3.2.1. Kiriş numunelerin kesit özelikleri
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi laboratuvarında, mevcut yükleme sistemi ve ölçüm aletlerinin kapasiteleri dikkate alınarak deneye tabi tutulacak kiriş elemanlarının geometrik ebatları planlanıp tasarlanmıştır.
Deneysel çalışmasında, kiriş numuneleri ½ ölçekli, kesme dayanımı zayıf eğilme dayanımı güçlü olarak 2000 mm boyunda ve 150×250 mm kesitinde dikdörtgen kesitli kiriş tasarlanmıştır. Kiriş numunelerinin kesme bölgelerinin biri kesme dayanımı açısından güçlü diğeri zayıf olarak tasarlanmıştır. Kesme bölgesi boyu 525 mm uzunluğundadır. ∅8 çapında etriye kullanılarak üretilen kiriş numunelerde etriye adım mesafesi kesme dayanımı güçlü ve zayıf olan bölgede sırasıyla 50 mm ve 200 mm’dir. 25 mm paspayı aparatları boyuna donatılara takılacak şekilde kullanılmıştır.
Kiriş alt ve üst kesitinde sırasıyla 3∅18 ve 2∅16 çapında çelik boyuna donatı kullanılmıştır. Kirişlerde kullanılan çekme donatısının oranı 𝜌 = 0.023, basınç donatısı ise 𝜌 = 0.0122’dir. Tasarlanan kirişlerin geometrik ebadı ve donatı yerleşim planı Şekil 3.5.'te verilmiştir.
Deney çalışmasında eğik kesme-basınç kırılmasının olabilmesi için av/d oranı 1’den büyük 2,5’dan küçük olması sağlanmıştır, mesnet ile yükleme noktası arasındaki
mesafe 525 mm sağlanmış olup kirişin faydalı yüksekliği 215 mm olduğundan av/d
oranı 2,4 olarak belirlenmiştir.
3.2.2. Kiriş numunelerinin BFRP kompozit ile güçlendirme yöntemi
Güçlendirme çalışmalarında, 2 adet kiriş kontrol olarak ve 8 adet kiriş BFRP kompozit ile kesmeye karşı güçlendirmek için toplamda 10 adet kiriş üretilmiştir. Kontrol elemanlarında BFRP kompozit ile herhangi bir güçlendirme işlemi yapılmamıştır. Sekiz adet kirişler üzerinde kesmeye karşı bazalt elyaf ile farklı sarım yöntemi ile güçlendirme çalışması yapılmıştır. Bazalt elyaf şeritler ve kumaşın yapıştırılmasında epoksi reçine kullanılmıştır. Kirişlerin bazalt elyaf ile güçlendirilmesinde, 45°’lik açılı tam sarım şeritler, 45°’lik açılı U şerit sarım ve 45°’lik açılı U şerit ile iki 0° (başlık) devamlı şerit şeklinde sarım, tam sarım ve yan sarım şeklinde yöntemler kullanılmıştır. Deney kirişlerin BFRP şerit ve kumaş durumu Tablo 3.5.’te özetlenmiştir.
Tablo 3.5. Tasarlanan BFRP şeritler ve kumaşın durumu
Kiriş Adı
BFRP Kompozit Şerit Aralığı (mm)
Elyaf Doğrultu
açısı Güçlendirme Yöntemi Boy (mm) Genişlik (mm)
Kontrol - - - - Güçlendirilmemiştir
FS45 850 75 50 45° 45° Tam sarım
US45 570 75 50 45° 45° U sarım
BUS45 570 75 50 45°/0° 45°/0° U sarım /Yatay başlık
FSW90 800 +150 500 - 90° Kiriş çevresi + Bindirme, 90° Tam Sarım
SBS90/0 200 500 800 - 90°/0° 90°/0° Yan Sarım
45° açılı U şerit sarım yönteminde, kirişlerin yetersiz kesme dayanımı bölgelerinin alt ve yan yüzeyleri 45° U şeritler olacak şekilde güçlendirilmiştir. Şeritlerdeki elyaf doğrultusu kirişin yüzeyine α = 45° olacak şekilde, şeritlerin genişliği 𝑤𝑓=75 mm,
uzunluğu 570 mm ve U şeritler eksenlerinin arası mesafe 𝑆𝑓=156 mm olarak
tasarlanmıştır. U sarım yöntemi ile iki adet kiriş güçlendirilmiştir ve güçlendirilen kirişlere US45-1 ve US45-2 olarak adlandırılmıştır (Şekil 3.6.).
