YÜKSEK DAYANIM VE ŞEKİL DEĞİŞTİRME ÖZELLİKLİ ÇELİKLERİN KOLON KESİTİNDE DONATI OLARAK KULLANIMI. Arcan YANIK

Benzer belgeler
YÜKSEK DAYANIM VE ŞEKİLDEĞİŞTİRME ÖZELLİKLİ ÇELİKLERİN BETONARME KESİTTE DONATI OLARAK KULLANIMI. YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh.

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

FARKLI KESİT GEOMETRİLERİNE SAHİP BETONARME KOLONLARIN DAVRANIŞININ İNCELENMESİ INVESTIGATION OF RC COLUMN BEHAVIOUR HAVING DIFFERENT GEOMETRY

Dairesel Betonarme Kolonlarda Çatlamış Kesite Ait Etkin Eğilme Rijitliklerinin İrdelenmesi

Betonarme Kirişlerin Etkin Eğilme Rijitliği Analizi ve Yönetmeliklerle Karşılaştırması

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 3 Sayı: 3 sh Ekim 2001

BASİT EĞİLME ETKİSİNDEKİ BETONARME ELEMANLARIN MOMENT-EĞRİLİK VE TASARIM DEĞİŞKENLERİ ÜZERİNE ANALİTİK BİR İNCELEME

BETONARME-II (KOLONLAR)

DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ İÇİN KULLANILAN TİCARİ PROGRAMLARIN ÇERÇEVE SİSTEMLER İÇİN KARŞILAŞTIRILMASI

Kesmeye Karşı Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Deprem Davranışı

MOMENT YENİDEN DAĞILIM

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

İnşaat Mühendisleri İster yer üstünde olsun, ister yer altında olsun her türlü yapının(betonarme, çelik, ahşap ya da farklı malzemelerden üretilmiş)

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

BETONARME KOLONLARIN ETKİN KESİT RİJİTLİKLERİ ÜZERİNE YÖNETMELİKLERİN YAKLAŞIMLARI

Çelik Yapılar - INS /2016

BETONARME KİRİŞLERİN KOMPOZİT MALZEMELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ. Zeki ÖZCAN 1 ozcan@sakarya.edu.tr

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

BETONARME-I 3. Hafta. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

SÜNEK OLMAYAN B/A ÇERÇEVELERİN, ÇELİK ÇAPRAZLARLA, B/A DOLGU DUVARLARLA ve ÇELİK LEVHALAR ile GÜÇLENDİRİLMESİ.

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 7-Örnekler 2. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Alt Yapı ve Kentsel Dönüşüm Hizmetleri Genel Müdürlüğü

11/10/2013 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ BETONARME YAPILAR BETONARME YAPILAR

BETONARME YAPI ELEMANLARINDA DONATI DÜZENLEME İLKELERİ

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

Çelik Bina Tasarımında Gelişmeler ve Yeni Türk Deprem Yönetmeliği

PREFABRİK KOMPOZİT KOLON-KİRİŞ BAĞLANTILARININ SİSMİK PERFORMANSININ DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

= ε s = 0,003*( ,3979)/185,3979 = 6,2234*10-3

Mesnet Şartlarının Betonarme Kısa Kirişlerin Davranışına Etkisinin Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

BETONARME KİRİŞLERİN KESME GÜÇLENDİRMESİ İÇİN KULLANILAN YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

Yapı Elemanlarının Davranışı

BETONARME-I 5. Hafta KİRİŞLER. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

BETONARME KİRİŞLERİN ÇELİK LEVHALARLA KESMEYE KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ SHEAR STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITH STEEL PLATES

FARKLI UÇ SARGI ŞEKİLLERİNİN PERDE DUVARLARIN MOMENT EĞRİLİK DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZİ (KURAMSAL ÇALIŞMA)

Sigma 27, , 2009 Research Article / Araştırma Makalesi CURVATURE DUCTILITY OF UNCONFINED REINFORCED HIGH- STRENGTH CONCRETE BEAM SECTIONS

Beton Basınç Dayanımın Yapısal Davranışa Etkisi

BETONARME YAPI TASARIMI DERSİ Kolon betonarme hesabı Güçlü kolon-zayıf kiriş prensibi Kolon-kiriş birleşim bölgelerinin kesme güvenliği M.S.

