Selim PUl., Metin HÜSEM, Ertekin ÖZTEKİN

Transkript

1 SAU Fen Biineri EnstitüsC Dergisi 6Cit 3Say (Ey!ü 2002) Eğirne Etkisindek Yükse Perfrmans Betnarme Kesiterde Gerinc Bğu Parametreeri S Pu M Hüsem E Öz tekin EGİLME ETKİSİNDEKİ YİİI(SEK PERFORMANSLI BETONARME KESiTLERDE GERİLME B LOG UP ARAMETRELERİ Seim PU Metin HÜSEM Ertekin ÖZTEKİN Özet Yüksek perfrmans betn knusunda bir çk araştrma yapmş nasna rağmen bu betnun özeikeri henüz geenekse betnunki kadar )irenebimiş değidir Yönetmeikerde betn yaparn prjetendirimesi için kuanmakta an bağnt ve hükümterin bir çğu basnç dayanm yakaşk!! OMPa a kadar an betnar üzerinde yapmş an deneyerden ede edien verieri teme amaktadr Bu nedene bu çahşmada eğime etkisindeki yüksek perfrmans betnarme eemanarn hesab için yüksek perfrnans betnarn eşdeğer dikdörtgen gerime dağm parametreeri gerçek cre eğrieri kuanarak beirenmiştir Ede edien snuçar yüksek perfrmans betnar için hesapanan dikdörtgen gerime bğu parametreerinin deneyse snuçara uyum içinde duğunu ve yüksek perfrmans betnarme eemanarn hesabnda kuanabieceğini göstermiştir Anahtar Keimeer Yüksek Perfrmans Betn GerimeŞekideğiştirme Mdei Hgnestad Mdei VIdifiye Hgnestad!dei Basnç Dayanm Dikdörtgen Gerime Bğu Parametreeri Abstract Despite s many researches have been perfrmed n high perfrmance cncrete the prperties f this cncrete cud nt determined as we as thse f the rdinary cncrete There have been a t f equatins and rues in the cdes which are used in the design f cncrete structures They are btained frm experinenta studies made n cncrete that have cmpressive strength f ess than abut 40 MPa It is nt exacty knwn that they cud be used in the design f structures cnstructed by using igh perfrnancc cncrete Therefre in this study stressstrain and equivaent bck parameters were btained frm experimenta stressstrain diagrams fr cacuatin f high perfrmance reinfrced cncrete beams in fexure The cncusins btained frm this study shwed that cacuatins f high pcrfrmance cncrete wich btained frm determined rectanguar stress bck parameters are cser t experimenta resuts S this mde and parameters can be use in cacuatins f high perfrnance reinfrced cncrete members Keywrds High Perfrmance Cncrete StressStrain Mde Hgnestad s Mde Mdified Hgnestads Mde Cnpressive Strcngth Rectanguar Stress Bck Parameters I GİRİŞ Betnarme kendisini uşturan mazemeerin kaitesindeki artşa parae arak geişmiş ve bugün yaygn arak kuanan bir yap mazemesi haine gemiştir Artan ihtiyaçara parae arak baz katk naddeerinin betnda kuanmaya başamasya bugün "yüksek perfrmans betn" diye tanmanan ve dayanrm OOMPa aşan betnar artk kayca üretiebimektedir Daysya bu betnar öngerimei betn ve betnarme yaparda özeike yüksek yaparda kuanm aan bumuş ve bu tür yaparda prjeendirme kritererini değiştü meye zrayan bir hae gemiştir Bu nedee bu çaşmada eğime etkisindeki betnanne eenanarn betn bas nç bğunu tanmayan parametreer deneyse cre beirenneye çaşmştr eğrierinden yararanarak Yüksek perfrnans betnun tanm zamana kuamdğ bögeye ve yaygn an üretim teknjisine göre değişmektedir Örneğin 9 SOi yarda standart siindir betn numuneerinin karakteristik basnç dayanuru 34MPa an betnar "yüksek perfrmans betn" arak tanmanmaktayd 9 yarda ise ABDde siindir dayanm 4MPa ie 52MPa arasnda an betnar ticari anaç arak üretimiştir 9erin ik ya nnda ise bu betnarn basnç dayanm MPaa kadar uaşabimiştir Yakn geçmişte ise basnç dayanm MPa ie OOMPa arasnda değişen yüksek perfrmans betn yekpare prefabrike ve ön gerimei betn yaparda ku anmaya başanmştr Çk yüksek dayanm S Pu M Hüsen E Öztekn KTÜ İnşaat Mü h BöümüTrabzn 28

