Bağlayıcı özelliği artırılan duvar ve sıva harcının düzlem dışı yüklenen tuğla duvarların mekaniksel davranışına etkisi

Abstract

Yığma yapılar dünyadaki yapı stoğunun önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Ülkemizde de özellikle kırsal bölgelerdeki yapıların büyük bir kısmı yığma binalardan oluşmaktadır. Özellikle yerel malzeme avantajları, yapım kolaylıkları ve ekonomik nedenlerden dolayı yığma binaların yapımı devam etmektedir. Deprem tehlikesi altında olan bu yığma yapıların deprem etkisi altındaki davranışı, çelik ve betonarme yapılar kadar bilinen bir konu değildir.Yatay ve düşey yüklere karşı taşıyıcı özellik göstermesi beklenen yığma duvarlar, tuğla, beton briket, kumtaşı, gazbeton blok vb. yapay taşların, kireç, çimento vb. bir mineral bağlayıcı ile yapılmış harç kullanılarak örülmesi yoluyla oluşturulan yapı elemanlarıdır. Sürekli ortam oluşturmayan yığma yapıların yük altındaki davranışları ancak deneysel çalışmalarla ortaya konulmaktadır.Bu çalışmada, normal harçla hazırlanan bir yığma duvarla, Sikalatex katkı malzemesiyle bağlayıcı özelliği artırılmış harçla hazırlanan bir yığma duvarın düzlem dışı kırılması araştırılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır.Bunun için ilk önce kesme kuvveti yönünden en uygun yapışma değerini verecek katkı malzemesinin miktarını belirlemek amacıyla ön deney çalışması yapılmış, 6 adet aynı boyutlarda duvar numunesi değişik katkı miktarları kullanılarak örülmüştür. Yapılan ön deneyler sonucunda en fazla yük 3 nolu deney numunesinde 98.7 kN olarak bulunmuştur. Bu numunede elde edilen ? değeri 1.93 kg/cm olarak bulunmuştur. Daha sonra, gerçekçi boyutlara sahip aynı geometri ve malzeme özelliğinde 2 ayrı prototip duvar üretilmiştir. Referans duvar olarak belirlenen birinci duvar numunesi deprem etkisini modelleyen düzlem dışı tekrarlanır yük altında denenmiş ve oluşan ilk çatlak, kırılma davranışı, süneklik, enerji tüketimi, çatlak deseni incelenmiştir. Model duvar olarak belirlenen ikinci duvarda, duvar örümü ve sıvada kullanılan harca, harcın bağlayıcı özelliğini artıracak katkı maddesi ön deneylerde belirlenen miktarda ilave edilerek örülmüş ve aynı şartlarda deneye tabi tutularak duvarda oluşan ilk çatlama, kırılma, süneklik, enerji tüketimi, çatlak deseni gibi mekaniksel davranışlar incelenerek karşılaştıılmıştır.Çalışmaların sonucunda; yığma duvarların tekrarlanır düzlem dışı yükler altında betonarme döşemede oluşan akma çizgilerine benzer kırılma çizgileri oluşturarak kırıldığı, kırılma türünün gevrek olduğu ve akma çizgilerinin işaret ettiği sünekliğe sahip olmadığı ayrıca, katkı malzemesi kullanılarak harcın bağlayıcı özelliğinin artırılması ile duvarın %25 fazlası ile kırıldığı görülmüştür. Ayrıca, model duvardaki oluşan sünekliğin, referans duvardaki sünekliğe göre %41 azaldığı ve model duvarın, referans duvara göre %25 daha az enerji tükettiği belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Yığma yapı, katkı malzemesi, harç

Masonry structures constitute a considerable portion of the building stock of the world, and most of the structures especially in the rural regions of our country are the masonry constructions. The advantages of the construction materials existing in the local region, the easiness of the construction and the economic reasons result in the continuity of the masonry structures. The seismic behavior of the masonry structures is not a well known subject as it is for the steel and reinforced concrete structures.The masonry walls are the structural members produced by building the artificial stones like bricks, concrete briquettes, lime sandstones, lightweight bricks with the mortar made with lime, cement etc. like mineral binders, and they are estimated to present load-carrying characteristic against the vertical and horizontal loads. The behaviors of the masonry structures that are not always on the agenda can only be determined by the experimental studies.In this study, an unstrengthened masonry wall and another masonry wall strengthened with mortar prepared by the additive material of Sikalatex were investigated in terms of their out-of-plane failure and the results were compared.Therefore, to determine the amount of the additive material ratio that will give the appropriate adherence value in terms of shear force, a preliminary test was performed with 6 wall specimens of same dimensions produced with different additive ratios. As a result of these preliminary tests, the maximum load of 98.7 kN was recorded for the No.3 test specimen whose ? value was calculated as 1.93 kg/cm2. Then, 2 separate prototype walls with realistic dimensions of same geometries and material properties were built. The first wall expressed as the reference specimen was tested under out-of-plane reversed loading representing seismic effect, and the failure behavior of the wall was examined in terms of the occurrence of the first crack, ductility, energy consumption and crack pattern. The second wall stated as the model wall was produced with the mortar used for plastering and masonry and whose adherence property was increased by adding the amount of additive material which was determined in the preliminary tests, and the wall?s mechanical behaviors as the occurrence of the first crack, failure, ductility, energy consumption and crack pattern were investigated and compared.At the end of the study, the following findings were observed; the failure of the masonry walls were occurred under out-of-plane reversed cycling loads by forming cracking lines similar to the yielding lines existing at the reinforced concrete slab, the failure type was found to be brittle and not having ductility indicated by the yielding lines, and the wall failed with 25% more load than normal due to the increased adherence performance of the mortar produced by using the additive material. Additionally, it was determined that the ductility occurred on the model wall was reduced by 41% with respect to the reference wall, and the model wall consumed 25% less energy than the reference wall.Keywords : Masonry construction, additive material, mortar