Lifli Polimer (FRP) ile Kesme Dayanımının Arttırılması

Lifli polimer (FRP) ile sargılanmış elemanların doğrusal performans analizi ve doğrusal olmayan performans analizinde kesme dayanımı arttırılmaktadır.

SİMGELER

A_c = Eleman tüm kesit beton alanı
b_w = Kesit genişliği
d = Kiriş ve kolonun faydalı yüksekliği
E_f = Lifli polimerin elastisite modülü
f_ck = Betonun karakteristik silindir basınç dayanımı
f_cd = Betonun tasarım basınç dayanımı
f_ctd = Betonun tasarım çekme dayanımı
f_yk = Boyuna donatının karakteristik akma dayanımı
f_yd = Boyuna donatının tasarım akma dayanımı
f_ywd = Enine donatı tasarım akma dayanımı
LP = Lifli polimer
N = Eksenel kuvvet
n_f = Tek yüzdeki LP sargı tabaka sayısı
r_c = Köşelerde yapılan yuvarlatma yarıçapı
s_f = Lifli polimer şeritlerin eksenden eksene aralığı
t_f = Bir tabaka lifli polimer için etkili kalınlık
V_c = Kesme kuvveti dayanımına betonun katkısı
V_f = Lifli polimerin kesme kuvveti dayanımına katkısı
V_max = Asal basınç gerilmelerini sınırlamak için tanımlanan kesme kuvveti
V_r = Kolon veya kirişin kesme dayanımı
V_w = Kesme kuvveti dayanımına enine donatının katkısı
w_f = Lifli polimer şeridinin genişliği
ε_f = Lifli polimerin etkin birim uzama sınırı
ε_fu = Lifli polimerin kopma birim uzaması

LP ile sargılanmış kolonların ve kirişlerin kesme kuvveti dayanımı TBDY Denk.(15B.1) ile aşağıdaki gibi hesaplanır.

Bu denklemde V_c kesme kuvveti dayanımına betonun katkısı , V_w enine donatının katkısı ve V_max asal basınç gerilmelerini sınırlamak üzere TS 500 'de tanımlanan maksimum kesme dayanımı değeridir. Tüm bu değerler, 15.2 'de belirtilen Bilgi Düzeyi Katsayıları dikkate alınarak hesaplanır.

Kesme kuvveti dayanımına betonun katkısı V_c TS500 'e göre aşağıdaki adımlar ile hesaplanmaktadır.

Yukarıdaki denklemde f_ctd beton tasarım çekme dayanımını ifade etmektedir. Doğrusal veya doğrusal olmayan performans analizlerinde bu değer Bilgi Düzeyi Katsayıları dikkate alınarak hesaplandığından f_ctd yerine beton mevcut malzeme dayanımının bilgi düzeyi katsayısı ile çarpımı ile elde edilen değer kullanılmaktadır.

Kesme kuvveti dayanımına enine donatının katkısı V_w TS500 'e göre aşağıdaki adımlar ile hesaplanmaktadır.

Yukarıdaki denklemde f_ywd enine donatı tasarım akma dayanımını ifade etmektedir. Doğrusal veya doğrusal olmayan performans analizlerinde bu değer Bilgi Düzeyi Katsayıları dikkate alınarak hesaplandığından f_ywd yerine enine donatı mevcut malzeme dayanımının bilgi düzeyi katsayısı ile çarpımı ile elde edilen değer kullanılmaktadır.

Asal basınç gerilmeleri sınırı olan V_max TS 500 'de tanımlanan maksimum kesme dayanımı değeridir ve aşağıdaki gibi hesaplanır. Denk.(15B.1) 'de belirtilen V_r değeri V_max ile sınırlandırılmıştır. V_r değeri V_max 'tan büyük ise V_r yerine V_max değeri kullanılır.

Yukarıdaki denklemde f_cd beton tasarım basınç dayanımını ifade etmektedir. Doğrusal veya doğrusal olmayan performans analizlerinde bu değer Bilgi Düzeyi Katsayıları dikkate alınarak hesaplandığından f_cd yerine beton mevcut malzeme dayanımının bilgi düzeyi katsayısı ile çarpımı ile elde edilen değer kullanılmaktadır.

Kesme kuvveti dayanımına LP sargının katkısı V_f sargılamanın şeritler halinde olması durumunda TBDY Denk.(15B.2) ile hesaplanır.

Denk.(15B.2) ’de n_f tek yüzdeki LP sargı tabaka sayısını, t_f bir tabaka LP için etkili kalınlığı, w_f LP şeridinin genişliğini, E_f LP elastisite modulünü, ε_f LP etkin birim uzama sınırını, d eleman faydalı yüksekliğini, s_f ise LP şeritlerin, eksenden eksene olmak üzere, aralıklarını göstermektedir (Şekil 15B.1).

Sargılamanın sürekli yapıldığı kabul edilmektedir. Bu sebeple w_f = s_f olarak alınır. Etkin birim uzama değeri Denk.(15B.3) ve Denk. (15B.4) ’e göre belirlenen değerlerin küçük olanı alınır.