2 SAU Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi 6 Cit 3Say (Eyü 2002) Eğme Etkisindeki Yüksek Perfrmansh Betnarme Kesiterde Gerime Bğu Parametreeri SPu MHüsem: EÖztekin agregaar kuanarak üretien betnarda ise 250MPak dayanma uaşabimektedir [234] Yüksek perfrmans betnann yüksek dayanm agrega ve çiment su minera ve kimyasa katk nazerneeri kuanarak üretiebidiği bu üretimde ise kimyasa katk arak süper akşkanaştrcar minera katk maddeeri arak da çiment taneerinden daha küçük ve puzanik özei<te siis duman kaker unu uçucu kü gibi katk naddeerinin kuandğ biinmektedir IIGERİLMEŞEKİLDEGiŞTİRME MODELİNİN BELİRLENMESİ Deneyse Çaşma tpam basnç kuvveti ve bu kuvvetin uyguama nktas deneyse çaşmaardaki ie ayn acak şekide gerçekeştirimiştir Hgnestad [ 6] n geenekse b etnun cre eğrisi için önerdiği mde c cu e cu ifadesiye verimektedir Bu ifadede 2 &c / ecu yerine k(ec!&c) ve (cc sc3 yerine de (ki)(&c!ec2 yazrsa yüksek perfrmans betn için cr eğrisini temsi eden () nu ifade aşağdaki gibi değiştirimiş maktadr: 2 () : ü Yap ve Mazeme Labratuar nda sekiz seri yüksek perfrmans betn üzerinde yapan deneyer snucunda bu betnara ait gerimeşekideğiştinne ndei e e edimiştir[ 5] Granit agrega ie üreten ( dnu:\=6mm) bu b etanara ait rtak granümetük bieşin Tab de nekanik özeiker ve karşm ranan ise Tab 2 de verimektedir Bu ifadede vfpa <fc <94MPa çn? (2) Tab Agrega granümetrik bieşimi Granü metrk snfar (mm) Tp Kütenin yüzdesi _:: : _ k= 2 _ re 4 arak anmaktadr CEB[8] de &cu için önerien eşitik deneyse çaşma snuçanna göre aşağda veridiği gibi yeniden düzenenmiştir[?] ( MPa < Ic <94 MPa) (3) &cu = [ (j 4 ) (4) Yüksek perfrmans betnun cre eğrisinin geenekse betnunkinden çk daha dğrusa duğu biinmektedir Tab 2 Üretien benarn mekanik özeikeri ve kanşm ranar Seri fe Ec Ü3Ecu Agrega Su Çiment * sç * SD S AK >t"* (M Pa) (MPa) (mnmm) (kg/m 3 ) (kg/m3) (kg/m 3 ) (kg/n 3 ) (kgm 3 ) H s H s 034 s H s H s 6 ti H H H s >!! * " PÇ425 Su (çiment+siis duman) SikamentPF Yüksek perfrmans betn için IIgnestad [6]n önerdiği mde üzerinde baz düzen]eneer yapnştr Bu düzenemeer cre eğrisinin atnda kaan aan Bu yüzden (3) nu ifadeye hesapanan k says yardmya bu dğrusahk (2) nu ifadeye sağanmaya çaşmştr Hgnestadn önerdiği ve yeniden 29

3 SAU Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi 6Cit 3Say (Eyü 2002) Eğihnc Etkisndeki Yüksek Perfrmans Betname Kesiterde Ge r!me Bğ Para:netreeri SPu MHüsem EÖztekn düzenenen cre eğrieri deneyse eğriere birikte Şeki 00 C tvpa (fc=mpa) Hgnestad Iv d if Hgnestad Deneyse 0 r cr MPa MPa) ([c=?o s ] t Hgnestad Mdif Hgnestad Deneyse 00 i cr M Pa ([c 66 M ra) r IOO j i Hgnestad Mdi f Hgnestad Deneyse u :vi Pa (!c= 75 MPa) " Hgnestad Mdi f Hgnestad Deneyse r 00 cr MPa 000 (fc=8 MPa) Hgnestad Mdif Hgnestad Deneyse r ] cr \P ([c= 8 4 MP 5 0 { 40 j j Hgnestad Mdif Hgnestad Deneyse cr M Pa 89 f\pa) ([c= i _j 000 Hgnestad Mdif Hgnestad Deneyse OOO a MPa j s ) j 20 ] ([c= 94 MPa) 000 Hgncstad Mdif Hgnestad Deneyse Şeki Yüksek perfnnans beta a ait ka şaştrmaft ae eğrieri 30

