Betonarme Birleşim Bölgelerinin Güçlendirilmesine Yönelik İTÜ Çalışmaları

Benzer belgeler
11/10/2013 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ BETONARME YAPILAR BETONARME YAPILAR

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

Betonarme Kirişlerin Karbon Elyafla Güçlendirilmesi Üzerine Deneysel Bir Araştırma

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

BETONARME KİRİŞLERİN KESME GÜÇLENDİRMESİ İÇİN KULLANILAN YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

BETONARME KENAR KOLON-KİRİŞ BİRLEŞİMLERİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DÜŞÜK DAYANIMLI BETON PANELLERİN İLERİ TEKNOLOJİ MALZEMELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Kesmeye Karşı Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Deprem Davranışı

YAPILARIN ÇİMENTO ESASLI KOMPOZİT PANALLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

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

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

FARKLI PARAMETERLERİN CFRP ŞERİTLERLE DOLGU DUVAR GÜÇLENDİRMESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

BETONARME YAPI ELEMANLARINDA HASAR VE ÇATLAK. NEJAT BAYÜLKE İnş. Y. Müh.

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

TÜRKİYE PREFABRİK BİRLİĞİ 14. SEMPOZYUMU BETON PREFABRİKASYONDA YENİ ARAYIŞLAR

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

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

DİNAMİK BENZERİ DENEYLERLE YETERLİ DAYANIMA SAHİP BİR BETONARME ÇERÇEVENİN BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN PERFORMANSININ İRDELENMESİ

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

(Deneysel Çalışmalar)

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

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

YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ DERS NOTU

Hasarlı betonarme elemanların çelik köşebent ve lamalar ile güçlendirilmesi

YATAY YÜK DAVRANIŞI ZAYIF BETONARME ÇERÇEVELERİN ÇELİK ÇAPRAZLI PERDELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Tarihi Tuğla Duvarların Tekstil Donatılı Harç (TRM) ile Güçlendirilmesi

ÇELİK PLAKA İLE GÜÇLENDİRİLEN BETONARME KİRİŞLERDE YAN PLAKALARIN ETKİSİ

BETONARME-I 5. Hafta KİRİŞLER. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

BETONARME-II (KOLONLAR)

BETONARME YAPI ELEMANLARINDA DONATI DÜZENLEME İLKELERİ

PREFABRİK KOMPOZİT KOLON-KİRİŞ BAĞLANTILARININ SİSMİK PERFORMANSININ DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

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

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

MEVCUT BETONARME YAPILARDA KISA KOLON DAVRANIŞLARININ İYİLEŞTİRİLMESİ

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

SCI Kapsamına Giren Uluslararası Dergilerdeki Makaleler ve Konferanslarda Sunulan Bildiriler

Beton Basınç Dayanımın Yapısal Davranışa Etkisi

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

Sigma 2006/1 Araştırma Makalesi / Research Article THE EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAMAGED BEAMS REPAIRED WITH REINFORCED JACKETTING

ÇELİK ÇAPRAZ ELEMANLARLA GÜÇLENDİRİLEN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

BÖLÜM 7 MEVCUT BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRİLMESİ. sorular

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

FARKLI TEKNİKLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME KİRİŞLERİN EĞİLME DAVRANIŞI

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü. Alternatif Yapı Malzemeleri

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DEPREM GÜVENLİKLERİNİN ARTIRILMASI

Yapı Elemanlarının Davranışı

BETONARME-I 3. Hafta. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

ÇELİK LİF KULLANIMININ YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLARIN SÜNEKLİK ÖZELLİĞİNE ETKİSİ

GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME KİRİŞLERİN DEPREM DAVRANIŞI

MEVCUT BETONARME BİNALARDAKİ PERDE DONATI AYRINTILARI VE BİR AYRINTI İÇİN SONLU ELEMAN ANALİZİ

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

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

Suat Yıldırım İnşaat Yük Müh. ODTÜ

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

ARAŞTIRMA MAKALESİ /RESEARCH ARTICLE

MOMENT YENİDEN DAĞILIM

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

Yığma Yapıların Rehabilitasyonu İçin Bir Yöntem

YÜKSEK BİNALARDA SÜRTÜNMEYE DAYALI SÖNÜMLEYİCİLER İLE BAĞLI PERDE DUVAR SİSTEMİ

YAPILARIN ÜST RİJİT KAT OLUŞTURULARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

