CFRP i̇le beton yüzeyler arasindaki̇ geri̇lme aktarim mekani̇zmalarinin deneysel ve anali̇ti̇k olarak i̇ncelenmesi̇

Abstract

Bu çalışma kapsamında çatlaksız, eğilme çatlağı ile kesme çatlağına sahip beton yüzeyine yapıştırılan ankrajlı ve ankrajsız CFRP şeritler ile yüzey arasındaki birim şekil değiştirme dağılımı ve bond-slip modeli ile ilgili bir araştırma yapılmıştır. Ankrajsız ve ankrajlı CFRP şeritlerin davranışları ile eğilme ve kesme çatlağına sahip beton yüzeylerine yapıştırılmış CFRP şeritlerin davranışları karşılaştırılarak ankrajlı CFRP şeritler için yeni bir bond-slip modeli önerilmiştir. Ayrıca CFRP şeritlerdeki birim deformasyon dağılımı ile ilgili yorumlar yapılmıştır. Çalışmada incelenen temel değişkenler beton yüzeyindeki çatlak tipi ve sayısı, CFRP şerit genişliği, CFRP şerit yapıştırma boyu ve ankraj sayısıdır. Ayrıca ankrajsız referans elemanları da test edilerek çatlaklı ve ankrajlı deney elemanları ile karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada 50 ve 100 mm CFRP şerit genişlikli, 200 ve 280 mm yapıştırma boyuna sahip, 1, 2, 3 ankrajlı, 1, 2 kesme ve eğilme çatlağına sahip ve ankrajsız referans elemanları olmak üzere toplam 30 deney elemanı test edilmiştir. Deney elemanlarının yük-deplasman grafikleri ve birim deformasyon dağılımları ölçülerek yorumlanmıştır. Deney elemanlarının dayanımları, başlangıç rijitlikleri ve enerji tüketim kapasiteleri değerlendirilerek ankrajlı, ankrajsız ve çatlaklı beton yüzeylerindeki CFRP şeritlerin davranışları birbiriyle karşılaştırılmıştır. Ayrıca ankrajlı CFRP şeritler için yeni bir bond-slip modeli önerilmiştir. CFRP şerit genişliği ve yapıştırma boyu arttıkça dayanım, rijitlik ve enerji tüketim kapasitleri de artmıştır. Ankraj sayısındaki artış sonucunda deney elemanlarının dayanım, rijitlik ve enerji tüketim değerleri de artmıştır. Yeni önerilen bond-slip modelinde ankrajların olması, ankrajsız standart bond-slip modellerine göre yükün azalan bölümünde değişime neden olmuştur.

In scope of this study, a research study is conducted both experimentally and analytically investigate the stress transfer mechanisms between concrete surfaces, to shear and bending cracks as well as without any cracks, and CFRP strips bonded to concrete surfaces with and without anchorages. Also, a new bond slip model is proposed to simulate the slip behavior of the CFRP strips bonded to concrete surfaces using anchorages. Furthermore, strain distributions in the CFRP strips are observed and interpreted. Also, finite element simulations of the test specimens were conducted using the software ANSYS. The main variables in the study are type and number of cracks on the concrete surface, CFRP strip width, CFRP bonding length and number of anchorages. Moreover, the specimens without any anchorages are also tested and the results are comparatively presented. 30 test specimens with 1 or 2 shear or flexural cracks as well as the specimens without any cracks were strengthened with 50 mm or 100 mm wide CFRP strips using varying number of anchorages (1 to 3) and 200 mm or 280 mm CFRP strip length. The test results obtained from the experimental study are comparatively presented in terms of strain distributions on CFRP strips, load – displacement behaviors, strengths, initial stiffnesses and energy dissipation capacities. From the test results it is observed that the rigidities and energy dissipation capacities of the test specimens increased with increasing CFRP strip width and bonding length and increasing number of anchorages. The results obtained from the new bond slip model reflected the variation in the post peak behavior of the test specimens with anchorages.