Fiber takviyeli polimer donatıların betonarme çerçeve dayanımına etkisinin araştırılması

Abstract

Lif takviyeli polimer (FRP) donatılar, korozyona karşı gösterdikleri direnç ve geleneksel yapı çeliğinden daha hafif olmaları gibi avantajlı özellikleri nedeniyle çelik donatı kullanımı yerine bu malzemelerin kullanımı son yıllarda araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Günümüzde kullanılan lif takviyeli polimerler başlıca CFRP (karbon lif), GFRP (cam lif), AFRP (aramid lif), BFRP (bazalt lif) donatılardır. FRP donatıların çekme dayanımlarının yüksek olması eğilme etkisindeki elemanlarda çekme donatısı olarak kullanımının yaygınlaşmasına olanak tanımakta ancak bu malzemenin anizotrop özelliğinden dolayı çekme altında gösterdikleri mekanik davranışları basınç altında gösteremiyor oluşları nedeniyle basınç etkisi altındaki taşıyıcı elemanlarda kullanımını kısıtlamaktadır. FRP donatıların basınç donatısı olarak kullanımının çevrimsel yükler etkisi altındaki davranışının kapsamlı bir şekilde incelenmesi gelecek zamanda düzenlenecek olan tasarım yönetmelikleri için veri havuzu oluşturulmasına katkıda bulunacaktır. Bu çalışmada, hibrit GFRP-çelik donatılı tek katlı ve bir açıklıklı betonarme çerçeveler eş zamanlı olarak eksenel yükleme ile yatay tersinir tekrarlı yükleme altında davranışı incelenmiştir. Deney sonuçları oluşturulan analitik modeller ile karşılaştırılmıştır.

Fiber-reinforced polymer (FRP) bars have advantageous features compared to the conventional steel reinforcement bars, such as resistance to corrosion even in harsh environments, lighter than the steel, and high tensile strength at their fiber direction. In recent years, common fiber reinforcements such as CFRP (carbon fiber), GFRP (glass fiber), AFRP (aramid fiber), and BFRP (basalt fiber) are being used as structural reinforcement. The high tensile strength of the FRP has allowed the use of them as tensile reinforcements, however; due to their anisotropic feature, there has yet not been fully explored the compression behavior at the compression structural elements. Hence, experimental investigating the behavior of FRP reinforcement bars under axial loading is a necessity. In this study, Glass Fiber Reinforcement Polymer (GFRP) bars will be used with conventional steel as a hybrid reinforcement at frame columns. Hybrid GFRP-steel one bay one-story concrete frame behavior under simultaneous axial loading and lateral cyclic loading was investigated. Experimental results were compared with analytical models.