Hibrit FRP ve çelik donatılı betonarme kirişlerin davranışının incelenmesi

Sunulan tezde, hibrit CFRP-çelik donatılı betonarme kirişlerin davranışı incelenmiştir. Çalışmada, toplam beş adet kiriş hazırlanmıştır. Bunlardan biri CFRP donatılı betonarme kiriş, ikisi hibrit CFRP-çelik donatılı betonarme kiriş ve ikisi hibrit CFRP-çelik donatılı çelik lifli betonarme kiriştir. Kiriş numuneler 150×200 mm kesit boyutlarında ve 1500 mm uzunluğundadır. Hazırlanan kirişler denge üstü olarak tasarlanmıştır. Kirişler eğilme davranışını belirlemek amacıyla dört nokta yüklemesi altında test edilmiştir. Deneysel çalışmada elektronik data toplama sistemi kurulmuş ve kirişlere uygulanan yük ve karşılık gelen deplasman ve birim deformasyonlar belirli aralıklarla bilgisayara kaydedilmiştir. Kiriş testlerinde numunede meydana gelen çatlaklar, çatlak gelişimleri, uygulanan yük ve deplasmanlar ile şekil değiştirmeler gözlenmiştir. Kirişlerin taşıma kapasitesi ve yük-deplasman eğrileri elde edilmiştir. Test edilen kirişlerin tasarıma uygun olarak denge üstü olacak şekilde kırıldığı görülmüştür. Yapılan deneylerde, çelik liflerin çatlak genişliğini sınırladığı ve kirişlerin sünekliğini arttırdığı tespit edilmiştir. Çalışmada ayrıca, hibrit FRP-çelik donatılı çelik lifli ve lifsiz kirişlerin analizi için teorik bir yöntem ele alınmıştır. Teorik yöntemde çelik lifli ve lifsiz betonun doğrusal olmayan gerilme-birim deformasyon ilişkileri dikkate alınmıştır. Test edilen kirişler yük-deplasman eğrileri ve taşıma gücü için analiz edilmiştir. Analitik sonuçlar deney sonuçları ile karşılaştırılmış ve uyum içinde olduğu görülmüştür. Teorik yöntemde beton ve çelik lifli beton için kabul edilen gerilme-şekil değiştirme modellerinin hibrit CFRP-çelik donatılı betonarme kirişlerin davranışının belirlenmesinde makul sonuçlar sağladığı belirlenmiştir.

In the presented thesis, the behavior of hybrid CFRP-steel reinforced concrete beams was examined. In the study, a total of five beams were prepared. One of them was reinforced concrete beam with CFRP bars, two beams were hybrid CFRP-steel reinforced concrete beams and two beams were hybrid CFRP-steel reinforced steel fiber concrete beams. The beam specimens were 150×200 mm in cross section sizes and 1500 mm in length. The prepared beams were designed as over-reinforced. The beams were tested under four-point loading to determine the flexural behavior. In the experimental study, an electronic data acquisition system was set and the applied load and the corresponding deflections and strains were recorded in a computer at an interval time. In the beam tests, cracks, crack developments, applied load, deflections and strains in the beams were observed. The ultimate loads, load-deflection curves of the beams were attained. It was observed that the tested beams were failed as over-reinforced in consistent with design. In the experiments, it was found that steel fibers restricted the crack widths and improved the ductility of the beams. In addition, a theoretical procedure was taken into consideration to analyse the plain and steel fibers reinforced concrete beams with hybrid FRP-steel bars in the study. In the theoretical method, the nonlinear stress-strain relationships of plain and steel fiber concrete were considered. The tested beams were analysed for load-deflection curves and load capacities. The analytical results were compared with the test results and obtained in good agreement. It was determined that the stress-strain models for plain and steel fiber concrete assumed in the theoretical method provided reasonable results for the predicting the behavior of hybrid CFRP-steel reinforced concrete beams.