4 _ SAC Fen B iimeri Ensttüsü Dergi s 6Cit 3 Say (Eyü 2002) Eğine Etkisindeki Yüksek Perfrmans Betnanne Kesiterde Geri me Bğu Parametreeri SPu M Hüsem EÖztekin III GERİL\IE BLOGU P ARL\METRELERİiN BELİRLENMESİ Eğine etkisindeki bir betnanne kesitin basnç bögesindeki gerime dağmnn merkezi basnç deneyerinden ede edien gerimeşekideğiştirne eğrisi gibi duğu biinnektedir Ancak betnm gerimeşekideğştirne eğrisini bir çk değjşken etkiediği için tek ve ke sin bir gerimeşekideğiştirme eğrisinin önerimesi mümkün mamaktadr Betnarme hesaparda yazacak denge denkeninde basnç gerimesi dağmnn gemetrisinden daha çk bu dağmn atnda kaan aan ve bu aann ağrk nerkezinin yeri önem taşmaktadr Bu yüzden ayn aan v ağrk merkezini verecek ve hesapanaarda da büyük kayk sağayacak TS SOO [9] ve AC I3 8 [ O] ve t?rafndan da önerien en basit gerime dağm mdei uan dkdörtgen gerime dağmnn kuannas bu çaşnada da tercih edimektedir(şeki 2) Bu çaşmada yüksek perfrmans betnarn kesit hesaparna ait geime şekideğ iştime parametreerint ede etmek için yeni bir gerineşekideğiştirme bğu uşturumuştur Ede edien gerimeşekideğişti me bğu yardmya yüksek perfrmans betname kesitierin basnç bögesindeki gerime dağmm beiremek için (2) nu bağntya beirenen geriineşekideğiştirme eğrisinin atnda kaan aan ve ağrk merkezinin hesapanmas gereknektedir Bu çaşna kapsamndaki yüksek perfmans betnar temsi eden gerimeşekideğiştime bağntsnn Ec ye göre integre edimesiye gerimeşekideğiştirme eğrisi at nda kaan aan Fa ( 6) n u bağnt üe hesapanr[ 4] Ağ rk merkezi ise Şeki 3 de veridiği gibi crr eğrisi Ltc= 5 birim uzunuğunda yamuk şekindeki aanara böünerek beirenmiştir b &cu kc / d L k3 fe r r kc r Ec As / " T Şek 2 Deneyse ve eşdeğer dikdörtgen gerime bğu ic dğrusa brim şekideğişlirme dağm [] Geenekse betnarme kirişer için TS500[9] ve ACI38 [ O de vetien hesap yöntemi yüksek perfrmans betnar için de geçeri abimektedir k Ancak dikdörtgen gerime bğunu tanmayan k2 ve k3 parametreerinin yüksek perfrmans betnar için yeniden düzenenmesi gerekmektedir B az yönetmeik ve araştrmacar tarafndan bu parametreer için önerien bağnnar Tab 3 te verimektedir F= ( "ru k Be f fc (k ) &:=O ecu Be 8cu 2 (5) (6) Tab 3 Dikdörtgen ger:ime bğu parametreeri Referans TS500 [9] ve ACI38 [0] 0008fc (085 > k > 065) 085 EC2 [2] 09fc / CSA94 [3] 0025(: f > 067 NZS95 [4] ACI3 8 ie ayn 0004fc (085k3 075) Attard ve Stevvard [5] 0948fc fc > 058 İbrahim ve MacGregr [6] 095 f/ f/ B _ n_ g _"_ e d i ğ [ _7 _] A_C_I_3 _ 8 _ i _ e _a_ y _ n ( fe5 5) O 75 Azizinamini ve diğ [ 8] ACI38 ie ayn ((:69) > 06 ] 3