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

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

Betonların Güçlendirilmesinde FRP Kompozitlerin Hibrit Olarak Kullanımın etkisi

Çelik Lif ile Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Sonlu Eleman Yöntemiyle Modellenmesi

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

Çelik Bina Tasarımında Gelişmeler ve Yeni Türk Deprem Yönetmeliği

GÜÇLENDİRİLMİŞ TUĞLA DUVAR DENEYLERİNDE YÜK DEFORMASYON ÖLÇÜMLERİNİN POTANSİYOMETRİK DEPLASMAN SENSÖRLER İLE BELİRLENMESİ

Kirişsiz Döşemelerin Uygulamada Tasarım ve Detaylandırılması

Betonların Güçlendirilmesinde Karbon Fiber Takviyeli Polimer Yerine Cam Fiber Takviyeli Polimer Kullanılması

PREFABRİK KOLONLARIN GÜÇLENDİRİLMESİNDE CFRP VE İNCE MANTONUN BİRLİKTE KULLANIMI

MEVCUT BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRME PROJESİ HAZIRLANMASI İŞİ

ÇELİK YAPILARIN GÜÇLENDİRİLMESİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZLERLE DEĞERLENDİRİLMESİ. Armağan KORKMAZ*, Zeki AY, Ömer UYSAL

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

Mantolu Betonarme Kirişlerin Taşıma Gücünün Deneysel İncelenmesi

KISA KOLON HASARI OLUŞMUŞ BETONARME KOLONLARIN CFRP İLE YAPISAL ONARIMI

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

FARKLI UÇ SARGI ŞEKİLLERİNİN PERDE DUVARLARIN MOMENT EĞRİLİK DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZİ (KURAMSAL ÇALIŞMA)

BETONARME KÖPRÜLERİN YAPISAL ÇELİK ELEMANLAR KULLANILARAK DEPREME KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ UYGULAMALARI

Temeller. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Temeller. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

BA Yapılarda Hasar Belirleme Onarım ve Güçlendirme

Genişletilmiş Çelik Levhalarla Güçlendirilmiş Yatay Boşluklu Tuğla Duvarların Davranışı

BOŞLUKLU TUĞLA DUVARLARIN LİFLİ POLİMER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ VE DAVRANIŞTA HARÇ ETKİSİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Berk ÖZSAYIN

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 4-DBYBHY (2007)ve RBTE(2013) Karşılaştırılması

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

1502 TİPİ AFET KONUTUNUN NONLİNEER STATİK İTME ANALİZİ VE DEPREM HASARININ KARŞILAŞTIRILMASI

KESMEDE YETERSİZ BETONARME KİRİŞLERİN CFRP İLE DAYANIM VE SÜNEKLİĞİNİN ARTIRILMASI

Yapı Elemanlarının Davranışı

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

BETONARME ÇERÇEVELERİN DÜŞEY BAĞ KİRİŞLİ DIŞMERKEZ ÇAPRAZLARLA GÜÇLENDİRİLMESİ

YAPI VE DEPREM. Prof.Dr. Zekai Celep

Transkript:

Prof.Dr. Zekai Celep Onuruna Betonarme Yapılar Semineri, 10 Ekim 2013 İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul Betonarme Birleşim Bölgelerinin Güçlendirilmesine Yönelik İTÜ Çalışmaları C. Demir 1, M. Cömert 1, İ. Bedirhanoğlu 2, C. Coşgun 3 A. İlki 1, N. Kumbasar 1 1 İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, İstanbul 2 Dicle Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Diyarbakır 3 İstanbul Kültür Üniversitesi, Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi, İstanbul Öz Malzeme kalitesi ve işçilik detayları açısından yetersizlikler içeren betonarme kenar ve köşe kolon kiriş bölgeleri deprem yükleri altında yapıların en çok zorlanan bölgelerinden biridir. Bu yetersizlikler deprem yükleri altında yapıların kısmen veya tamamen yıkılmalarına sebep olabilmektedir. Dünya üzerinde birçok araştırmacı tarafından zayıf kenar ve köşe betonarme kolon-kiriş birleşim bölgelerinin davranışlarını anlamak ve bu kolon-kiriş birleşim bölgelerinin güçlendirilmesi amacıyla çalışmalar yapılmıştır. Bu bildiri metninde, İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarı nda 2002-2013 yılları arasında ülkemizde sıkça karşılaşılan özellik ve detaylara sahip betonarme kolon-kiriş birleşim bölgelerinin davranışını anlamak ve bu tür birleşim bölgelerinin güçlendirilmesi amacıyla yapılan çalışmaların bir özeti sunulmuştur. Test edilen tüm numuneler ülkemizin 1970-2000 yılları arasında oluşmuş olan yapı stoğunu temsil eden detaylarını ve malzeme kalitesini içermektedir. Test numuneleri üç grup altında sınıflandırılmıştır. İlk grup numuneler tam ölçekli tekil düğüm noktaları şeklinde üretilmiş, kolon, kiriş, birleşim, döşeme ve enine kirişi içeren köşe kolon-kiriş birleşim bölgeleridir. İkinci grup numuneler tam ölçekli üç boyutlu olarak üretilmiş her bir numunede 4 köşe kolon-kiriş birleşimi içeren numunelerdir. Üçüncü grup numuneler ise birleşim bölgesini temsil eden ve diyagonal çekme deneyine tabi tutulan panel numunelerdir. Bu numuneler lifli polimer kumaşlar ve öndökümlü HPFRCC (yüksek performanslı lif takviyeli çimento esaslı kompozit) plaklar ile güçlendirilmiş, deprem yükleri altında birleşim bölgesi davranışına güçlendirme uygulamasının katkısı ele alınmıştır. Yapılan çalışmaların sonucu olarak lifli polimer kumaşlar ve öndökümlü HPFRCC plak kullanılarak güçlendirilen kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem yükleri altındaki davranışlarında önemli düzeyde iyileşmeler olduğu gözlemlenmiştir. Giriş Türkiye de özellikle 2000 yılına kadar yapılan birçok betonarme yapıda düşük malzeme kalitesinin yanı sıra kolon-kiriş birleşim bölgelerinde enine donatıların yeterli düzeyde

kullanılmamış olması yaygın problemlerin başında gelmektedir. Bu eksiklikler yapıların deprem etkileri altında davranışlarını olumsuz etkilemekte, kısmi veya toptan göçmelere sebep olabilmektedir (Şekil 1). Bu tür riskleri azaltmak amacıyla ülkemizde ve dünyada bir çok araştırmacı tarafından tipik eksiklikler içeren kolon kiriş birleşim bölgelerinin deneyleri yapılmıştır (Hanson ve Corner, 1967, Meinheit ve Jirsa, 1977, Paulay ve diğ., 1978, Beres ve diğ., 1992, Tsonos ve Stylianidis, 1999, Pampanin ve diğ., 2002, Ghobarah ve Said, 2001, Engindeniz ve diğ., 2004, Bedirhanoğlu ve diğ., 2010, Ilki ve diğ., 2011, Hassan, 2011, Park ve Mosallam, 2012). Betonarme kolon-kiriş birleşim bölgeleri üzerine yapılan ilk çalışmalar birleşim bölgesinin davranışını anlamaya yöneliktir (Hanson ve Corner, 1967). Şekil 1. 2011 Van depremi sırasında birleşim bölgeleri hasar gören bir yapı İTÜ Betonarme Kolon-Kiriş Birleşim Deneyleri İstanbul Teknik Üniversitesi, Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında 2002 ile 2013 yılları arasında Türkiye deki mevcut yapı stoğunun özelliklerini temsil eden numuneler üzerinde üç farklı grup çalışma yapılmıştır. Birinci çalışma 16 adet betonarme tekil düğüm noktası deneyini içermektedir. Bu çalışmada, tekil düğüm noktaları üzerinde yanal kirişin etkisi, döşemenin etkisi, kolon eksenel yükünün etkisi ile güçlendirme detayları üzerine çalışılmıştır. Güçlendirme çalışmaları temel olarak karbon lifli polimer kumaşlar ve öndökümlü yüksek performanslı lif takviyeli çimento esaslı kompozit (HPFRCC) plaklar ile yapılmıştır. Özellikle öndökümlü HPFRCC plakalar dünyada ile kez bu çalışmada birleşim bölgesi güçlendirmesi için kullanılmıştır. Ayrıca bu çalışmada döşeme ve enine kirişlerin de dikkate alınmış olması, çalışmanın tam ölçekli kolon, kiriş ve birleşim bölgesi içermesi ve numunelerin ülkemizdeki mevcut yapılara has zayıflıkları yansıtması çalışmayı literatürdeki mevcut çalışmalardan ayıran diğer özelliklerdir. İkinci çalışmada düğüm noktaları açısından yetersiz 5 adet tam ölçekli 3 boyutlu betonarme çerçeve deneyleri gerçekleştirilmiştir. İkinci grup deneylerde birleşim bölgesi güçlendirme detayları temel araştırma konusudur. Üçüncü grup çalışmada ise lifli polimer kumaşlar veya öndökümlü HPFRCC paneller ile güçlendirilen panellerin diyagonal çekme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca her üç grup deneylerden elde edilen sonuçlar analitik ve nümerik çalışmalardan elde edilen sonuçlar ile de karşılaştırılmıştır.

