ELİF AĞCAKOCA, ZEHRA ŞULE GARİP, Muharrem AKTAŞ

HM-CFRP ile güçlendirilmiş çelik I kirişlerin eğilme davranışlarının YSA analizi ile incelenmesi

Köprülerde kullanılan, çelik kompozit kirişler gerek kesit kayıplarından, gerekse artan trafik yüklerinden dolayı mevcut kesitleri yetersiz kalabilmektedir. Çözüm olarak kesitin yenisi ile değiştirilmesi ya da güçlendirilmesi tavsiye edilmektedir. Günümüzdeki teknolojik gelişmeler sayesinde karbon fiberlerin içinde yüksek rijitliğe sahip High moduluscarbon fiber-reinforced polimer(HM-CFRP) gibi güçlendirme malzemeleri üretilmekte ve bu malzemeler yine yüksek elastik modüle sahip çelik yapı elemanlarının güçlendirilmesinde kullanılmaktadır. Böylece polimer malzeme ile güçlendirilen çelik yapı elemanlarının rijitlik ve dayanımında mukavemet kazanması sağlanmaktadır. Ancak çelik, epoksi ve fiber takviyeli malzemeden oluşan güçlendirilmiş kirişlere ait deneysel çalışmalar zaman ve parasal yönden ekonomik olmamaktadır. Bu yüzden deney hazırlık aşaması zor olan durumlarda, numerik modeller hazırlanıp doğrulanarak parametrik çalışmalar yürütülebilmektedir. Bu çalışmadaki numerik model, deneysel çalışma ile doğrulanmış daha sonra parametrik çalışmalar yapılmış ve YSA ile test edilmiştir. Çalışmanın numerik modellemesinde ABAQUS sonlu eleman modeli kullanılmış gerek malzeme gerekse geometrik bakımdan doğrusal olmayan analizler yapılmıştır. YSA tabanlı modelinin performansı ile ABAQUS programından elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde YSA tekniği kullanılarak I kesitli Çelik- Betonarme kompozit kirişlerin HM- CFRP ile onarım ve güçlendirilmesinde daha hızlı, güvenilir ve ekonomik sonuçlar elde edilebileceği görülmüştür.

The investigation of HM-CFRP reinforced steel beams analysis of bending behavior in YSA

Steel sections used in the bridge, the beam can be renewed or reinforced for systems which have section loss due to corrosion or insufficient sections due to increasing traffic load. The solution is recommended as the sectional replaced or strengthened. Thanks to technological advances with high rigidity high modulus carbon fiber-reinforced polymer (HM-CFRP) materials are produced, and these materials are used again for the high elastic modulus reinforced with steel construction components. Thus, gaining strength in polymer reinforced steel construction elements are provided with the material stiffness and strength. However, experimental studies on the reinforced beams are not economic and monetary aspects of time. The difficulty of experimental cases, numerical models created parametric studies can be conducted. In this study, numerical models validated with experimental work, then tested with parametric study of the YSA. Study of numerical modeling ABAQUS finite element model of care used materials and the geometric nonlinear analysis. When the results obtained from modeling with NNA and FEM are compared, the former has given reliable, fast results for the behavior of RC composite steel I-Section retrofitted or repaired by HM-CFRP.

PDF

___

E. Ağcakoca, "I Kesitli Çelik-Betonarme Kompozit Kirişlerin Hm-Cfrp İle Onarim Ve Güçlendirilmesine Yönelik Metot Geliştirilmesi", Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012.
D. Schnerch, S. Rizkalla, Strengthening Of Scaled Steel-Concrete Composite Girders And Steel Monopole towers with CFRP, FRP Composites in Civil Engineering, ISBN 90 5809 638 6, United Kingdom, 2004.
S. Rizkalla, M. Dawood, E.A. Sumner, Fatigue and overloading behavior of steel-concrete composite flexural member strengthened with high modulus materials. J Compos Construct, Volume 11, Number:6, pp:659-669, 2007.
M. Tavakkolizadeh, H. Saadatmaneshs, Strengthening of steel-concrete composite girders using carbon fiber reinforced polymer sheets. Journal of Structural Engineering, Volume:129, Number:2, pp:30-40, 2003.
L.C. Hollaway, J. Cadei,. Progress in the technique of upgrading metallic structures with advanced polymer composites. Prog Struct Eng Mater, Volume: 4, Number:2, pp:131-48, 2002.
P. Colombi, C. Poggi, An experimental analytical and numerical study of the static behavior of steel beams reinforced by pultruded CFRP strips. Composites Part B, Volume: 37, Number:1, pp: 64-73, 2006.
M. Tavakkolizadeh, H. Saadatmanesh, Galvanic corrosion of carbon and steel in aggressive environments. Journal of Composites for Construction, Volume:5 , Number:3, pp: 200-210, 2001.
M. Tavakkolizadeh, H. Saadatmanesh, Galvanic corrosion of carbon and steel in aggressive environments. Journal of Composites for Construction, Volume:5 , Number:3, pp: 200-210, 2001.
J.A Gargia, A. Chiminelli, M. Lizaranzu, M.A. Jimenez, Characterization and material model definition of toughened adhesives for finite element analysis. International Journal of Adhesion, Volume: 31, Number:4, pp:182-192, 2010.
Z.Ş. Garip, Yapay Sinir Ağları ile Mevcut Yapıların Deprem Riski Açısından Durum Tespiti, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012.
T. Koyuncu, "Mevcut Betonarme Binaların Deprem Yükleri Altında Performanslarının Hızlı Olarak Belirlenebilmesi İçin Yeni Bir Değerlendirme Yöntemi", Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009.
D.K. Kim, C.B. Yun, 'Time Domain Soil-Structure Interaction in TwoDimensional Medium Based on Analytical Frequency-Dependent infinite Elements, International Journal of Numerical Methods in Engineering, vol. 47, no. 7, pp.1241-1261, 2000
T. Marwala, "Damage Identification Using Committee of Neural Networks",Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 126, No. 1, pp. 43-50, 2000.
N. Çağlar, "Yapay Sinir Ağları ile Binaların Dinamik Analizi", Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2002
M. Pala, Zemin Yapı Dinamik Etkileşiminin Yapay Sinir Ağları ile Analizi, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004