve Newton-Raphson çözüm algoritmasını kullanarak gerçekleştirilmiştir. Optimum bir çözüm için algoritmadaki yanal tepe deplasman artışı, kat yüksekliğinin yüzde 0.01 i olarak alınmıştır. 2.1. Basınç ve Çekme Çubuğu Modelleri Basınç altında dolgu duvarın katkısı ve çekme altında CFRP şeritlerin davranışı, Binici ve diğ. (2007) tarafından ortaya konulan makro basınç ve çekme çubuk modellerini kullanarak çalışmaya dahil edilmiştir (Şekil 2). Bu modellerin oluşturulmasında Tablo 1 de görülen malzeme mekanik özellikleri kullanılmıştır. Tüm modellerde, çekme çubuk modelinde çekmeye karşı gelen dayanımın (f crt) hesabında kullanılan sıva çekme dayanımı 0.5 MPa olarak kabul edilmiştir. Çekme çubuğu modelindeki etkili CFRP birim şekil değiştirme değeri (ε f,eff) çerçevenin tükenme (kırılma) moduna bağlı olarak belirlenmektedir. Daha önceki deneysel çalışmaların birçoğunda ankraj kopması belirleyici olduğundan dolayı ε f,eff için bu kırılma moduna karşılık tanımlanmış olan 0.002 değeri kabul edilmiştir (Akın ve diğ., 2011). Modelde, çekme çubuğunun kopma anındaki birim şekil değiştirme değeri (ε tu), etkili CFRP birim şekil değiştirme değerinin üç katı olarak önerilmektedir (3 ε f,eff =0.006). Güçlendirilmiş duvar modelinde, nihai dayanım değerine (f us) ulaşıldıktan sonra ε f,eff değerinin iki katı olarak kabul edilen birim deformasyon değerine (ε so =2 ε f,eff =0.004) kadar düzgün plastik bir davranış tanımlanmıştır. Duvar davranışının son kısmında dayanımdaki azalma, kırılmaya karşı gelen birim deformasyon değerine (ε fs) kadar devam etmektedir. Her iki duvar modelinde de ε fs değeri 0.01 olarak kabul edilmiştir. Bu çalışmada ele alınan her bir parametreye bağlı olarak ortaya çıkan basınç ve çekme çubuk modellerine ait gerilme ve birim deformasyon değerleri yazarın daha önceki yayınlarından temin edilebilir (Akın, 2016). 3. PARAMETRİK ÇALIŞMA CFRP ile güçlendirme neticesinde ulaşılan genel çerçeve davranışı üzerinde farklı parametrelerin etkisi irdelenmiştir. Bu amaçla 1/3 ölçekli, iki katlı, tek açıklıklı ve yönetmelik şartlarını sağlamayan betonarme çerçeve modelleri kullanılmıştır (Akın ve diğ, 2014). Kolon boyuna donatıları bindirmesiz olarak kabul edilmiştir. Tüm betonarme elemanlarda boyuna donatı oranı 0.013 olacak şekilde donatı seçilmiştir. Çalışmada ele alınan parametreler, dolgu duvar kalınlığı ve diyagonal CFRP şerit genişliğidir. Bu iki parametreye bağlı olarak basınç/çekme çubuk modelleri değişmektedir (Binici ve diğ.,2007; Akın, 2014). Ele alınan parametre dışında kalan çerçeve özellikleri, daha önceki deneysel çalışmadaki özellikler olacak şekilde sabit tutulmuştur (Akın ve diğ, 2011). Kiriş ve kolon boyutları, güçlü kiriş-zayıf kolon sorunu ortaya çıkacak şekilde sırasıyla 150 150 mm ve 150 100 mm olarak alınmıştır. Analizlerde her bir kolona eksenel yük kapasitesinin %10 u olacak biçimde 33.6 kn sabit düşey yük uygulanmıştır. 3.1. Dolgu Duvar Kalınlığı Dolgu duvar rijitliği, basınç çubuk modeli için önemli ve genel çerçeve davranışını ciddi ölçüde değiştirebilecek bir parametredir. Bu parametrenin incelenebilmesi amacıyla dolgu duvar kalınlığı (t in) teorik olarak 50, 70, 100 ve 150 mm olacak şekilde değiştirilmiştir. 