ECC betonla üretilen kompozit kesitli BA kirişlerin burulma hasarlarının deneysel araştırılması

Abstract

Depreme dayanıklı yapı tasarımında, düzensiz olarak tasarlanan yapı sistemlerinde son derece yıkıcı kesit tesirleri ile karşılaşılabilir. Yapı elemanlarını en çok zorlayacak tesirlerin arasında burulma momenti büyük bir öneme sahiptir. Tasarım aşamasında bu düzensizliğin oluşumunu engellemek bir çözümdür. Ancak engellenemeyen durumlarda kesitlerde oluşacak yıkıcı burulma momenti etkilerinin kesit tarafından tüketilebilmesi gerekmektedir. Oluşan burulma etkileriyle kesitte kayma gerilmeleri meydana geleceğinden elemanı oluşturan malzemeden çekme dayanımı beklenmektedir. Beton malzemesinin yapısı gereği çekme dayanımı oldukça düşüktür. Çalışmada bu eksikliğin giderilmesi için betona kıyasla oldukça yüksek çekme ve eğilme kapasitesine sahip ECC kullanımı düşünülmüştür. Tez çalışmasında beton davranışı ile kıyaslamak için bir tanesi referans olmak üzere toplam yedi adet burulma kirişi üretilmiştir. Deneyleri geçekleştirilen numunelerden elde edilen bulgular moment dönme açısı ilişkisi, burulma rijitliği, enerji tüketimi, çatlak gelişimi başlıkları altında incelenmiştir. Sonuçlar tablo ve grafikler halinde verilmiş geleneksel beton ile kıyaslanmıştır. Burulma etkilerine karşı ECC kullanımı geleneksel beton performansına kıyasla enerji tüketimi açısından %50 değerinde bir gelişim sergilemiştir. Ayrıca geleneksel betonda oluşan burulma hasarları ile kıyaslandığında çatlak gelişiminin daha büyük dönme açısı değerlerinde meydana geldiği sonucuna varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Betonarme, Tasarlanmış Çimento Kompoziti, Burulma, Burulma Rijitliği, Çatlak Yoğunluğu, Dönme Açısı, Enerji Tüketimi, PVA lif, Çelik Lif

In earthquake resistant building design, extremely destructive section effects can be encountered in the building systems that are designed irregularly. Torsional moment is of great importance among the effects that will put the most stress on the building elements. Preventing the formation of this irregularity at the design stage is a solution. However, in unavoidable situations, the destructive torsional moment effects that will occur in the sections must be consumed by the section. Tensile strength is expected from the material constituting the element, since the torsional effects will cause shear stresses in the section. Due to the structure of the concrete material, its tensile strength is almost non-existent. In order to eliminate this deficiency, the use of ECC, which has a very high tensile and bending capacity compared to concrete, was considered in the study. In the thesis study, a total of seven torsion beams, one of which is a reference, were produced to compare with the concrete behavior. The findings obtained from the samples, which were tested, were examined under the titles of moment rotation angle relationship, torsional stiffness, energy consumption, crack development. The results are compared with conventional concrete given in tables and graphs. The use of ECC against torsion effects has shown a 50% improvement in energy consumption compared to conventional concrete performance. In addition, it was concluded that crack development occurs at larger rotational angle values when compared to torsional damage in conventional concrete.Keywords: Reinforced Concrete, Engineered Cementitious Composite, Torsion, Torsional Rigidity, Crack Density, Rotation Angle, Energy Consumption, PVA fiber, Steel Fiber