Birinci ve İkinci Grup Deneylerde Numune Özellikleri Tekil düğün noktası numuneleri (birinci grup) iki ardışık kat arasındaki kolon-kiriş birleşim bölgesini temsil etmektedir. Kolonlar yaklaşık moment sıfır noktaları arasındaki bölümü yansıtmakta olup, kirişler kat seviyesinden kolonlara saplanmaktadır (Şekil 2). Numuneler yön değiştiren tekrarlı yerdeğiştirmelere maruz bırakılmıştır. Numunelerin malzeme detayları Türkiye deki mevcut yapı stoğunu temsil etmektedir (deney günü elde edilen silindir basınç dayanımı f c=8.3 MPa olan beton ve akma dayanımı f sy=333 MPa olan düz yüzeyli donatı çeliği). Kolon eksenel yük seviyesi deney parametrelerinden biri olup sıfır ile kolonların eksenel yük kapasitesinin %50 si arasında değişmektedir. Tam ölçekli 3 boyutlu numuneler (ikinci grup) bir yapının dört köşe birleşim bölgesini temsil edecek şekilde tasarlanmıştır. Numuneler ardışık iki kat arasında yaklaşık moment sıfır noktaları arasında kalan kısmı temsil etmektedir (Şekil 3). Bir numune toplamda 8 kolon, 4 kiriş ve döşemeden meydana gelmektedir. Kolon ve kiriş boyutları 250x500 mmxmm ve döşeme kalınlığı 80 mm dir. Numune boyutları planda kısa doğrultuda 2 m, uzun doğrultuda ise 3 m dir. Tüm numuneler düşük dayanımlı beton ( f c=11.5 MPa) ve düz yüzeyli donatı çeliği (f sy= 347 MPa) ile üretilmiştir. Moment sıfır noktalarına denk geldiği kabul edilen kolon uçları mafsallı bağlantı ile mesnetlenmiştir. Tüm numunelerde kolonlara 0.08f cxa c oranında sabit eksenel yük uygulanmıştır. Yatay yerdeğiştirme patronu, örnek bir yapının Düzce depremi ivme kaydı altında zaman tanım alanında doğrusal çözümünden elde edilmiştir. Şekil 2. Tekil düğüm noktası numuneleri Her iki deney grubunda da önceden tasarlanmış bir dayanım hiyerarşisi uygulanmıştır. Buna göre, kolonlar numunelerde kapasitesi en yüksek elemanlar iken kolon-kiriş birleşim bölgeleri numunelerin kapasiteleri en düşük elemanlarıdır. Uygulanan yerdeğiştirme patronu altında kolonların doğrusal elastik bölgeyi geçmemesi beklenmektedir. Kolon-kiriş birleşim bölgelerinin ise ilk olarak kapasiteye ulaşması beklenmektedir. Her iki deney grubunda da kolon-kiriş birleşim bölgelerinin kapasitelerinin arttırılması durumunda kirişler eğilme kapasitesine ulaşacaktır.