70 mm kalınlık daha önceki deneysel çalışmalarda kullanılan dolgu duvarın kalınlığıdır (Akın ve diğ., 2011). Diyagonal CFRP şerit genişliği de, dolgu duvar kalınlığı ile ilişkisini ortaya koyabilmek için ikincil bir parametre olarak bu başlık altında irdelenmiştir. Bu amaçla, CFRP şerit genişliği 100 mm ve 400 mm arasında 50 mm aralıklarla değiştirilerek çalışılmıştır. Değişken dolgu duvar genişliğine sahip her bir eleman, güçlendirilmemiş ve güçlendirilmiş olmak üzere iki şekilde modellenmiştir. Bunlardan güçlendirilmiş

çerçeve olarak ele alınanlarda ayrıca CFRP genişliği değiştirilmiştir. Çerçevenin boy/en oranı, daha önceki çalışmalarda CFRP ile güçlendirmede en etkili değer olan 1.0 olacak şekilde seçilmiştir. 3.2. Diyagonal CFRP Genişliği Güçlendirilmiş betonarme çerçevelerde davranışın, güçlendirilmemiş çerçevelere göre değişimi diyagonal CFRP şerit genişliğine bağlı olarak ele alınmıştır. CFRP şerit genişliği ilave olarak çerçeve boy/en oranına bağlı olarak irdelenmiştir. Daha önceki deneysel çalışmalarda, diyagonal CFRP de meydana gelecek hasarın duvarın boy/en oranına bağlı olarak değişebildiği gözlendiği için boy/en oranı da bir parametre olarak bu gruba dahil edilmiştir. Geniş, kare biçimli ve yüksek dolgu duvar açıklıklarını temsil etmesi için boy/en oranı sırasıyla 0.4, 1.0 ve 1.6 olarak seçilmiştir. Farklı boy/en oranına sahip her çerçevede CFRP şerit genişliği 100 ve 400 mm aralığında 50 şer mm arttırılarak modellenmiştir. Duvar basınç modeli boy/en oranına göre değişkenlik gösterirken, CFRP çekme çubuk modeli yalnızca CFRP genişliğine bağlı olarak değişmektedir. Dolgu duvar kalınlığı tüm modellerde 70 mm dir. 4. ANALİZ SONUÇLARI VE DEĞERLENDİRME Her grupta itme analizi sonucunda elde edilen taban kesme kuvveti-tepe deplasmanı grafikleri sunulmaktadır. Modellere ait yanal kuvvet dayanım ve başlangıç rijitliği değerleri de yine her grupta tablo olarak verilmektedir (Tablo 2 ve 3). Başlangıç rijitlikleri, başlangıç noktasını yükün arttığı kısımda dayanımın yüzde 10 una denk gelen noktaya birleştiren doğrunun eğimi olarak alınmıştır. Sonuçların değerlendirilebilmesi amacıyla her grupta yanal yük dayanım ve başlangıç rijitliğindeki değişiklikler, ele alınan parametredeki değişimlere bağlı olarak sunulmaktadır. Bu değerlendirmelerde, güçl., duv. ve boş alt indisleri sırasıyla güçlendirilmiş ve güçlendirilmemiş dolgu duvarlı, ve duvarsız boş çerçeve modelleri için kullanılmaktadır. 4.1. Dolgu Duvar Kalınlığı Bu grupta, itme analizi sonucunda elde edilen yanal yük dayanım ve başlangıç rijitliği değerleri Tablo 2 de görülmektedir. Yanal yük-tepe deplasman eğrileri ise Şekil 3 de gösterilmiştir. Başlangıç rijitliği ve yanal yük kapasitesinde farklı dolgu duvar kalınlıkları için CFRP şerit genişliğine bağlı olarak sağlanan değişiklikler, güçlendirilmemiş elemana kıyasla (sırasıyla K güçl./k duv. ve V güçl./v duv.) Şekil 4 de sunulmuştur. Bu şekilde görüldüğü gibi tüm CFRP