Shear strength of reinforced concrete non-slender members subjected to point loads

Abstract

Uzun yıllar boyunca betonarme yüksek kirişlerin kesme dayanımı üzerinde çalışılmış vearaştırmalar yapılmıştır. Bu tezin asıl amacı, tekil yük altında yüksek kirişlerin kesmedayanımının tahmini için basit formüllerin geliştirilmesidir.Mesnete 2-2.5d mesafe uzaklıkta uygulanan tekil yük, kemerlenme etkisi ile taşındığı içinbu tip kirişlerin kayma dayanımı daha yüksektir. Eurocode2 ve fib Model Code 2010, tekilyükler altındaki yüksek kirişlerde kemerlenme etkisini hesaba katan daha ayrıntılı modelleryerine basit kayma dayanımı denklemlerinin kullanılmasına izin verir. Eurocode2 ve fibModel Code 2010, tasarım kesme kuvvetini bir faktör ile azaltarak hesaplanan kesmedayanımını arttırmayı amaçlamaktadır. Son araştırmalar bu yaklaşımın çok iyi sonuçlarvermediğini göstermiştir. Bu tez çalışmasında fib Model Code 2010'daki kesme dayanımıarttırma yöntemleri, kayma donatısı içeren ve içermeyen tekil yüklü kirişler için ACIDAfStb veritabanları kullanılarak değerlendirilecektir.fib Model Code'a göre, tekil yükler mesnete 2? mesafesi içinde uygulandığında, tasarımkesme kuvveti ??/2? ile azaltılabilir, burada ?? net açıklık ve ? faydalı yüksekliktir. fibMC2010'da kayma dayanımı arttırma yönteminin doğruluğu ve güvenliğideğerlendirilirmiştir. Elde edilen sonuçlara dayanarak, fib Model Code 2010 yüksek kirişleriçin kayma dayanımı hesabının doğruluğunu artırmak için önerilerde bulunulmuştur.Yüksek kirişlerin kesme tasarımında, yük ve mesnet koşullarından dolayı belirgin düşeybasınç gerilmeleri oluşur. Bu düşey basınç gerilmelerinin faydalı etkilerini içermeyen kesitanalizi modelleri ile bu kirişlerin kayma dayanımı olduğundan daha az bulunur. Buçalışmada, yüksek kirişlerde oluşan düşey basınç gerilmesinin hesabı için basit bir ifadegeliştirilmiş ve bu basınç gerilmesinin etkisi, fib Model Code 2010'un kesme dayanımilkelerinde gözönüne alınmıştır. Düşey basınç gerilmeli kesit analizinin, fib Model Code2010'daki kesit kayma dayanımı arttırma yönteminden daha iyi sonuçlar verdiğigörülmüştür.

For many years, shear strength of reinforced concrete members has been studied andresearched. The main purpose of this thesis is development of simple equations to considershear strength enhancement of non-slender members under point load.Shear strength is enhanced when loads are applied within a distance 2-2.5d of support.European codes, namely Eurocode 2 and Model Code 2010 allow sectional shear strengthenhancement instead of more refined models to account for the strut action in non-slendermembers. Eurocode2 and fib Model Code 2010 take account of shear enhancement bydecrease the shear force by one factor. Recent research has shown that this approach givesvery poor results. In this thesis shear enhancement methods in Model Code 2010 will beevaluated using ACI-DAfStb databases for point loaded members with no vertical designand with shear reinforcement. Results will be presented along with recommendations.In the fib MC2010, when loads are performed near 2d distance of supports, the design shearforce can be reduced by ??/2?, where ?? is the clear shear span and ? is the effective depth.The accuracy and conservativeness of the shear enhancement method in the fib MC2010 areevaluated. Based on the results obtained, recommendations are made to enhance the certaintyof the fib MC2010 sectional shear enhancement method.In the shear design of non-slender members, significant vertical compressive stresses occurby the loading and support conditions. Sectional models which ignore the beneficial effectsof these vertical compressive stresses underestimate the shear strength of such members. Inthis thesis, a simple expression is derived to calculate the vertical compressive stress at middepth of point loaded non-slender beams and the influence of these compressive stresses isincorporated into the shear design procedures of fib Model Code 2010. It is concluded thatsectional analysis with vertical compressive stresses yields better results than the sectionalenhancement method in the fib MC2010.