Çelik tüp içine lif katkılı beton doldurulmuş kısa kompozit kolonların davranışlarının incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, kare en kesitli aynı uzunluk/çap oranına sahip içi boş, içi sade veya lif katkılı beton dolu kısa kompozit kolonların eksenel yük, süneklik ve tokluk kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Bu amaçla karbon çelik (CS), paslanmaz çelik (SS) ve alüminyum (AL) türlerinde 99 adet kolon hazırlanmıştır. Kolon en/boy/yüksekliği 100 mm/100 mm/ 250 mm, et kalınlıkları 2 mm, 3 mm ve 4 mm olarak seçilmiştir. Kolonlara basınç dayanımı 30 MPa ve 70 MPa olan sade ve hacimce %0.5 ve %1.5 oranında lif katkılı betonlar doldurulmuştur. Lif katkısı olarak çelik ve sentetik lifler seçilmiştir. Çelik lifler tekli olarak veya çelik ve sentetik lifler karma (hibrit lif ) olarak kullanılmıştır. Tüm kolonlar eksenel yük altında test edilmiştir. Deneylerde elde edilen sonuçlarla çeşitli karşılaştırmalar yapılarak kolonların burkulma modları, süneklik, eksenel yük taşıma ve tokluk kapasiteleri gibi davranışları incelenmiştir. Ayrıca kolonların eksenel yük altındaki davranışlarını daha iyi açıklamak amacıyla tanımlanan beton katkı oranı (CCR), süneklik indisi (DI) ve dayanım artış indisi (SI) gibi parametreler anlatılmıştır. Sonuç olarak, tüm içi boş AL, CS ve SS kolonlara beton doldurulmasının, yerel burkulmaları engellediği, süneklik, eksenel yük taşıma ve tokluk kapasitelerinde önemli oranda artış sağladığı görülmüştür. Beton karışımlarına liflerin ilave edilmesi ise kolonların eksenel yük taşıma kapasitelerine etkisinin sınırlı olduğu ancak CS ve SS kolonlarının süneklik ve tepe yükü sonrasındaki tokluk kapasitelerinde önemli oranda artışlara neden olduğu görülmüştür. Buna ek olarak, hibrit lifli kolonlar çelik lifli kolonlardan daha yüksek süneklik ve tokluk kapasitesine sahip oldukları görülmüştür.

In this thesis, the behavior of carbon steel (CS), stainless steel (SS) and aluminum (AL) short composite columns formed by filling, plain and / or fiber reinforced concrete having the same length / diameter ratio with square cross-section were investigated. For this purpose, columns with 2 mm, 3 mm, 4 mm wall thickness, 250 mm length and 100 mm x 100 mm square cross sections were prepared. The columns are filled with plain and fiber reinforced concrete with a compressive strength of 30 and 70 MPa. The two ends hooked steel fiber and polyamide (Nylon) synthetic fibers were selected as fiber packages. As a fiber additive, single steel and hybrid (steel + synthetic) fibers were selected. The fibers were added to the concrete in 0.5% and 1.5% by volume. All prepared column samples were tested under axial load. Various comparisons were made with the results obtained in the experiments and the behaviors of columns such as buckling modes, ductility, axial load bearing and toughness capacity were investigated. In addition, parameters such as concrete admixture rate (CCR), ductility index (DI) and strength increase index (SI) are defined to better explain the behavior of the columns under axial load. As a result, it is seen that filling the columns with concrete the local buckling of all columns are limited and provides a significant increase in the ductility, axial load bearing and toughness capacities. The use of the fibers did not significantly change the axial load-bearing capacities of the columns, but the CS and SS columns caused significant increases in the energy absorption capacity after ductility and peak load.