Çelik plakalar ile güçlendirilmiş betonarme kirişlerin modellenmesi ve sonlu elemanlar metodu ile analizi

Abstract

Deprem veya yük artışlarından dolayı hasara uğramış, taşıma kapasitesi azalmış betonarme kirişlerin onarım/güçlendirilmesinde çelik plakalar kullanılmaktadır. Bu plakaların kirişlere uygulanmasında karşılaşılan dezavantajlardan biri yapıştırılan plakaların uçlarında meydana gelen kayma ve normal gerilmelerden dolayı oluşan ayrılma sonucu erken ve ani kırılmanın meydana gelmesidir. Plaka uçlarında meydana gelen normal ve kayma gerilmelerini etkileyen faktörlerden ikisi olan epoksi tabakasının ve çelik plakanın kalınlığı bu çalışmanın konusunu oluşturmaktadır. Bu çalışmada, iki farklı kalınlıkta epoksi ve çelik plaka ile güçlendirilmiş betonarme kirişin düzgün yayılı yük altındaki davranışları Ansys sonlu elemanlar programı ile analiz edilmiştir. Plaka uçlarında meydana gelen normal ve kayma gerilmeleri, iki boyutlu düzlemsel elemanlar yardımıyla modellenen kirişin analizinden elde edilerek farklı epoksi yapıştırıcısı ve çelik plaka kalınlığına sahip iki durum karşılaştırılmıştır. Plaka ve epoksi katmanı kalınlığının gerilmelerde nasıl bir değişime yol açtığı incelenmiştir. Daha önce yapılmış çalışmalar sonucu elde edilen bulgular ile analiz sonuçları karşılaştırıldığında sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Yapılan analizler sonucu plaka ve epoksi tabakasının kalınlıklarının gerilmelerde aşırı artımlara yol açmamakta ancak artan plaka ve epoksi tabakası ile plaka ucundan kiriş ortasına doğru normal ve kayma gerilmelerindeki azalma daha yavaş olmaktadır. Anahtar Kelimeler : Onarım, Güçlendirme, Epoksi, Çelik Plaka, Ansys,

Steel plates are used in repair/strengthening of damaged reinforced concrete beams that their flexural or shear capacity have been reduced due to earthquakes or load increments. One of the disadvantages met during application of these plates is occurence of premature and sudden fractures at the end of the plates. Because of peeling resulting from shear and normal stresses. Thicknesses of the epoxy layer and plate that effects the normal and shear stresses at the end of the plate are the subjects of this study. IllIn this study, the behaviour of reinforced beam under uniformly distributed load condition is analysed by using Ansys finite elements program. The normal and shear stresses at the end of the plate are compared for various epoxy layer and plate thicknesses by using two dimensional planar finite elements. Variation of the normal and shear stresses due to plate and epoxy layer thicknesses' change is studied. It is seen that obtained results are in accordance with the results of past studies. As a result of analysis it is observed that epoxy layer and plate thicknesses are not causing excessieve increases in normal and shear stresses. However with increase in plate and epoxy layer thicknesses, the decrease in stresses toward beam mid-span occurs slower. Key Words : Repair, Strengthen, Epoxy, Steel Plates, Ansys