Eğilme etkisindeki betonarme kirişlerde tasarlanmış çimentolu kompozit (ECC) kullanımının deneysel araştırılması

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında; betonarme (BA) kirişlerin yeni bir mühendislik malzemesi olan Tasarlanmış Çimentolu Kompozit (ECC, Engineering Cementitous Composites) malzemesinin uygulamasına ilişkin farklı tekNiklerin önerilmesi ve bu ECC uygulamalarının performansa katkıları araştırılmıştır. Yapılan ECC uygulamalarının doğrudan bir güçlendirme uygulaması olarak değil, lokasyonel olarak yapılan uygulamalarla tasarıma yönelik kullanılıp kullanılamayacağının değerlendirilmesi aynı zamanda yapısal elemanın kritik bölgelerinde uygulanmasıyla performansa katkısının doğrudan incelenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla tam ölçekli 8 adet (BA) kiriş üretilip dört noktalı eğilme yükü altında test edilmiştir. Yapılan ECC uygulamaları sonucu BA kirişlerin davranışı ve test sonuçları; yük-sehim ilişkisi, moment-eğrilik ilişkisi, düktilite, tüketilen elastik ve plastik enerji, sehim davranışı, kırılma davranışı, çatlak genişlikleri ve şekli açısından değerlendirilmiştir. Test sonuçları; S1-ECC-MS1 kirişinin elastik enerji tüketiminde pilot ve referans kirişe kıyasla %320,5 ve %293,3 artış sağlamıştır. Bununla birlikte S1-ECC-MS1 kirişinde akma yükünde pilot ve referans kirişe kıyasla sırasıyla %55 ve %51,8 oranında artış söz konusudur. S2-ECC-MS2 kirişinde akma yükünde pilot ve referans kirişe kıyasla sırasıyla %15,8 ve %13,5 oranında artış sağlamıştır. Bunun yanı sıra ECC'nin mesnet bölgesinde kullanılması durumunda mesnet momenti sebebiyle meydana gelen hasarlar önemli ölçüde engellenmiş olsa da, ECC kullanımının tam ölçekli BA kirişlerin eğilme performanslarının geliştirilmesi ve yük taşıma kapasitelerinin artırılması bakımından beklenen katkıyı sağlamadığı görülmüştür.

Within the scope of this thesis; suggestion of different techniques for the application of a new engineering material, Engineered Cementitious Composites (ECC, Engineering Cementitous Composites) of reinforced concrete (BA) beams, and the contribution of these ECC applications to performance have been investigated. It is aimed to evaluate whether the ECC applications can be used for design with local applications, not as a direct reinforcement application, but also to directly examine the contribution to the performance by applying it in critical areas of the structural element. For this purpose, 8 full-scale (BA) units were produced and tested under four-point bending load. Behavior and test results of BA beams as a result of ECC applications; load-deflection relationship, moment-curvature relationship, ductility, consumed elastic and plastic energy, deflection behavior, fracture behavior, crack widths and shape were evaluated. Test results; The elastic energy consumption of the S1-ECC-MS1 beam increased by 320.5% and 293.3% compared to the pilot and reference beams. However, there is a 55% and 51.8% increase in yield load in the S1-ECC-MS1 beam compared to the pilot and reference beams, respectively. The yield load of the S2-ECC-MS2 beam increased by 15.8% and 13.5% compared to the pilot and reference beams, respectively. In addition, although the damage caused by the support moment is significantly prevented when ECC is used in the support region, it has been observed that the use of ECC does not provide the expected contribution in terms of improving the flexural performances and increasing the load carrying capacities of full-scale BA beams.