Mevcut yapıların FRP ile güçlendirilmesi

TÜBİTAK MAG16.08.2006Enine donatısı yetersiz betonarme kolonlar büyük bir depremde oluşan sismik enerjiyi harcayacak sünekliğe sahip değillerdir. Burada anlatılan çalışmada dayanımı düşük, düz donatılı ve sünek olmayan dikdörtgen betonarme kolonların CFRP kullanılarak güçlendirilmesini incelenmiştir. Enine donatısı yetersiz bina kolonlarını temsil eden 5 numune test edilmiştir. Her numune, sabit eksenel yük altında (eksenel yük taşıma kapasitesinin yaklaşık %35’ i) ve yanal tersinir yerdeğiştirmeleri altında test edilmiştir. İncelenen başlıca parametreler, sarılan CFRP tabaka sayısı ve güçlendirme sırasında kolon üzerinde bulunan eksenel yükün varlığıdır. Referans numunesinde güç tükenmesi başlangıcındaki nihai ötelenme oranı %2.5 olarak gözlenmiş ve yerdeğiştimelerin yaklaşık olarak %40’ının donatının sıyrılmasından kaynaklandığı görülmüştür. Bunun yanında, kolonların plastik mafsal bölgesini 2 kat CFRP sarma durumunda CFRP’ de yırtılma %7 ötelenme seviyesinde gözlenmiştir. Burada, yerdeğiştirmelerin yaklaşık %80’ i donatı sıyrılmasından kaynaklanmıştır. Alınan sonuçlar, CFRP sarılmış düz donatılı yetersiz kolonların nervürlü donatılı olanlara göre güç tükenmesi olmaksızın daha yüksek yerdeğiştirme seviyelerine çıkabildiğini göstermiştir.Reinforced concrete columns lacking sufficient transverse reinforcing steel do not possess the necessary ductility to dissipate seismic energy during a major earthquake. The study reported herein investigates the use of carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) wrapping as a method of retrofitting of non-ductile rectangular reinforced concrete columns with low strength concrete (fc’≈15MPa) and plain bars. Five specimens representative of transverse steel deficient columns (10 mm diameter bars having 0.6h spacing with 90 degree hooks at the ends) in existing buildings were tested. The specimens consisted of 350 mm x 350 mm x 2000 mm dimensions with a stiff column stub of 1350 x 500 x 400 mm in size. Each specimen was tested under lateral cyclic displacement excursions under constant axial load (35% of axial load carrying capacity) to simulate the seismic demand. The main parameters under investigation were the number of layers of CFRP wrap and presence of the axial load on the column during strengthening. It was observed that ultimate drift ratio at the onset of strength degradation was about 2.5% for the as built column and about 40% of the deformations were due to bar slip. On the other hand, upon CFRP wrapping with two layers ultimate drift ratio was about 7% at CFRP rupture. Interestingly about 80% of the deformation was due to bar slip. This shows that upon CFRP retrofit deficient columns with plain bars can withstand against larger deformation demands without strength degradation compared to those with deformed bars. Therefore, great care must be taken when calculating the deformations (either for assessment or rehabilitation) due to bar slip when plain bars are used