Karbon Fiber Takviyeli Elyaf Kumaşlarla Güçlendirilen Betonarme Kolonların Eş Merkezli ve Tek Doğrultulu Eğilme Yüklemeleri Altındaki Davranışının Deneysel Olarak İncelenmesi

Betonarme kolonlar, yapının yaşlanması, çevresel etkiler, deprem vb. gibi durumlardan dolayı güçlendirilmesi ya da onarılması gereken en önemli yapısal elemanlardır. Bir yapı elemanı güçlendirilirken hangi etkilere maruz kaldıklarını tespit etmek oldukça önem arz etmektedir. Betonarme kolonlar da çoğu kez eş merkezli yüklemelere maruz kalsalar da özellikle kenar kolonlar dış merkezli olarak da yüklemelere maruz kalarak eğilme momentleri tesiri altında eksenel yük taşımaya çalışmaktadır. Bu çalışma kapsamında eş merkezli ve dış merkezli olarak yüklenen betonarme kolonların karbon fiber takviyeli elyaf kumaş (KFTEK) şeritler ile güçlendirilmesinin deneysel olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 6 adet büyük ölçekli deney elemanı üretilmiştir. Bu deney elemanlarından 2 adeti referans olarak seçilmiştir. Geriye kalan 4 adet deney elemanı is KFTEK şeritler ile güçlendirilmiştir. Yükleme tipi (eş ve dış merkezli) ve ankraj kullanımı değişkenler olarak belirlenmiştir. Şerit genişliği ve aralığı ise sabit tutulmuştur. Gerçekleştirilen deneysel çalışma sonucunda deney elemanlarının maksimum yük taşıma kapasitesi, başlangıç rijitliği, sünekliği ve enerji tüketim kapasitesi hesaplanarak sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Experimental Investigation of Behavior of Reinforced Concrete Columns Strengthening with Carbon Fiber Reinforced Polymer Under Axial and Uniaxial Bending Loadings

Reinforced concrete columns are the most important structural elements that need to be strengthened or repaired due to situations such as aging of the structure, environmental effects, earthquake, etc. It is very important to determine what effects a structural element is exposed to while being strengthened. Although reinforced concrete columns are often subjected to concentric loads, especially side columns are also subjected to eccentric loads and try to carry axial loads under the influence of bending moments. In this study, it is aimed to experimentally investigate concentric and eccentrically loaded reinforced concrete columns strengthening with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. For this purpose, 6 large-scale test elements were fabricated. Two of these test elements were chosen as reference. The remaining 4 test elements are strengthened with CFRP strips. Loading type (concentric and eccentric) and anchor usage were determined as variables. The strip width and spacing were kept constant. As a result of the experimental study, the maximum load carrying capacity, initial stiffness, ductility and energy dissipation capacity of the test elements were calculated and the results were compared.