Yük verenler(actuator) Kolonlara yük veren krikolar Rijit yük ileten link elemanlar Reaksiyon Duvarı Eksenel Yük Düzeneği Numune Her kolon üzerindeki Yük Hücreleri (oad Cells) Adaptör Temel Mafsallı Birleşimler Şekil 3. Üç boyutlu tam ölçekli numuneler Birinci ve İkinci Grup Çalışmalarda Güçlendirme Uygulamaları Kiriş Boyuna Donatılarının Kaynaklanması ve Betonun Yenilenmesi Referans numunelerde, birleşim bölgesinde kiriş boyuna donatılarının gönyelerinin önünde kalan beton ezilmiş, bu da kiriş donatısı ile beton arasında aderansın yitirilmesine neden olmuştur. Bu nedenle diğer numunelerde güçlendirme öncesi kiriş üst ve alt boyuna donatıları 90 derece gönyenin yapıldığı bölgede birbirine kaynaklanmıştır. Kaynaklama işleminden önce birleşim bölgesinde gönyelerin önündeki düşük dayanımlı beton yaklaşık 13 cm derinliğe kadar kırılmış, kaynaklama işleminden sonra bu bölge yüksek dayanımlı ve rötresi dengelenmiş tamir harcı ile doldurulmuştur (Şekil 4). Bu uygulamadaki temel amaç, kiriş boyuna donatılarının gönyeleri önündeki düşük dayanımlı betonun ezilmesinden kaynaklanan kiriş boyuna donatı sıyrılmasını engellemektir. Şekil 4. Kaynak ve tamir harcı uygulaması (birinci ve ikinci grup çalışmalar) Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesine Diyagonal Doğrultularda Lifli Polimer Yapıştırılması Her iki deney grubunda da (birinci ve ikinci grup) bazı numunelerde kolon-kiriş birleşim bölgelerinin kapasitelerinin karbon lifli polimer kompozitler kullanılarak arttırılması hedeflenmiştir. Birleşim bölgeleri üzerine karbon lifli polimer şeritler 45 derecelik bir açı ile

yapıştırılmıştır. Yapıştırma tekniği döşeme ve kirişlerde herhangi bir kırım ya da ankrajlama gerektirmemektedir. Gerilme yığılmalarının engellenmesi amacıyla lifli polimer uygulaması öncesinde tüm köşeler yuvarlatılmıştır. İkinci grup çalışmada karbon lifli polimer şeritler kullanılarak yapılan güçlendirmenin uygulama adımlarına ait görünümler Şekil 5 de verilmiştir. İkinci kat yapıştırmanın başlaması Şekil 5. Karbon lifli polimer uygulamasının adımları Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesine Dışarıdan Öndökümlü HPFRCC Plak Yapıştırılması Bu numuneler (birinci grup çalışma) birleşim bölgesinin dış yüzeyine 40 mm kalınlıkta öndökümlü HPFRCC plağın yapıştırılması ile güçlendirilmiştir (Şekil 6). HPFRCC plaklar laboratuvarda üretilmiş ve uygun kür koşulları uygulandıktan sonra numunenin birleşim bölgelerinin güçlendirilmesinde kullanılmıştır. HPFRCC plak ile birleşim bölgesi yüzeyi arasında yapıştırıcı madde ve çelik ankrajlar kullanılmıştır. Şekil 6. Öndökümlü HPFRCC panel ile güçlendirilmiş numune Birinci ve İkinci Grup Çalışmalara ait Deney Sonuçları Birinci deney grubuna ait referans (JO), kiriş boyuna donatıları kaynaklı (JW), birleşim bölgesi kiriş boyuna donatılarının kaynaklanması ve diyagonal doğrultularda birleşime yapıştırılan üç kat 20 cm genişliğinde şerit ile güçlendirilmiş (JWC-F-3) ve herhangi bir kaynak yapılmadan birleşim bölgesi diyagonal doğrultularda birleşime yapıştırılan üç kat 20 cm genişlikli şerit ile

