Lifli polimer kompozitler ile güçlendirilmiş (sargılanmış) betonarme kolonların deprem davranışı ve performansa dayalı deformasyon limitleri

Abstract

Bu tez kapsamında, iki tam ölçekli çeşitli yapısal yetersizliklere sahip betonarme test binası inşa edilerek sabit düşey yükler ve iki aşamalı yatay yükleme altında eş zamanlı test edilmiştir. Binalardan bir tanesi güçlendirilmemiş, diğeri ise birinci ve ikinci kat kolonları karbon lifli polimerler ile sargılanarak güçlendirilmiştir. Çevrimsel olarak uygulanan ilk yatay yük aşaması, güçlendirilmemiş binada ileri seviye yapısal hasar gözlemlenen %0.9 birinci kat öteleme oranına kadar devam ettirilmiştir. İkinci yatay yük aşaması artımsal itme yüklemesi olarak uygulanmış, %1.45 öteleme oranında güçlendirilmemiş bina da toptan göçme durumu gözlenirken güçlendirilmiş test binası %15 birinci kat öteleme oranın da düşey yük taşıyıcılığını korumaya devam etmiştir. Toplanan deneysel verilerden binalara ait kuvvet-deformasyon ilişkileri oluşturulmuş ve güçlendirme yönteminin deprem performansı açısından etkinliği değerlendirilmiştir. Güncel teknik dökümanlarda önerilen modelleme yaklaşımları ile binalara ait sayısal modeller oluşturularak artımsal statik itme analizleri ile binaların analitik davranışları elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar deneysel davranışlar ile karşılaştırılarak modelleme yaklaşımlarının tahmin başarıları irdelenmiştir. Güçlendirilmemiş bina deneysel davranışının daha başarılı tahmin edilebilmesi için literatürden üç deformasyon bileşenli kolon modeli sayısal modele uygulanmış ve elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Güçlendirilmiş bina deneysel davranışının süneklik özelliğini daha iyi yansıtacak modelleme yaklaşımının geliştirilmesi amacıyla lifli polimerler ile sargılı kolon testleri veri tabanı oluşturulmuş ve gerçekleştirilen çalışmalar ile ampirik modelleme parametreleri önerilmiştir. Önerilen modelleme parametreleri güncel yaklaşımlar ile değerlendirilerek, güçlendirme tasarım ve değerlendirme süreçlerinde kullanılabilecek hasar sınırları (deformasyon limitleri) belirlenmiştir. Çalışmada önerilen modelleme yaklaşımı ve hasar sınırlarının tahmin başarıları, literatürden lifli polimer ile sargılanmış kolon testleri ve ayrıca, güçlendirilmiş test binasının deneysel davranış ilişkileri esas alınarak değerlendirilmiştir.

In the scope of thesis, two full-scale reinforced concrete buildings with various structural deficiencies were simultaneously constructed and tested under constant gravity loads and two staged lateral loading. One of test building was tested as-built and the columns of the other test building were retrofitted with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) confinement before full-scale tests. The first stage lateral loading was applied as incremental cycles up to %0.9 first story drift ratio where the several structural damages were observed on first stroy columns of as-built test building. The second stage of lateral loading were applied as pushover. While the total collapse of as-built building occured at %1.45 first story drift ratio, the retrofitted one was maintaining the gravity load carrying capacity at %15 first story drift ratio. The efficiency on seismic performance of the retrofitting technique was evaluated through the experimental behaviour relations. The test buildings were numerically modelled with the modelling approaches of modern technical documents, and force-deformation relationships of test buildings were obtained from nonlinear static analysis. The prediction performance of modelling approaches was investigated through comparisons of experimental and analytical behaviours. The column model with three deformation components was used to obtain improved analytical predictions for as-built test building, and the analysis results were evaluated. For reflecting the ductility enhancement in retrofitted test building, new ampirical modelling parameters were proposed from the compiled database of FRP confined column tests. The proposed modelling parameters were examined with statistical approaches and damage limits were also proposed to use in design and assesment procedures. Finally, the prediction performance of proposed FRP confined column modelling approaches and damage limits were evaluated with the experimental behaviours of column tests and the retrofitted test building.