___

  • Rodriguez, M., Park, R. 1994. “Seismic load tests on reinforced concrete columns strengthened by jacketing”, ACI Structural Journal, 91(2),150–159.
  • Stoppenhagen, D. R., Jirsa, J. O., Wyllie, L. A. 1995. “Seismic repair and strengthening of a severely damaged concrete frame”, ACI Structural Journal, 92(2), 177–187.
  • Júlio, E. S., Branco, F., Silva, V. D. 2003. “Structural Rehabilitation of Columns using Reinforced Concrete Jacketing”, Progress in Structural Engineering and Materials, 5(1), 29-37.
  • Eduardo, N. B. S. Júlio., Fernando, A. B. Branco., Vítor, D. Silva. 2005. “Reinforced Concrete Jacketing—Interface Influence on Monotonic Loading Response”, ACI Structural Journal, 102(2), 252-257.
  • Júlio, E. S., Branco, F., Silva, V. D. 2004. “Concrete-to-Concrete Bond Strength—Influence of the Roughness of the Substrate Surface”, Construction and Building Materials, 18(9), 675-681.
  • Chung, L. L., Wu, L. Y., Lien, K. H. 2011. “Experimental study on retrofit of school buildings by adding sandwich columns to partition brick walls”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 40, 1417-1434.
  • Chai, Y. H., Priestley, M. J. N., Seible, F. 1994. “Analytical model for steel jacketed Reinforced Concrete circular bridge columns”, ASCE Journal of Structural Engineering, 120(8), 2358–76.
  • Mahrenholtz, C., Lin, P. C., Wu, A. C., Tsai, K. C., Hwang, S. J., Lin, R. Y., Bhayusukma, M. Y. 2015. “Retrofit of reinforced concrete frames with buckling-restrained braces”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 44, 59-78.
  • Shafaei, J., Hosseini, A., Marefat, M. S., Ingham, J. M. 2017. “Rehabilitation of earthquake damaged external RC beam-column joints by joint enlargement using prestressed steel angles”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 46, 291-316.
  • Herwig, A., Motavalli, M. 2016. “Axial behavior of square Reinforced Concrete columns strengthened with lightweight concrete elements and unbonded GFRP wrapping”, ASCE Journal of Composites for Construction, 16, 747–52.
  • Hu, Y. M., Yu, T., Teng, J. G. 2011. “FRP confined circular concrete filled thin steel tubes under axial compression”, ASCE Journal of Composites for Construction, 15(15), 850–60.
  • Parvin, A., Brighton, A. 2014. “Fiber Reinforced Polymer composites strengthening of concrete column under various loading conditions”, Polymers, 6, 1040–56.
  • Olivova, K., Bilcik, J. 2009. “Strengthening of concrete columns with CFRP”, Slovak Journal of Civil Engineering, 1, 1–9.
  • Barros, J. A. O., Varma, R. K., Sena-Cruz, M., Azevedo, A. F. M. 2008. “Near surface mounted FRP strips for the flexural strengthening of RC columns – experimental and numerical research”, Engineering Structures, 30(12), 3412–25.
  • Lorenzis, D. L., Nanni, A., Tegola, L. A. 2000. “Strengthening of Reinforced Concrete structures with Near Surface Mounted FRP Rods”, International Meeting on Composite Materials PLAST 2000.
  • Ze-Jun, G., Michael, J. C., Tsu-Wei, C., David, Y. C. P. 1998. “The retrofitting of reinforced concrete column-to-beam connections”, Composites Science and Technology, 58(8), 1998, 1297-1305.
  • Sheikh, S. A. 2002. “Performance of concrete structures retrofitted with fibre reinforced polymers”, Engineering Structures, 24(7), 869-879.
  • ElGawady, M. A., Lestuzzi, P., Badoux, M. 2006. “Shear strength of URM walls retrofitted using FRP”, Engineering Structures, 28(12), 1658-1670.
  • Wei, H., Wu, Z., Guo, X., Yi, F. 2009. “Experimental study on partially deteriorated strength concrete columns confined with CFRP”, Engineering Structures, 31(10), 2495-2505.
  • Chen, W. W., Yeh, Y. K., Hwang, S. J., Lu, C. H., Chen, C. C. 2012. “Out-of-plane seismic behavior and CFRP retrofitting of RC frames infilled with brick walls”, Engineering Structures, 34, 213-224.
  • Obaidat, Y. T., Abu-Farsakh, G., Ashteyat, A. M. 2019. “Retrofitting of partially damaged reinforced concrete beam-column joints using various plate-configurations of CFRP under cyclic loading”, Construction and Building Materials, 198, 313-322.
  • Lam, L., Teng, J. G. 2003a. “Design-oriented stress–strain model for FRP-confined concrete”. Construction and building materials, 17(6-7), 471-489.
  • Lam, L., Teng, J. G. 2003b. “Design-oriented stress-strain model for FRP-confined concrete in rectangular columns”, Journal of reinforced plastics and composites, 22(13), 1149-1186.
  • Hawileh, R. A., Nawaz, W., Abdalla, J. A., Saqan, E. I. 2015. “Effect of flexural CFRP sheets on shear resistance of reinforced concrete beams”. Composite Structures, 122, 468-476.
  • Nawaz, W., Hawileh, R. A., Saqan, E. I., Abdalla, J. A. 2016. “Effect of longitudinal carbon fiber-reinforced polymer plates on shear strength of reinforced concrete beams”, ACI Structural Journal, 113(3).
  • Ghoroubi, R., Mercimek, Ö., Özdemir, A., Anil, Ö. 2020. “Experimental investigation of damaged square short RC columns with low slenderness retrofitted by CFRP strips under axial load”, Structures, 28, 170-180.
  • Mercimek, Ö., Ghoroubi, R., Anil, Ö., Çakmak, C., Özdemir, A., Kopraman, Y. 2020. “Strength, ductility, and energy dissipation capacity of RC column strengthened with CFRP strip under axial load”, Mechanics Based Design of Structures and Machines, 1-19.
  • Ozbakkaloglu, T., Lim, J. C., Vincent, T. 2013. “FRP-confined concrete in circular sections: Review and assessment of stress–strain models”. Engineering Structures, 49, 1068-1088.
  • Vincent, T. Ozbakkaloglu, T. 2013. “Influence of concrete strength and confinement method on axial compressive behavior of FRP confined high-and ultra high-strength concrete”, Composites Part B: Engineering, 50, 413-428.
  • Barros, J. A., Ferreira, D. R. 2008. “Assessing the efficiency of CFRP discrete confinement systems for concrete cylinders”, Journal of Composites for Construction, 12(2), 134-148.
  • Park, T. W., Na, U. J., Chung, L., Feng, M. Q. 2008. “Compressive behavior of concrete cylinders confined by narrow strips of CFRP with spacing”. Composites Part B: Engineering, 39(7-8), 1093-1103.
  • Campione, G., La Mendola, L., Monaco, A., Valenza, A., Fiore, V. 2015. “Behavior in compression of concrete cylinders externally wrapped with basalt fibers”, Composites Part B: Engineering, 69, 576-586.
  • Pham, T. M., Hadi, M. N., Youssef, J. 2015. “Optimized FRP wrapping schemes for circular concrete columns under axial compression”, Journal of Composites for Construction, 19(6), 04015015.
  • Triantafyllou, G. G., Rousakis, T. C., Karabinis, A. I. 2015. “Axially loaded reinforced concrete columns with a square section partially confined by light GFRP straps”, Journal of Composites for Construction, 19(1), 04014035.
  • Saljoughian, A., Mostofinejad, D. 2016. “Axial-flexural interaction in square RC columns confined by intermittent CFRP wraps”. Composites Part B: Engineering, 89, 85-95.
  • Wei, H., Wu, Z., Guo, X., Yi, F. 2009. “Experimental study on partially deteriorated strength concrete columns confined with CFRP”, Engineering Structures, 31(10), 2495-2505.
  • Saadatmanesh, H., Ehsani, M. R., & Li, M. W. (1994). Strength and ductility of concrete columns externally reinforced with fiber composite straps. Structural Journal, 91(4), 434-447.
  • Hadi, M. N. (2006a). Comparative study of eccentrically loaded FRP wrapped columns. Composite structures, 74(2), 127-135.
  • Hadi, M. N. S. (2006b). Behaviour of FRP wrapped normal strength concrete columns under eccentric loading. Composite structures, 72(4), 503-511.
  • Marques, P. F., & Chastre, C. (2012). Performance analysis of load–strain models for circular columns confined with FRP composites. Composite Structures, 94(11), 3115-3131.
Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2018
  • Yayıncı: Bayburt Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Karbon Fiber Takviyeli Elyaf Kumaşlarla Güçlendirilen Betonarme Kolonların Eş Merkezli ve Tek Doğrultulu Eğilme Yüklemeleri Altındaki Davranışının Deneysel Olarak İncelenmesi