güçlendirilmiş (JC-F-3) numunelere ait yük-öteleme oranı ilişkileri Şekil 7 de verilmiştir. Bu şekilden de görüleceği gibi, JO numunesi JW ve JWC-F-3 numunelerine göre belirgin şekilde daha düşük bir yatay yük kapasitesine sahiptir. Bu durum kiriş boyuna donatı gönyesi önünde yer alan betonun yerel olarak ezilmesiyle açıklanmıştır. Bu ezilme, kiriş boyuna donatılarının geometrisini değiştirerek kiriş boyuna donatılarının sıyrılmasına ve daha düşük gerilme taşımasına sebep olmaktadır. JW numunesinde görülebileceği gibi, alt ve üst kiriş boyuna donatılarının gönye bölümlerinin kaynaklanması ve gönye önündeki beton tabakasının kırılarak yerine yüksek dayanımlı bir tamir harcı ile doldurulması numunelerin yatay yük kapasitesini önemli ölçüde arttırmıştır. Bu müdahalenin kiriş boyuna donatılarının sıyrılmasını önemli ölçüde sınırladığı görülmüştür. Buna karşın, yerel ezilme probleminin çözülmesi kiriş donatılarının akma dayanımlarına ulaşması için yeterli olamamıştır. Bu numunede birleşim bölgesi kesme kapasitesine ulaşmış, birleşim bölgesinde yoğun kesme hasarı görülmüştür. Birleşim bölgesinin kesme dayanımını arttırmak amacıyla 3 kat karbon lifli polimer sarılan numunelerde kesme hasarı engellenmiş, kiriş boyuna donatıları akma şekildeğiştirmesi değerine ulaşmışlardır. Bu numunelerde yatay yük kapasitesi 8% öteleme oranına kadar korunmuştur. Ayrıca, birinci grup çalışmada kaynak ve tamir harcı ile güçlendirilmeden uygulanan lifli polimer güçlendirmesi kiriş boyuna donatılarının sıyrılmasını engellemekte yeterli olmamıştır. Şekil 8 de birinci test grubuna ait referans, kaynak ve tamir harcı güçlendirmesi yapılmış, yalnızca HPFRCC plaklar ile güçlendirilmiş, ve kaynak ve tamir harcı ile birlikte ve HPFRCC plaklar ile güçlendirilmiş numunelerinin yatay yük öteleme oranı ilişkileri sunulmuştur. Bu şekilden de görüleceği gibi kiriş boyuna donatılarının kaynaklanması ve gönye önündeki betonun yüksek dayanımlı tamir harcı ile değiştirilmesi numunelerin yatay yük kapasitelerini önemli ölçüde etkilemektedir. Deformasyonlar açısından bakıldığında ise referans numunede, ve kaynak ile tamir harcı güçlendirmesinin yapıldığı numunede %5 öteleme oranından sonra dayanımın düştüğü görülmektedir. HPFRCC plak uygulanan numunelerde bu dayanım kayıpları çok daha sınırlı olmakta olup, ileri öteleme oranlarında görülmektedir. Yatay yük (kn) Lifli polimer katkısı Kaynak ve tamir harcının katkısı Öteleme oranı Şekil 7. Referans (JO), kaynaklı (JW), lifli polimer (JC-F-3), ve kaynak ile beraber lifli polimer ile güçlendirilen (JWC-F-3) numunelerin yatay yük öteleme oranı ilişkileri (birinci grup çalışma) İkinci deney grubuna ait referans (B-REF), kiriş boyuna donatılarının kaynaklandığı ve tamir harcı ile gönye önündeki betonun değiştirildiği (B-WELD) ve kiriş boyuna donatılarının kaynaklandığı, tamir harcı ile gönye önündeki betonun değiştirildiği ve birleşim bölgesi üzerine altı kat diyagonal karbon lifli polimer yapıştırılmış (B-WELD-FRP-H) numunelere ait yatay yük-