şerit genişlikleri için dolgu duvar kalınlığına bağlı olarak sağlanan yanal rijitlik değişikliği ihmal edilebilir seviyededir. Öte yandan yanal yük taşıma kapasitesinde CFRP genişliğine bağlı meydana gelen artış, duvar kalınlığı arttıkça azalma eğiliminde görünmektedir. Bu durum CFRP şerit genişliği 250 mm olan model için çıkartılan Şekil 5 de daha net ortaya konulmaktadır. Bu şekilde, siyah ve gri renkli kısımlar sırasıyla sadece dolgu duvar ve CFRP nin yanal yük kapasitesine katkısını göstermektedir. Görüldüğü gibi dolgu duvar kalınlığı arttıkça sadece dolgu duvarın sağladığı katkı artarken CFRP nin katkısı azalmaktadır. Bu sonuçlar yanal davranışta güçlendirme sayesinde sağlanan iyileştirme açısından CFRP şerit genişliği ile dolgu duvar kalınlığı arasında bir ilişki olduğuğunu göstermektedir. Yanal yük/rijitlik artışı, CFRP genişliği (w f) ve dolgu duvar kalınlığı (t duv) arasındaki bu ilişki analiz sonuçlarına dayanarak doğrusal olmayan regresyon analiziyle elde edilmiş ve aşağıda gösterilmiştir. Regresyon analizindeki belirleme katsayısı, Denklem (1) ve (2) için mevcut veriyi temsil edecek şekilde sırasıyla 0.942 ve 0.954 olarak ortaya çıkmaktadır. Bu denklemlerde duvar kalınlığı ve CFRP genişliği mm olarak verilmektedir. 2 2 güçl. duv. duv f duv f 5 6 V V 1.3 10 t 8.6 10 w 0.012t 0.009w 1.850 (1) K K 0.001( t w ) 1.203 (2) güçl. duv. duv f Bu denklemler, mevcut yöntemle yapılacak bir güçlendirme işleminde dolgu duvarın kalınlığı ve elde edilmek istenen yanal dayanım/rijitlik iyileştirmesine bağlı olarak gerekli diyagonal CFRP genişliğinin belirlenmesinde faydalı olabilirler.

Tablo 2. Değişen CFRP genişliğine bağlı analiz sonuçları Duvar Kalınlığı, (t duv) (mm) 50 70 CFRP Genişliği, (w f) (mm) Yanal Yük Kapasitesi, (V) (kn) Başlangıç Rijitliği, (K) (kn/mm) Duvar Kalınlığı, (t duv) (mm) CFRP Genişliği, (w f) (mm) Yanal Yük Kapasitesi, (V) (kn) 0 100 27.9 51.3 12.8 17.8 0 100 35.1 61.0 15.3 21.0 150 64.3 18.4 150 73.6 22.2 200 76.6 19.3 100 200 84.8 23.4 250 87.6 19.8 250 91.0 24.4 300 97.2 20.4 300 97.2 25.1 350 103.2 20.9 350 103.4 25.7 400 107.1 21.3 400 109.4 26.3 0 100 30.6 54.8 13.8 18.1 0 100 42.6 69.9 16.1 22.5 150 67.8 18.6 150 78.1 24.5 200 79.8 19.4 70 200 84.3 26.1 250 91.0 20.4 250 91.0 26.9 300 97.1 21.1 300 96.6 27.8 350 103.3 21.8 350 102.6 28.5 400 109.3 22.4 400 108.8 29.1 Başlangıç Rijitliği, (K) (kn/mm) Şekil 3. Dolgu duvar kalınlığı ve CFRP genişliğini parametre olarak alan modellere ait kapasite eğrileri Şekil 4. Farklı duvar kalınlığı ve CFRP genişliğine bağlı olarak elde edilen (a) rijitlik ve (b) dayanım artışları 4.2. Diyagonal CFRP Genişliği Bu grupta analiz edilen modellere ait statik itme analiz sonuçları Tablo 3 de özetlenmiştir. Farklı CFRP şerit genişliğine sahip çerçeveler ve güçlendirilmemiş referans elemanlara ait yanal yük-tepe deplasman eğrileri ise Şekil 6 da görülmektedir. Şekil 7 ve 8 de ise sırasıyla güçlendirme ile sağlanan rijitlik artışı (K güçl./k duv.) ve dayanım artışı (V güçl./v duv.), CFRP genişliği ve duvarın boy/en oranına bağlı olarak sunulmaktadır.

