Yetersiz donatı bindirme boyu bulunan kolonların aktif FRP sargısı ile güçlendirilmesi

Abstract

Yetersiz bindirme boyu ile üretilen kolonlar, şiddetli depremler sırasında tasarım yük kapasitelerine ulaşamadan, erken göçme ile karşılaşabilmektedirler. Literatürde yer alan çalışmalar, dairesel kolonlarda yetersiz bindirme boyu probleminin çözümünde, pasif FRP sargılamanın etkili olduğunu gösterirken, dairesel olmayan kolonlarda aynı etkinin tam olarak elde edilemediği belirtilmektedir. Pratikte imal edilen kolonların büyük bölümünü, kare ve dikdörtgen kolonlar oluşturmaktadır. Bu yüzden, yetersiz bindirme boyu ile imal edilmiş dairesel olmayan kolonların güçlendirilmesi için etkili bir tekniğin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışma yetersiz bindirme boyu bulunan kare kolon davranışının, aktif FRP sargılama ile geliştirilmesi amacı ile gerçekleştirilmiştir. Bindirme boyu sorununun temelde aderans problemi olması ve aktif sargılamanın, eklenen donatıları çevreleyen hayali beton silindirin güçlendirilmesi yoluyla, aderans sorununu çözebileceği düşüncesi, çalışmanın çıkış noktasını oluşturmaktadır.Bu çalışmada on iki adet, yetersiz bindirme boyu ile imal edilmiş kolon, iki farklı ekseney yük seviyesinde, tersinir tekrarlanır yük altında test edilmiştir. Aktif FRP sargılamanın, numunelerdeki aderans davranışında sağlayacağı etkinliğin incelenebilmesi amacıyla, iki adet sargısız referans numune ve üç adet pasif FRP sargılama yapılmış numune denenmiştir. Aktif sargılanmış numunelerde, üç farklı başlangıç öngerilme değeri kullanılmıştır.Deney sonuçları, eksenel yük seviyesi yüksek olan ve aktif sargılama başlangıç öngerilme değerinin fazla olduğu kolonlarda, yatay yük taşıma kapasitesinde, belirli bir oranda iyileşme olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda aktif FRP sargılama uygulanmış kolonlarda, pasif sargılama ile güçlendirilmiş kolonlara göre daha fazla enerji tüketimi olduğu, rijitlik düşüşünün azaldığı ve daha az kalıcı deformasyonların elde edildiği sonucuna ulaşılmıştır.

The reinforced concrete columns with inadequate lap-splice length may undergo premature failure in a severe earthquake. The studies in literature indicate that while passive FRP confinement is effective in solving inadequate lap-splice length problem in circular columns, it is not so effective in noncircular columns. However, most of the columns in practice are in either square or rectangular shapes. Thus, it is necessary to develop an efficient technique for strengthening of noncircular columns with lap-splice problems. This study aims at enhancing the behavior of square reinforced concrete columns with inadequate lap-splice length by active FRP confinement. It is based on the idea that insufficient lap-splice length problem is actually an anchorage problem and that active confinement may strengthen the pseudo-cylindrical concrete block around the rebar, which in turn, may improve the bond behavior.Twelve square reinforced concrete columns with insufficient lap splice length are tested in reversed cyclic lateral loading under two different axial load levels. In order to evaluate the effectiveness of active FRP confinement on enhancing the bond behavior of the test columns, two reference columns are tested with no external confinement and three columns are tested using passive FRP confinement. Three different levels of initial confining pressure are applied to actively confined columns.Test results indicate that active confinement with CFRP sheets improves lateral load capacities of test columns, especially in those with higher axial load and larger initial confining pressure. It is also observed that actively confined specimens dissipate more energy, exhibits less stiffness degradation and have smaller residual displacements than passively confined specimens.