Yatay yük (kn) öteleme oranı eğrileri Şekil 9 da verilmiştir. Yatay yük-yerdeğiştirme ilişkilerinden de görülebileceği gibi, gönye önündeki düşük dayanımlı betonun kırılıp yerine yüksek dayanımlı tamir harcı yerleştirilmesi ve kiriş boyuna donatılarının kaynaklanması B-WELD numunesinin yatay yük kapasitesini %20 mertebesinde arttırmıştır. Fakat bu artış ile birlikte bu numunedeki davranış, kiriş boyuna donatılarının sıyrılmasıyla elde edilen bir sözde sünek davranış yerine birleşim bölgesi kesme hasarı ile gelişen göreceli olarak daha gevrek bir davranışa dönüşmüştür. B-REF ve B-WELD numunelerinde kiriş boyuna donatıları akma şekildeğiştirmesi değerine ulaşamamıştır. Bu iki numuneden farklı olarak B-WELD-FRP-H numunesinde birleşim bölgelerindeki kesme çatlakları azalmış, kiriş boyuna donatılarındaki şekildeğiştirme değerleri akma değerlerinin üzerine çıkmıştır. Ayrıca bu numuneler %8 öteleme oranında yatay yük taşıma kapasitelerinin yaklaşık %95 ini muhafaza etmektedirler. Yatay yük (kn) Kaynak ve tamir harcının katkısı HPFRCC katkısı Öteleme oranı Şekil 8. Referans (JO), kaynaklı (JW), öndökümlü HPFRCC plak ile güçlendirilmiş (JH), ve hem kaynak hem de öndökümlü HPFRCC panel ile güçlendirilmiş (JWH) numunelerin yatay yük yerdeğiştirme ilişkileri B-REF B-WELD 150 100 B-WELD- FRP-H 50 0-0.10-0.08-0.06-0.04-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10-50 -100-150 -200 Öteleme oranı Şekil 9. İkinci grup deneylere ait yatay yük-yerdeğiştirme ilişkileri

Üçüncü Grup Deneyler Birinci ve ikinci grup olarak sunulan birleşim bölgesi deneyleri öncesi, bir ön çalışma olarak beton paneller, üzerlerine farklı konfigürasyon, kalınlık ve detaya sahip cam ve karbon lifli polimerler yapıştırılarak (Şekil 10) (Ilki ve diğ., 2007) veya öndökümlü HPFRCC paneller ile güçlendirilmişlerdir. Birleşim bölgelerini temsil eden bu numuneler diyagonal çekme etkileri altında test edilmiştir. Üçüncü grup deneysel çalışmada lifli polimer kompozitler ile güçlendirilmiş olan numuneler için elde edilmiş olan sonuçlar Şekil 11 de, öndökümlü HPFRCC paneller ile güçlendirilmiş olan numunelere ait sonuçlar Şekil 12 de gösterilmiştir (Bedirhanoğlu ve diğ. 2013). Öndökümlü HPFRCC paneller ile güçlendirilmiş olan deney grubunda, referans numuneleri (DS-0-a,b), HPFRCC panelin betona doğrudan yapıştırıldığı numune (DS-HPFRCC- 4) ve HPFRCC panelin betona yapıştırıcı ve çelik ankrajlarla monte edildiği (DS-HPFRCC-4A) numune test edilmiştir. Bu testlerin sonuçlarından da görüleceği gibi, gerek lifli polimer gerekse öndökümlü HPFRCC paneller ile güçlendirilmiş beton panellerin davranışı kaydadeğer şekilde iyileşmiştir. Özellikle çelik ankrajlar ile beton panele bağlanan HPFRCC paneller davranışta hem dayanım hem de deformasyon özellikleri açısından önemli iyileşme sağlanmıştır. Şekil 10. Lifli polimer ile güçlendirilmiş panel testleri (üçüncü grup deneyler) Referans Referans Düşey yük (kn) Tam Yüzey Cam 1 Kat Tam Yüzey Cam 1 Kat Tam Yüzey Karbon 1 Kat Tam Yüzey Karbon 2 Kat Şerit Cam 2 Kat Şerit Cam 3 Kat Ortalama düşey şekildeğiştirme (mm/mm) Şekil 11. Lifli polimer ile güçlendirilmiş panellerin diyagonal çekme deney sonuçları