5 SAU Fen Bihmeri Enstitüsü Dergisi 6Cit 3Say (Eyü 2002) Eğime Etkisindeki Yüksek Perfrrr:ans Betnarme Kesiterde Gerime Bğu Parame:reeri Pu M Hüsem EÖztekin IV SONUÇLAR cr Şeki3 cre eğrisinin yamuk aanara böünmesi Bu çaşmada kuanan dikdörtgen gerime bğu mdeni tanmayan parametreer aşağdaki bağntar ie :esapanmaktadr ar k 2 = (Ec k = 2 k] X) /Be =Fa / /c ki E: Burada x Şeki 2 den de göüeceğ gibi ağrk merkeziiin rij ine an uzakğdr Herhangi bir kesitte tarafsz eksen deriniği c nin hesab için daha önce de beirtidiği gibi basit eğime etkisindeki kesitin içerisindeki birin şekideğiştirme dağnunn dğrusa duğu varsaym yapmaktadr (bkz Şeki 2) Bu da tarafsz eksen deriniği an c nin (7) (8) (9) (0) bağntsya hesapanabieceğini göstermektedir Burada betn ve dnat şekideğiştirmeerinin x 5 ik admara artrmak suretiye tarafsz eksen deriniğinin iterasyna hesapandğn beirtmek uygun maktadr Ayrca bu çaşmada 7 8 ve 9 nu bağntar a verien djkdörtgen gerime bğu parametreeri basnç dayanm MPa ie 94 MPa arasnda an yüksek perfrmans betnar için hesapanrruştr Bu parametreer ie betn basnç dayanm arasnda yapan regresyn anaizi snucunda aşağda verien bağntar ede edimiştir k k3 = k== 000 2/c + 05 k3 = fe+ O /c () (2) (3) Bu bağntarda k k3 ve kk3 için hesapana kreasyn katsayan srasya ve 0999 dur Şeki 5 te ise bu çaşmada rta ya knuan ve diğer baz yönetmeik ve araştrmacar tarafndan önerien dikdörtgen gerine bğu parametreerinin karşaştrmas verimektedir Bu çaşna üksek perfrmans h betnarme kiriş hesaparnn yapabimesi için uygun cre ve eşdeğer gerime dağn mdei paranetreerini söz knusu hernun deneyse cre eğrierinden yararanarak behremek anacya gerçekeştirimiştir Gerçekeştirien çaşmadan çkartabiecek baz snuç ar aşağda özetenmektedir Basit eğime etkisindeki geenekse betnanne eemanar için kuanan gerime dağm parametreerinin yüksek perfrnans betnanne eemararda kuanmas emniyetsiz tarafta snuçar vernektedir Geenekse betnar için Hgnestad tarafndan önerien cre ndei yüksek perfrmans betnar için deneyse cre eğrierinden yararanarak yeniden düzenenmiştir Yüksek perfnnans betn un cre ndei yardnuya eşdeğer dikdörtgen gerimc dağm parametreeri beirenmiştir Beirenen bu parametreer betnun gerçek cre eğrisi kuanarak hesapanan paranetreere iteratürde verienerden daha yakn maktadr Özete bu çaşmada yüksek perfrmans betnar için deney5e verier kuanarak bir cre m de i ve bu mde yardmya da eğime etkisindeki betnanne eenanarn hesabrun yapabimesi için eşdeğer dikdörtgen gerirne bğu parametreeri beirenmiştir Beirenen parametreer deneyse cre eğrierinden ede edienere uyum içindedir Bu da söz knusu parametreerin eğme etkisindeki yüksek perfrmans betname eemanann hesabnda kuanabieceğini göstermektedir As b c d C Ec F t Fs fyd k SEMBOLLER ==Çekme Bögesindeki dnat aan = Kesitgenişiği =Tarafsz eksen derin i ği = Fayda yüksekik = Basnç kuvveti = Betn eastisite mdüü = Gerime şekideğiştirme eğrisinin aan =Betn basnç dayanun = Dnatdaki çekme kuvveti = Dnat çeiğinin akma dayanm =Sabit = Dikdörtgen germe bğu parametreeri =Süper akşkanaştrc katk =S iis durtan = B etnun birim şek!değiştirmesi =Maksimum genhnedeki birim şekideğiştirme = Setnun niha birim şekijdeğiştirmesi = Çe i ğn birim şekideğiştirmesi = Çeiğin nihai biim şekideğiştirmesi 32

