Darbe etkisine maruz kalmış betonarme kirişlerin artık yük kapasitelerinin deneysel olarak incelenmesi

Abstract

Betonarme kirişlerin, darbe etkisine maruz kalması, statik ve dinamik özelliklerindeönemli değişimlere neden olabilmektedir. Tasarım yaklaşımına ve darbe enerjisinindüzeyine bağlı olarak, betonarme kirişlerin göçme modları da değişebilir. Örneğinstatik yükler altında eğilme etkileri ile göçme moduna ulaşan betonarme kiriş, darbeyükü altında kesme tasarımlı davranışa dönüşebilir.Bu çalışmanın amacı, eğilme ve kesme etkileri ile dayanımlarına ulaşacak şekildetasarlanmış betonarme kirişlerin, darbe etkileri sırasındaki davranışlarınınbelirlenmesi ve darbe sonrası artık dayanım ile yer değiştirme kapasitelerininincelenmesidir. Bu amaç doğrultusunda, tam ölçekli betonarme kirişlere tek darbeyüklemesi ile farklı düzeylerde hasar verilmiştir. Ardından gerçekleştirilen yerdeğiştirme kontrollü statik eğilme deneyleri ile hasarlı kirişlerin darbe sonrası artıkyük kapasiteleri araştırılmıştır. Deneyler, yeni ve özgün tasarımlı darbe çerçevesi vemesnet düzenekleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dinamik ve statik eğilmeçerçevelerinde, aynı mesnet düzenekleri kullanılmış ve dinamik deneylerde hembasınç hem de çekme kuvvetleri ölçülmüştür.Darbe etkisine maruz kalan eğilme tasarım davranışlı betonarme kirişlerde göçmemodu ve hasar oluşum mekanizmaları önemli oranda değişmiştir. Buna bağlı olarakrijitlik, dayanım, yer değiştirme kapasitesi, süneklik ve enerji yutma kapasitesi gibitemel davranış özelliklerinde önemli ölçüde azalmalar olduğu görülmüştür. Referansbetonarme kiriş ve hasarlı betonarme kirişlerin kullanılabilirlik durumları, dinamikdenge denklemleri ile karşılaştırılmıştır. Betonarme kirişler, Türkiye Bina DepremYönetmeliğinde (TBDY 2018) verilen dönme kapasitelerine göre değerlendirilmiştir.Anahtar kelimeler: Betonarme kiriş, darbe, taşıma gücü, artık yük kapasitesi

Expose to impact effects of reinforced concrete beams can cause significant changesin static and dynamic properties. Depending on the design approach and the level ofimpact energy, the failure modes of the reinforced concrete beams may also vary. Forexample, under static loads, the concrete beam, which reaches the crush mode withbending effects, can be transformed into shear design under impact load.The aim of this study is to determine the behaviors of reinforced concrete beamsdesigned to achieve their strengths with bending and shearing effects, and toinvestigate their residual strength and displacement capacities after impact. To this end,different levels of damage were caused by a single impact load on full-scale reinforcedconcrete beams. Afterwards, the residual load capacities of the damaged beams wereinvestigated with the help of displacement controlled static flexural experiments. Theexperiments were carried out using a new and original designed impact frame andsupport devices. In dynamic and static flexural frames, the same support mechanismswere used and both pressure and tensile forces were measured in dynamic experiments.Failure mode and damage formation mechanisms have significantly changed in thebending design behavior of reinforced concrete beams exposed to impact.Accordingly, it has been observed that there are significant decreases in basic behaviorcharacteristics such as rigidity, strength, displacement capacity, ductility and energyabsorption capacity. The availability of the reference reinforced concrete beams anddamaged reinforced concrete beams were compared with the dynamic equilibriumequations. Reinforced concrete beams, were evaluated according to the rotationcapacities explained in Turkish Building Earthquake Code (TBEC 2018).Keywords: Reinforced concrete beams, impact, flexural capacity, residual loadcapacity