Düşey yük (kn) Düşey şekildeğiştirme (mm/mm) Şekil 12. Öndökümlü HPFRCC panel ile güçlendirilmiş numunelerin diyagonal çekme altında davranışları Sonuçlar Bu çalışmada yaklaşık son on yılda İTÜ Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında betonarme yapıların birleşim bölgelerinin depremi benzeştiren yükleme şartları altında davranışlarını araştırmaya ve bu davranışları geliştirmeye yönelik olarak gerçekleştirilmiş olan deneyler ve bu deneylerde elde edilen sonuçlar özetlenmiştir. Farklı öğrencilerin doktora ve yüksek lisans tezlerinin konusunu da oluşturan bu çalışmalarda; ileri teknoloji malzemeler kullanılarak (lifli polimer kompozitler ve öndökümlü HPFRCC paneller) betonarme yapıların birleşim bölgelerinin deprem performanslarının önemli ölçüde iyileştirilebildiği gösterilmiştir. Teşekkür Bu çalışmalar TÜBİTAK MAG (106M054 numaralı proje) ve İTÜ BAP (proje numaraları 32002 ve 31811) tarafından desteklenmiştir. Sağladıkları malzemeler ve teknik destekten dolayı BASF Türkiye, BEKSA, İSTON, BETONSA, ve Art-Yol firmalarına teşekkür ederiz. Kaynaklar Bedirhanoglu, I., Ilki, A., Pujol, S. and Kumbasar, N. (2010). Behavior of deficient joints with plain bars and low-strength concrete. ACI Structural Journal, 52, 192-206. Bedirhanoglu, I., Ilki, A., and Kumbasar, N. (2013). Precast fiber reinforced cementitious composites for seismic retrofit of deficient rc joints. Engineering Structures, 107-3, 300-310. Beres, A., El-Borgi, S., White, R., and Gergely, P., (1992). Experimental results of repaired and retrofitted beam-column joint tests in lightly RC frame building. Technical Report NCEER-92-0025. Engindeniz, M., Kahn, L. F., and Zureick, A.H., (2004). Repair and strengthening of nonseismically designed rc beam-column joints: State-of-The-Art. Georgia Institute of Technology, School of Civil and Environmental Engineering, Structural Engineering and Materials, Research Report No. 04-4, 58.

Hanson, N.W., and Connor, H.W., (1967). Seismic resistance of reinforced concrete beamcolumn joints. Journal of the Structural Division, ASCE, 93(ST5), 533-560. Ilki, A., Bedirhanoglu, I., Candan, Y., and Kumbasar, N. (2007). Retrofit of low strength concrete panels with FRP sheets. FRPRCS-8, Patras, Greece. Ilki A., Bedirhanoglu I., Kumbasar N. (2011). Behavior of FRP-retrofitted joints built with plain bars and low-strength concrete. ASCE Journal of Composites For Construction, 15-3, 312-326. Ghobarah, A. and Said, A., (2001). Seismic rehabilitation of beam-column joints using FRP laminates, Journal of Earthquake Engineering, 5(1), 113-129. Meinheit, D. and Jirsa O., (1977). The shear strength of reinforced concrete joints. Final Report on a Research Project Sponsored by The National Science Foundation, Research Grant GK 40289, The University of Texas, Austin. Pampanin, S., Calvi, G. M., and Moratti, M., (2002). Seismic behaviour of r.c. beam-column joints designed for gravity loads. Proc. of 12th European Conference on Earthquake Engineering, London, Paper No. 726. Park, S. and Mosallam, K. M., (2012). Experimental and analytical studies on reinforced concrete buildings with seismically vulnerable beam column joints. PEER Reports, 2012/3. Paulay, T., Park, R., and Priestly, M.J.N., (1978). Reinforced concrete beam column joints under seismic actions. ACI Structural Journal, 75(6), 585-593. Tsonos, A.G., Stylianidis, K.A., (1999). Pre-seismic and post-seismic strengthening of reinforced concrete structural subassemblages using composite materials (FRP). Proc., 13th Hellenic Concrete Conf., Rethymno, Greece, 1, 455-466.