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

BETONARME YAPI ELEMANLARINDA DONATI DÜZENLEME İLKELERİ

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

DEPREM BÖLGELERĐNDE YAPILACAK BĐNALAR HAKKINDA YÖNETMELĐK (TDY 2007) Seminerin Kapsamı

MEVCUT BİNALARDA DEPREM PERFORMANSLARININ AYRINTILI İNCELEME YÖNTEMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

DBYBHY-2007 DE TANIMLANAN HASAR KRİTERLERİNİN BETONARME KOLON ELEMANLAR İÇİN İNCELENMESİ

Hasarlı betonarme elemanların çelik köşebent ve lamalar ile güçlendirilmesi

TİP BİR KAMU YAPISININ PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

Sigma 2006/1 Araştırma Makalesi / Research Article THE EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAMAGED BEAMS REPAIRED WITH REINFORCED JACKETTING

BİLGİLENDİRME EKİ 7E. LİFLİ POLİMER İLE SARGILANAN KOLONLARDA DAYANIM VE SÜNEKLİK ARTIŞININ HESABI

Yapı Elemanlarının Davranışı

CS MÜHENDİSLİK PROJE YAZILIM HİZMETLERİ EUROCODE-2'ye GÖRE MOMENT YENİDEN DAĞILIM

BETONARME YÜKSEK YAPILARIN DEPREM PERFORMANSINA BETONARME PERDE ORANIN ETKİSİ

Uygulamada Performansa Göre Tasarım

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

FARKLI ÇAPMA ETKİLERİNE MARUZ KALMIŞ BETONARME KİRİŞLERİN DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

Betonarme Binalarda Çerçeve Süreksizliğinin Yapı Performansı Üzerindeki Etkileri

Dinamik Etki: Deprem Etkisi. Deprem Dayanımı için Tasarım. Genel Deprem Analizi Yöntemleri - 1

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 1-Temel Kavramlar

BETON İÇİNDE KULLANILAN ÇELİK TELLERİN BETONARME ÇERÇEVENİN DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

Beton Dayanımının Güçlendirilmiş Betonarme Kolonların Davranışına Etkisi. Effect of Concrete Quality to Response of Strengthened RC Column

Fiber Takviyeli Polimer (FRP) Uygulanan Betonarme Kirişlerde Moment-Eğrilik İlişkisi

Betonarme Kesitlerin Eğilme Rijitliği *

BETONARME YÜKSEK YAPILARDA DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

Çelik Lif ile Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Sonlu Eleman Yöntemiyle Modellenmesi

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

ihmal edilmeyecektir.

BETONARME YAPI ELEMANLARINDA HASAR VE ÇATLAK. NEJAT BAYÜLKE İnş. Y. Müh.

BETONARME BİNALARIN DEPREM PERFORMANSININ BELİRLENMESİ İÇİN BİR YAKLAŞIM

PATLAMAYA DAYANIKLI BİNA TASARIMI (BLAST RESISTANT BUILDING DESIGN) İnş. Yük. Müh. Mustafa MUNZUROĞLU

KAPASİTE TASARIMI İLKESİ VE TÜRK DEPREM YÖNETMELİĞİ

Depreme Dayanıklı Çelik Bina Tasarımının Temel İlkeleri Ve Yeni Türk Deprem Yönetmeliği

Bazalt Lifli Donatının Yüksek Dayanımlı Betondaki Aderans Performansı

CE471 ÇELİK YAPILAR EMRE İNSEL, PE CE471 - ÇELİK YAPILAR - EMRE İNSEL

ÖRNEK 18 4 KATLI BETONARME PANSİYON BİNASININ GÜÇLENDİRİLMESİ ve DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN YÖNTEM İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Prof. Dr. Cengiz DÜNDAR

BETONARME BİNALARDA DEPREM HASARLARININ NEDEN VE SONUÇLARI

BETONARME PERDELERİN BETONARME YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSINA ETKİLERİ

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir.

Döşeme ve Temellerde Zımbalamaya Dayanıklı Tasarım Üzerine Güncel Yaklaşımlar

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DOĞRUSAL ELASTİK VE DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN HESAP YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

Kirişsiz Döşemelerin Uygulamada Tasarım ve Detaylandırılması

DİKDÖRTGEN KESİTLİ BETONARME KOLONLARIN YAKLAŞIK HESABI İÇİN BASİT BİR FORMÜL

ÇELİK LİF KULLANIMININ YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLARIN SÜNEKLİK ÖZELLİĞİNE ETKİSİ

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

FATİH SULTAN MEHMET VAKIF ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DERS BİLGİLERİ

Comparison of Earthquake Codes (TEC 2007 and TBEC 2018) In Terms of Seismic Performance of RC Columns