Yaşar ERBAŞ, Mehmet BARAN, Ömer MERCİMEK, Ozgur ANIL

EEG Sinyallerini İşlemek İçin Makine Öğreniminin Kullanıldığı Konular Üzerine Bir İnceleme

Shams Qahtan Omar OMAR, Cengiz TEPE

Rüzgâr Türbin Sisteminde İki ve Üç Seviyeli Dönüştürücü Tasarımı ve Güç Analizinin Yapılması

Yunus ÇITAK

Sudan'daki Bir Rafineride Kullanılan İki Farklı Ham Petrol Türünün Karşılaştırmalı Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi

Mohammed ABDELGADİR, Gülşah YILAN, Gökçen ÇİFTÇİOĞLU

1,4-Bis(2-Kloro-4-Nitrofenil)Piperazin Molekülünün Yapısının Aydınlatılması ve DNA ile Moleküler Kenetlenme Analizi

A. Demet DEMİRAG, Sefa ÇELİK, Berkant İLGİN, Ayşen ÖZEL, Sevim AKYÜZ

Dökme Demirlerde Döküm Simülasyonu Yazılımı ile Dart Hatası Oluşumunun Analizi ve Önlenmesi

Fatih BARAN, Ahmet OZEL, Soner Özden ERTURK, Elif Cansu CAMUR

Türkiye’deki Orman Suçlarının Değerlendirilmesi

Nuray KAHYAOĞLU, Engin GÜVENDİ, Murat Han ERTUĞRUL

2-Aminobenzotiyazol Türevlerinin Proton Transfer Tuzlarının Sentezi Ve Karakterizasyonu

Halil İLKİMEN, Cengiz YENİKAYA

Ulaşım Aksı Üzerinde Yer Alan Çocuk Oyun Alanlarının Peyzaj Karakter Analizinin Rize Kent Ölçeğinde İrdelenmesi: Fener Mahallesi Örneği

Banu BEKCİ, Merve ÜÇOK, Gülcay ERCAN OĞUZTÜRK

Uçucu ve Sabit Yağlar: Kimyasal Yapı-Aktivite İlişki Değerlendirmesi

Gülce TAŞKOR ÖNEL, Hatice Gözde YAMAN AKBAY