Hysteretic behavior of tubular steel braces having carbon fiber reinforced polymer reinforcement around end net sections

摘要

Çelik tüp çaprazların deprem etkilerine karşı karbon lifli polimer (CFRP) elemanlarla güçlendirilmesi deneysel olarak incelenmiştir. Zayıflatılmış uç kesitten olası kopmanın geciktirilmesi için bu bölgelerin CFRP elemanlarla (plaka ve kumaş) güçlendirilmesi önerilmiştir. Zayıflatılmış kesitte güçlendirmenin etkinliğini incelemek için üç adet kompakt kesitli, gerçeğe yakın ölçekli numune AISC yönetmeliklerine uygun olarak tasarlanmış ve kopmaya ulaşıncaya kadar yön değiştiren tekrarlı yükler altında denenmişlerdir. Referans numuneyle karşılaştırıldıklarında, beklendiği üzere, güçlendirilmiş numunelerin daha dolu histeretik eğrilere sahip olduğu görülmüştür. Zayıflatılmış uç bölgenin yan yüzlerine önce CFRP plaka sonrasında da kumaş ile sarılmasıyla numunenin kümülatif enerji tüketiminde artış ve kopma ömründe uzama görülmüştür. Güçlendirme, kopma anında en çok %82.5 oranında daha fazla enerjinin tüketilmesine katkıda bulunmuş, kopma ömürlerinde ise en çok %59 oranında artış görülmüştür. Süneklikteki artışa karşın son çevrimlerde kopma başlangıcı nedeniyle dayanım ve rijitlikte önemli denilebilecek azalmalar elde edilmiştir. Çapraz rijitliklerindeki değişim en fazla %10 civarında olduğundan önerilen yöntem çaprazlı çelik sistemlerin deprem etkilerine karşı güçlendirme uygulamaları için uygundur. FEMA 356’ya göre tanımlanan eksenel plastik mafsallı çaprazlara yapılan itme (pushover) analizi sonucunda FEMA’nın basınç bölgesinde gerçek davranışı yansıtmadığı, çekme bölgesinde ise uyumlu sonuçlar elde edildiği görülmüştür.