Tablo 3. Değişen boy/en oranı ve CFRP genişliğine bağlı analiz sonuçları Boy/En Oranı 0.4 1.0 1.6 CFRP Genişliği, (w f) (mm) Yanal Yük Kapasitesi, (V) (kn) 0 66.8 15.3 100 100.7 18.6 150 116.6 20.9 200 132.5 23.2 250 148.2 25.3 300 164.0 27.4 350 179.4 29.5 400 192.0 32.1 0 30.6 13.8 100 54.8 18.1 150 67.8 18.6 200 79.8 19.4 250 91.0 20.4 300 97.1 21.1 350 103.3 21.8 400 109.3 22.4 0 24.2 13.5 100 40.0 14.0 150 48.2 13.9 200 56.1 13.9 250 62.6 14.0 300 67.0 14.1 350 70.3 14.1 400 72.8 14.2 Başlangıç Rijitliği, (K) (kn/mm) Şekil 5. Farklı duvar kalınlıklarında dayanım artışına duvar ve CFRP nin ayrı ayrı katkıları Şekil 7 deki sonuçlar, teorik olarak daha geniş diyagonal CFRP şerit kullanımının özellikle boy/en oranı küçük, geniş çerçevelerde önemli yanal rijitlik artışı sağlayabileceğini gösteriyor. Boy/en oranı arttıkça bu etki azalıyor ve boy/en oranı 1.6 için rijitlik artışı ihmal edilebilir düzeye iniyor. Ancak şunu vurgulamak gerekir ki bu çalışmada yapılan modellemede CFRP şeritler için yeterli ankrajlamanın yapıldığı kabul edilmektedir. Dolayısıyla CFRP şerit genişliğinin artmasıyla birlikte daha önceki deneysel çalışmalarda kullanıldığı haliyle tek sıra ankraj uygulaması yeterli olmayabilir. Bunun yerine birden çok sıralı veya şaşırtmalı ankrajlama yapılması diyagonal CFRP şeritte özellikle kenar yüzeylerde erken yanal yük seviyelerinde ortaya çıkabilecek lokal sorunları (duvar yüzeyinden kabarma ve kopma) önleyebilecektir. Şekil 8 de de görüldüğü gibi, her durumda CFRP şerit genişliğindeki artış yanal yük taşıma kapasitesinde daha fazla artışları mümkün kılabiliyor. Ancak daha önceki çalışmalarla uyumlu olarak, bu etkinin boy/en oranı 1.0 olan elemanlarda daha üst düzeyde olduğu söylenebilir.

