Lifli polimer kompozit malzemeler ile güçlendirilmiş çentikli (hasarlı) çelik kirişlerin yorulma davranışlarındaki ve dinamik karakteristiklerindeki değişimlerin analitik, sayısal ve deneysel yöntemlerle incelenmesi

Abstract

Yapı elemanlarında oluşan yorulma hasarlarına karşı Karbon Fiber Takviyeli Polimer Malzeme (KFTP) ile uygulanan güçlendirme işleminin çok iyi sonuçlar verdiği yapılan çalışmalarla kanıtlanmıştır. KFTP malzemenin yorulma hasarlı yapı elemanlarına vermiş olduğu tüm bu olumlu katkılarının yanında mekanik özelliklerine, uygulama biçimine, uygulama alanına, uygulandığı yüzeye ve dış etkenlere bağlı olarak bir takım dezavantajları da mevcuttur. Bu dezavantajları ortadan kaldırmak ve yeni bir güçlendirme seçeneği sunmak amacıyla bu çalışmada; epoksi esaslı enjeksiyon malzemesi ve karbon lifli polimer kompozit malzemeden oluşan yeni bir güçlendirme uygulaması ileri sürülmüştür. Ancak yorulma hasarlarının güçlendirilmesinde ilk defa kullanılacak olan bu yöntemin, hasarlı kirişin yorulma davranışını ve dinamik karakteristiklerini ne oranda iyileştirebileceği konusunda yapılmış bir çalışma mevcut değildir. Bu nedenle, bu uygulamanın dikkate alınan yapısal davranışlar üzerindeki etkinliğinin belirlenmesi konusunda bir çalışmaya ihtiyaç duyulmuş ve bu kapsamda analitik, sayısal ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Çentikli kirişin hasarlı yüzeyine uygulanan tek kat KFTP (kumaş) ve çentik içerisine uygulanan epoksi esaslı dolgu malzemesi birleşiminden oluşan güçlendirme işlemi, kirişin doğal frekansını deneysel çalışmalar sonucunda yaklaşık olarak %22,604, sayısal çalışmalar neticesinde ise %22,064 değerlerinde artırmıştır. Aynı güçlendirme işlemi, kirişin yorulma ömrünü deneysel çalışmalar sonucunda yaklaşık olarak %37,930, sayısal çalışmalar neticesinde ise %34,391 değerlerinde artırmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, bu tez çalışması ile sunulan tek kat KFTP (kumaş) ve epoksi esaslı dolgu malzemesi birleşiminden oluşan güçlendirme uygulamasının, çentikli (hasarlı) kirişlerin yorulma davranışını ve dinamik karakteristiklerini önemli oranda iyileştirdiği sonucuna varılmıştır.