Betonarme kirişlerde cam elyaf donatıların eğilme davranışına etkisi

Abstract

Son yıllarda cam elyaf (GFRP) donatılar yüksek dayanımları, düşük özgül ağırlıkları ve korozyona uğramamaları nedeniyle çelik donatılara alternatif olarak kullanılmaktadır. GFRP donatılar göçmeye kadar doğrusal gerilme-şekil değiştirme davranışı göstermektedir. Ayrıca elastisite modülleri çeliğe göre daha düşüktür. Bu nedenlerle bu donatıların davranışlarının iyi anlaşılması, avantaj ve dezavantajların belirlenmesi gerekmektedir. Ülkemizde bu konu ile yapılmış yeteri kadar çalışma mevcut değildir. Bu çalışma çelik donatıya iyi bir alternatif olarak düşünülen GFRP donatılı betonarme kirişlerin davranışlarını tespit etmek ve iyileştirmek amacıyla gerçekleştirilmiş deneysel bir çalışmadır. Çalışmada kiriş çekme donatısı olarak, çelik donatının yanında cam elyaf donatılar da kullanılmıştır. Bu donatılar sadece çelik, sadece cam elyaf, cam elyaf ve çelik donatılar birlikte kullanılacak şekilde düzenlenmiştir. Basınç donatıları ise tüm elemanlarda aynıdır. ½ ölçekli yedi adet betonarme kiriş elemanı hazırlanmış ve eğilme altında test edilmiştir. Deneyler sonunda elemanların süneklik oranları, enerji sönümleme kapasiteleri, akma yükleri ve rijitlikleri değerlendirilmiştir. GFRP donatılar kirişlerin davranışlarının gevrekleşmesine neden olmuş ancak GFRP donatı kullanılan kirişlerin taşıma gücü kapasitesinde çelik donatılı kirişlere göre artış olmuştur.

Glass fiber reinforced polymer (GFRP) rebars have been identified as an alternative construction material for reinforcing concrete during the last decade owing to their high stength, low self-weigth and non-corrodible nature. These materials have linear stress-strain behavior up to failure. Furthermore, the modulus of elasticity of GFRP is significantly lower than that of steel. Therefore behavior of GFRP bars should be well understood and it is necessary to determine the advantages and disadvantages of GFRP bars. There are not enough studies about this topic in Turkey. This experimental study is planned for understandign the mechanical properties of GFRP bars that will be used as an alternative to steel bars in future. Steel and GFRP bars were used as tensile reinforcement in beams. Only steel bars, only GFRP bars or steel and GFRP bars together were used as tensile reinforcement in test beams. Steel compression reinforcement was used in all specimes. 7 half scale reinforced concrete beams were tested under four-point bending. After the tests ductility ratio, energy dissipation capacity, yielding load and stiffness values were evaluated. GFRP reinforcement resulted in brittle behaviour in reinforced beams but an increase at ultimate bearing capacity was observed in GFRP reinforced beam compared to steel reinforced beam.