Şekil 6. Farklı boy/en oranları için CFRP genişliğini parametre olarak alan modellere ait kapasite eğrileri Şekil 7. Farklı boy/en oranları için CFRP genişliğine bağlı olarak değişen rijitlik artışları 5. SONUÇLAR Dolgu duvarlı ve diyagonal CFRP şeritlerle güçlendirilmiş betonarme çerçeveler için oluşturulmuş bir sayısal modele dayanan çalışmanın sonuçları aşağıda özetlenmektedir. Sayısal model, öncesinde deneysel çalışması yapılmış olan 1/3 ölçekli çerçeveler için oluşturulmuştur. Dolayısıyla burada elde edilen sonuçların tam ölçekli bir yapı için kullanımı dikkatli bir değerlendirme gerektirmektedir. Bu amaçla, ileride ölçek etkisini dikkate alarak yapılacak analitik bir çalışmayla doğrulama gerekli olabilir. Belirli bir yanal rijitlik/dayanım artışı sağlayabilmek için talep edilen CFRP şerit genişliği, dolgu duvar kalınlığına bağlı olarak değişmektedir. Bu ilişki ortaya konulduktan sonra yapılacak bir güçlendirmede istenilen davranışa uygun diyagonal CFRP genişliğinin, uygulamanın yapılacağı duvar kalınlığına göre tespiti için iki denklem önerilmektedir. Boy/en oranı düşük değerde duvarlara sahip, geniş açıklıklı çerçevelerde bahsi geçen güçlendirme yöntemi uygulandığında CFRP genişliğinin artışı, çerçeve rijitliğinde bir artışa neden olabilir. Bu durum dar açıklıklı çerçevelerde gözlenememiştir. Güçlendirme ile sağlanan dayanım artışı boy/en oranından bağımsız olarak tüm çerçeve modellerinde gözlenmiştir. Ancak daha önceki çalışmaları onaylar şekilde bu artışın boy/en oranı 1.0 olan çerçeve modellerinde daha etkili olabildiği görülmüştür.

Şekil 8. Farklı boy/en oranları için CFRP genişliğine bağlı olarak değişen dayanım artışları KAYNAKLAR Akın, E., Canbay, E., Binici, B. ve Özcebe G. (2011). Testing and analysis of infilled reinforced concrete frames strengthened with CFRP reinforcement. Journal of Reinforced Plastics and Composites 30:19, 1605-1620. Akın, E., Canbay, E., Binici, B. ve Özcebe, G. (2014). Numerical study on CFRP strengthening of reinforced concrete frames with masonry infill walls. Journal of Composites for Construction, ASCE 18:2, Doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000426. Akın, E. (2016). Effects of various parameters on CFRP strengthening of infilled RC frames. Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE 30:1, Doi: 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000683. Binici, B., Özcebe, G. ve Özçelik, R. (2007). Analysis and design of FRP composites for seismic retrofit of infill walls in reinforced concrete frames. Composites B: Engineering 38, 575-583. CEB-Comite Euro-International du Beton (1996). RC frames under earthquake loading. State of the Art Report, Thomas Telford Publications, Lausanne, Switzerland. Erdem, İ., Akyüz, U., Ersoy, U. ve Özcebe, G. (2006). An experimental study on two different strengthening techniques for RC frames. Engineering Structures 28, 1843-1851 Hognestad, E., Hanson, N. W. ve McHenry, D. (1955). Concrete stress distribution in ultimate strength design. Journal of American Concrete Institute, 52(4), 455-477. Kent, D. C. ve Park. R. (1971). Flexural members with confined concrete. Journal of Structural Division, ASCE, 97(7), 1969-1990. Mazzoni. S, McKenna, F. ve diğerleri (2009). Open system for earthquake engineering simulation (OpenSees) User Command-Language Manual, Version 2.0, University of California, Berkeley, California, (http://opensees.berkeley.edu./opensees/ manuals/usermanual/) (son girilme tarihi Haziran 2013). Özcebe, G., Binici, B. ve diğerleri (2006). Analysis of infilled reinforced concrete frames strengthened with FRP s. Retrofitting of Concrete Structures by Externally Bonded FRP s. FIB, Technical Report, 167-197.