Effect of steel fiber on strengthening reinforced concrete beam

Abstract

Beton çekmede zayıf, basınçta ise kuvvetlidir. Ancak, beton gelişen bir malzemedir ve araştırmacıların betonun değişimi ve gelişimi üzerine yürüttüğü ilgili çalışmalar, iyileştirilmiş betonun yapının davranışını iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Çelik lif takviyeli beton, değişik yükleme durumları altında yapı elemanlarının mekanik davranışını iyileştirmek için çalışılan bir beton türüdür. Bu tezde, mukavemetini kazanma sürecindeki çelik lif takviyeli betonun basınç ve yarmada çekme mukavemeti ve çelik lif takviyeli betonarme kirişin eğilme mukavemeti araştırılmıştır. Ayrıca, eğilme mukavemetinin belirlenmesi için kullanılan çelik lif takviyeli betonarme kirişlerin sonlu elemanlar yöntemi tabanlı modellemesi bu tezde araştırılmıştır.%1 çelik lif katkısıyla çelik lif takviyeli beton numunelerinin yarmada çekme deneyi yüksek mukavemet değerleri ortaya çıkarırken, basınç altındaki numuneler sadece %3.3 oranında bir iyileşme elde etmiştir. Diğer taraftan, 100mm*100mm*500mm boyutlarındaki çelik lif takviyeli beton numuneler çelik lif katkısız numunelere nazaran daha iyi bir iyileşme göstermektedir. Ayrıca, eğilme mukavemetlerindeki iyileşme kürleme zamanına göre kontrol edilmiştir. Sonuçlara göre, 7 gün sonra çelik lif takviyeli beton numunelerin eğilme mukavemetleri çelik lif takviyesiz beton numunelerinin mukavemetlerine nazaran daha iyi bir iyileşme göstermiştir. Sonlu eleman modelleme sonuçları deneysel sonuçlarla kıyaslandığında, ikisi arasında mükemmel bir uyum olduğu gözlemlenmiştir. Bundan dolayı, çelik lif takviyeli beton numunelerinin eğilme mukavemetini belirlemek için sonlu elemanlar yöntemi tabanlı modellemenin iyi bir teknik olduğu sonucuna varılabilir.

Concrete is weak in tension and strong in compression, However, concrete is a developing material and the relevant studies towards the change and development of concrete which researchers have carried out the date reveals that the developed concrete improves the behavior of structural member. Steel Fiber Reinforced Concrete (SFC) is a type of concrete that is being studied to improve the mechanical behavior of structural members under different load conditions. In this thesis, compressive and splitting tensile strength of steel fiber reinforced concrete and flexural strength of steel fiber reinforced concrete beams were investigated during strengthening process. Moreover, finite element method based modeling of steel fiber reinforced concrete beams, which is used in order to determine the flexural strength, was investigated in this thesis. SFC samples of splitting tensile test reveals high strength values, while compression samples gain only 3.3% of improvement with added 1% of steel fiber dosage. In other hand, SFRC samples having a size of 100mm*100mm* 500mm shows better improvement according to the samples without steel fiber. In addition, improvement in flexural strength is checked with respect to curing time According to the results, flexural strength of SFRC samples in age of 7days shows good improvement as compared to the strength of RC samples in age of 7 days. As finite element modeling results are compared with the experimental results, it is observed that there is perfect agreement between them. Therefore, it can be concluded that finite element based modeling is a good technique in order to determine flexural strength of SFC samples.