6 SAU Fen B:ner Enst! tüsü Dergisi 6Cit 3Say (Eyü 2002) Eğime Etkisindeki Yüksek Perfrnans Betnanne Kesiterde Gerime Bğu Parametreeri S Pu M Hüsem EÖztekin 00 _ e e e e ü ee eeeeeeee X Önerien EC2 CSA / ( ( {L "" ) < " ( ) { ( (<< ( { \ H<< < Lr:::r8::e _ /""" :: r_ wc:: sd 8BBp i i i T :r8 B BHR ) )(?( ( i i i i 7 flfj3 =Ş 0 G s 7\( A e fe MPa ffi=se9 E r =s=a=s i brahin ve MacGregr Artard ve Steward ACI38 NZS95 Bing ve diğ Azizinamini ve diğ 09u dtv"t+i+"ttrittt\iraö:côfr 0 ORO j 075 Önerien X Azizinamini ve diğ ACI38 ve EC2 CSA94 Ihrahim ve MacGregr t Artard ve Steward 0 NZS95 Bing ve diğ 065 fc MPa r _ " " " " <) rt e 0 0 k Ü O O B O B 6 C :: O ev e = _ () O O O C) O EfEt::g 3 8 D O B O D DO[ =::: Önerien EC2 A ACI38 x CSA94 Ibrahin ve MacGregr + Attard ve Steward Azizinamini ve diq 045 NZS95 Bing ve djğ r r 75 MPa Seki] 4 Dikdörtgen geri!me bğu paramereet i \e betn dayamm iişkisi 33

7 SAU Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi 6Ci t Say (Eyü 2002) Eğme Etkisindeki Yüksek Perfrmans Betnanne Kesiterde Gerime Bğu Parateeri SPu MHüsem EOztekin KAYNAKLAR []ACI Cmittee 363R84 Statef the Art Reprt n High Strength Cncrete ACI urna uyaugust [2]Nisn AII Design Impicatins f Current Research n HighStrength Cncrete High Strength Cncrete ACI SP87Detrit [3]Swamy RN HighStrength Cncrete Materia Prperties and Structura Behavir High Strengt Cncrete ACI SP87 Detrit [4]Larrad F Maier Y "Yüksek Perfrmans Betn" 2 Uusa Betn Kngresi İstanbu [5]Pu S "Dğu Karadeniz Böfunü Agregaarya Yüksek Perfrmans Betn Üretimi ve Özeikerinin Diğer Betntara Karşaştrma arak nceenmes vktra Tezi KTÜ Fen Biimeri Enstitüsü Trabzn 2000 [6]Hgnestad E Hansn N W and McHenry D "Cncrete tress Distributin in Utimate Strength Design ACI urna Prceedings V 52 N 2 Dec ]7]Öztekin E "Basit Eğine Etkisnde Yüksek Perfrmans Betnanne Kiriş Hesab Için Gerime Şekideğişti rne ve Eşdeğer Gerim e Dağ? Mdeerinin Araştnmas" Yüksek Lisans Tezi KTU Fen Biimei Enstitüsü Trabzn 2000 [8]CEBFIP (MC) "Mde Cde fr Cncrete [?]B ing LP R and Tanaka H Effect f Cnfinement n the Behavir f High Strehngth Cncrete Cumns Under Seisnic Lading" Facific Cnference n Earthquake Engineering New Zeaand Nv 99 [ 8]Azizinamini A K us ka S Brungardt P and Hatfed E "Seismic Behavir f Square High Strength Cncrete Cumns" ACI Structura urna V9 N3 Mayune Structures" Cnitee EurInternatina du Betn Buetn dinfrmatin N23/24 Lausanne Switzerand 9 [9]TS500 Betnanne Yaparm Hesap ve Yapm Kuraar TSE Ankara 2000 [O]ACI Cmmitee 3889 "Buiding Cde Requirements fr Reinfrced C ncrete American Cncrete Institte Detrit 989 []Ersy U Betnanne Teme İkeer ve Taşma Gücü Cit Evrim Yaynevi Ankara986 [ 2]Eurcde 2 "Design f Cncrete Structures" Eurpean Cnnrittee fr Standardizatin Brusses 999 [3]CSA Tecnica Cnnnittee CSA94 "Design f Cncrete StTuctures fr Buidings CAN3A Canadian Standards Assciatin Rexdae Ontari 994 [4NZS95 Standards New Zeaand "Design f Cncrete Structures" NZS 30 Weingtn 995 [5)Attard MM and Steward MG " A Tw Parameter Stress Back fr HighStrength Cncrete" ACI Structura urna V 95 N3 Mayune [6]Ibahim HHH and MacGregr G Mdifcatin f ACI Rectanguar Stress Bck fr HighStrength Cncrete ACI Structura urna V 94> N an Feb