Lifli Polimer (FRP) ile Kesme Dayanımının Arttırılması Örnek Hesabı

Aşağıda kesit ve donatı özellikleri verilmiş bir kolonun doğrusal performans analizi sınırlı bilgi düzeyi için Lifli Polimer uygulanması ile kesme dayanımının arttırılması örneği verilecektir.

• Kolon Boyutları 30x40 cm

• Etriye aralıkları Φ8/15/15/15
  Φ8 çapında 15 cm aralıkla etriye yerleşimi.

• Beton sınıfı C14

• Donatı sınıfı S220

• Bilgi düzeyi: Sınırlı bilgi düzeyi
  Bilgi düzeyi katsayısı= 0.75

Lifli Polimer sargı uygulanmadan yapılan doğrusal performans analizinde SZ01 kolonunun kayma dayanımı majör yön için Vr_majör = 10.09 tf ve minör yön için Vr_minör = 10.38 tf olarak bulunmuştur. Lifli Polimer sargı yapılarak Kesme dayanımı değeri olan Vr değerleri artırılmaya çalışılacaktır.

Lifli polimer olarak programda tanımlı olan Teknowrap 300 tipindeki sargı kullanılacaktır.

Bu tip LP için;

• Kalınlık t_f = 0.17 mm

• Lifli Polimer Elastisite modulü E_f = 230000 MPa

• Kopma birim uzaması ε_fu = 0.021

olarak belirlenmiştir.

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

Kesme kuvveti dayanımına betonun katkısı V_c hesabı için;

C14 betonu karakteristik çekme dayanımı fcd = 0.131 MPa olarak tanımlanmıştır. Sınırlı bilgi düzeyi kullanıldığından dayanım hesabında bilgi düzeyi katsayısı 0.75 olarak kullanılmalıdır. Bu durumda;

olarak bulunur. Hesap kolaylığı açısından normal kuvvet katkısını N=0 olarak dikkate alırsak majör yön için Vc değeri aşağıdaki gibi hesaplanır.

olarak bulunur.

Kesme kuvveti dayanımına enine donatının katkısı V_w hesabı için;

S220 donatı sınıfının akma dayanımı fyd = 220 MPa olarak tanımlanmıştır. Sınırlı bilgi düzeyi kullanıldığından dayanım hesabında bilgi düzeyi katsayısı 0.75 olarak kullanılmalıdır. Bu durumda;

olarak bulunur. Majör yönde 2 kollu etriye olarak düşünüldüğünde Φ8 donatı için etriye alanı Asw = 50.265 mm² dir. Bu durumda;

olarak bulunur.

Kesme kuvveti dayanımına LP sargının katkısı V_f hesabı için;

• Tek yüzeydeki tabaka sayısı n_f = 2

• Lifli polimer kalınlığı t_f = 0.17 mm

• Lifli Polimer Elastisite modulü E_f = 230000 MPa

• Kopma birim uzaması ε_fu = 0.021

olarak tanımlanmıştır.
Etkin birim uzama değeri ε_f Denk.(15B.3) ve Denk. (15B.4) ’e göre belirlenen değerlerin küçük olanı alınır.

Bu durumda;

olarak alınır. Sargılamanın sürekli yapıldığı kabul edilmektedir. Bu sebeple w_f = s_f olarak alınır. Bu durumda Vf;

olarak bulunur.

Asal basınç gerilmeleri sınırı olan V_max değeri için;

C14 betonu karakteristik basınç dayanımı f_cd = 14 MPa olarak tanımlanmıştır. Sınırlı bilgi düzeyi kullanıldığından dayanım hesabında bilgi düzeyi katsayısı 0.75 olarak kullanılmalıdır. Bu durumda;

Bu durumda;

olarak hesaplanır. Bu durumda Lifli polimer tanımlanmış kolondaki Vr değeri;

olarak hesaplanır. değeri bu değerden küçük olduğundan;

bulunur. Lifli polimer tanımlanarak yapılacak doğrusal performans analizinde, kolon süneklik kontrolü raporunda ilgili kolonun majör yönündeki kayma dayanımında görülecek değer 26.50 tf değeridir.