Abstract
This study presents an experimental investigation into the seismic retrofit of tubular steel braces using carbon fiber reinforced polymer (CFRP) members. CFRP retrofitting of net sections for compact tubes are proposed for delaying potential local net section failure. A total of almost full-scale three (TB-1, TB-2, and TB-3) compact steel tubular specimens were designed per AISC specifications, constructed, and cyclically tested to fracture. Retrofitted braces, when compared to the reference specimen, developed fuller hysteretic curves. Increase in cumulative hysteretic energy dissipation and the elongation in fracture life in the specimen retrofitted with CFRP plates and CFRP sheet wraps at net sections are observed during testing. This resulted in a maximum of 82.5% more dissipated energy for compact tube specimens. Also, this retrofit provided a longer experimental fracture life (maximum 59% more). Due to fracture initiation during the last cycles, significant reductions in strength and stiffness have been obtained. No significant change (maximum 10%) in the brace stiffness was observed, which could be desirable in seismic retrofit applications. Pushover analysis per FEMA 356 for the bare specimen shows that FEMA does not represent actual brace behavior in the compression side although pushover and experimental results are in good agreement in the tension side.
Highlights
Çelik çaprazlı çelik çerçeveler yatay deprem yüklerinin karşılanmasında önemli rol oynamaktadırlar
This study presents an experimental investigation into the seismic retrofit of tubular steel braces using carbon fiber reinforced polymer (CFRP) members
CFRP retrofitting of net sections for compact tubes are proposed for delaying potential local net section failure
Summary
Bu bölümde çelik elemanların ileri kompozit elemanlarla güçlendirilmesiyle ilgili başlıca çalışmalar özetlenmiştir. Mevcut çelik yapıların FRP ile güçlendirilmesi araştırmalarından yararlanarak kapsamlı bir derleme çalışması Teng ve diğ. İçe doğru burkulması beton dolguyla engellenen çelik tüplerde dışa doğru yerel burkulma FRP’nin sargı etkisiyle engellenerek, numunelerin eksenel basınç taşıma kapasiteleri belirgin şekilde artmıştır. Bu deneysel çalışmada bir kontrol numunesi olup diğerleri değişik kat sayılarında CFRP ya da GFRP şeritlerle güçlendirilmişlerdir. Bambach ve Elchalakani [16] CFRP katmanlarıyla sarılarak güçlendirilmiş 150 mm ile 300 mm arasında değişen boylarda dört değişik tüp kesiti eksenel basınç yükü altında denemiştir. Deneylerin sonucunda numunelerin CFRP kumaş ile güçlendirme tipine bağlı olarak basınç taşıma kapasitelerinin değişik oranlarda arttığı görülmüştür. Bu deneysel çalışmada bir numune kontrol numunesi olup diğerleri farklı katman sayılarında ve lif yönelimi tek doğrultuda olan CFRP ile güçlendirilmiştir. FRP ile sarılmış boru kesitli numuneler Teng ve Hu [18] tarafından eksenel basınç etkisinde denenmiştir. Bugüne kadar çelik çaprazlar üzerinde yapılan çalışmalarda, ulaşılabildiği kadarıyla, CFRP kullanımının bu çalışmada ele alınış biçimiyle örtüşen bir araştırmaya rastlanmamıştır
Sign-in/Register to view highlights & summary 
Published Version (
Free)
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call