Şekil 3.6. US45 kiriş numunelerinin kesit ve görünüşleri
45° açılı tam sarım şeritler yönteminde, kirişlerin yetersiz kesme dayanımı bölgelerinin alt, üst ve yan yüzeyleri karşılıklı olacak şekilde güçlendirilmiştir. Şeritlerdeki elyaf doğrultusu kirişin yüzeyine α = 45° olacak şekilde, şeritlerin
genişliği 𝑤𝑓=75 mm, uzunluğu 850 mm ve şeritler eksenlerinin arası mesafe
𝑆𝑓=156 mm olarak tasarlanmıştır. Tam sarım yöntemi ile iki adet kiriş
güçlendirilmiştir ve güçlendirilen kirişlere FS45-1 ve FS45-2 olarak adlandırılmıştır (Şekil 3.7.).
Şekil 3.7. FS45 kiriş numunelerinin kesit ve görünüşleri
US45
US45
FS45
FS45
45° açılı U şerit ile iki 0° (başlık) devamlı şerit şeklinde sarım yönteminde, kirişlerin yetersiz kesme dayanımı bölgelerinin alt ve yan yüzeyleri 45° U şerit olacak şekilde üstüne iki yatay başlık şerit yan yüzlerin hem üstüne hem de altına yapıştırılacak şeklinde güçlendirilmiştir. U sarım gerçekleştirilmesinde kullanılacak üzere şeritlerdeki elyaf doğrultusu kirişin yüzeyine α = 45° olacak şekilde, şeritlerin genişliği 𝑤𝑓=75 mm, uzunluğu 570 mm ve şeritler eksenlerinin arası mesafe 𝑆𝑓=156 mm olarak tasarlanmıştır. Ayrıca, bazalt elyaf U şeritlerin kiriş yüzeyinden sıyrılmasını önlemek amacıyla U şeritlerin üstüne olacak şeklinde yatay başlık şeritleri kullanılmıştır. Yatay başlık şeritlerin elyaf doğrultusu kirişin yüzeyine α = 0° olacak şekilde, şeritlerin
genişliği 𝑤𝑓=40 mm, uzunluğu 730 mm ve şeritlerin eksenleri arası mesafe 180 mm
olarak tasarlanmıştır. Bu sarım yöntemi ile iki adet kiriş güçlendirilmiştir ve güçlendirilen kirişlere BUS45-1 ve BUS45-2 olarak adlandırılmıştır (Şekil 3.8.).
Şekil 3.8. BUS45 kiriş numunelerinin kesit ve görünüşleri
Bazalt elyaf kumaş ile yan sarım yönteminde, kirişin yetersiz kesme dayanımı bölgesinde dikdörtgen şeklinde iki tabaka bazalt elyaf kumaş ile kirişin iki yan yüzeyine yapıştırılmıştır. Yan yüzeyine ilk yapıştırma elyaf doğrultusu kirişin yüzeyine α = 90° olacak şekilde, İkinci tabaka ise, elyafın doğrultusu kirişin yüzeyine α = 0° olacak şekilde tasarlanmıştır. Bazalt elyaf kumaş kullanılarak yan sarım yöntemi ile bir adet kiriş güçlendirilmiştir ve kirişe SBS90/0 olarak adlanırmıştır (Şekil 3.9.).
BUS45
Şekil 3.9. SBS90/0 kiriş numunelerinin kesit ve görünüşleri
Bazalt elyaf kumaş ile tam sarım yönteminde, kirişin yetersiz kesme dayanımı bölgesinde belirli adım mesafesi ile tam sarım şeklinde güçlendirilmiştir. Elyaf doğrultusu kirişin yüzeyine α = 90° olacak şekilde ve kumaş genişliği 𝑤𝑓=500 mm olarak tasarlanmıştır. Bazalt elyaf kumaş kullanılarak tam sarım yöntemi ile bir adet kiriş güçlendirilmiştir ve kirişe FSW90 olarak adlanırmıştır (Şekil 3.10.).
Şekil 3.10. FSW90 kiriş numunelerinin kesit ve görünüşleri
FSW90
FSW90
FSW90 SBS90/0