Transkript:

XVIII. ULUSAL MEKANİK KONGRESİ 26-30 Ağustos 2013, Celal Bayar Üniversitesi, Manisa YÜKSEK DAYANIM VE ŞEKİL DEĞİŞTİRME ÖZELLİKLİ ÇELİKLERİN KOLON KESİTİNDE DONATI OLARAK KULLANIMI Arcan YANIK İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Mekanik Birimi, İstanbul. ABSTRACT One of the most important characteristics of a structure which is in earthquake regions is its ductility. A better ductile behavior can be achieved by constructing these structures with elements which have high energy absorption capacities during moderate and strong earthquakes. For reinforced concrete structures the deformation capability and strength of structural steel as reinforcement has an important contribution on the entire behavior of the reinforced concrete member. In this study, use of a type of steel as reinforcement in reinforced concrete members which features high deformability capacity and high yielding strength( 540 MPa), is analyzed analytically. These studies contain section analysis for reinforced concrete members with high strength and BCIII steel generally used in building industry of Turkey. All the analytical studies are carried out with a software called COLA (Reinforced Concrete Column Analysis). It has been found that reinforced concrete columns reinforced with high strength steel reached bigger moment and lateral load carrying capacities in comparison with the ones which are reinforced with BCIII. ÖZET Bu çalışmada yüksek dayanım ve şekildeğiştirme özellikli çeliklerin betonarme kolon kesitinde donatı olarak kullanımı analitik olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında analitik olarak, yüksek dayanım ve süneklik özelliklerine sahip olan, YSÇ adı verilmiş betonarme çeliği kullanılarak analitik olarak tanımlanan betonarme kolonların, davranışı, ülkemizin inşaat mühendisliği yapılarında yaygın olarak kullanılan BÇIIIa betonarme çeliği ile üretilmiş elemanlar ile karşılaştırılmıştır. 1/3 ölçekli betonarme kolonların YSÇ ve BÇIIIa çelikleri ile üretilmiş olan kuramsal modelleri, COLA (Reinforced Concrete Column Analysis) programına tanımlanarak, bu program yardımıyla kesitlerin moment-eğrilik, yatay yük yerdeğiştirme ve enerji tüketme davranışları incelenmiş ve 2 farklı tip çeliğin kullanım durumunun, kesit davranışına etkileri karşılaştırılmıştır. Özellikle, YSÇ ile üretilen betonarme kolonlarda dayanım ve süneklik özellikleri ile birlikte, deprem performansı açısından önemli olan enerji tüketim kapasitesinin irdelenmesi amaçlanmış, analizler sonucunda YSÇ ve BÇIII çeliklerini içeren betonarme elemanlar, bu parametreler gözönünde bulundurularak karşılaştırılmıştır. 667

1. GİRİŞ Ülkemiz bir deprem ülkesi olduğu için yapılarımızı depreme dayanıklı olarak üretmek inşaat mühendislerinin en önemli amaçlarından biridir. Yapılarımızda istenilen davranış şekli yapının sünek davranması, yani deprem sırasında ortaya çıkacak olan enerjisinin büyük kısmını dayanım kaybı olmaksızın büyük şekildeğiştirmeler yaparak harcamasıdır. Betonarme yapıları oluşturan tekil elemanların sünek davranması istenilen davranış biçimidir. Yüksek dayanım ve süneklik özelliklerine sahip YSÇ çeliğinin betonarme elemanlarda kullanılması durumunda, elemanların süneklik, dayanım özellikleri üzerinde yapacağı etkiler önemli bir araştırma konusudur. Yüksek dayanımlı çeliklerin yapısal elemanlarda kullanımı ile ilgili literatürde çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Yeni Zelanda da bulunan betonarme yapıların aşırı yüklemelerde inelastik şekildeğiştirmeler yapacak şekilde tasarlandıkları bir çalışmada belirtilmiştir [1]. Bu çalışmada ayrıca düşük süneklik düzeyi esas alınarak tasarlanan yapıların bile aşırı yükleme durumunda, kirişlerin ve kolonların alt uçlarında plastik mafsal oluşacak biçimde tasarlanmaları ve tüm plastik mafsal bölgelerinin, büyük dayanım kaybı yaşamadan büyük inelastik şekildeğiştirmelere maruz kalabilecek şekilde olmaları gerektiği anlatılmıştır. Betonarme köprülerin yüksek performanslı çelik donatılar ile üretildiği durumların incelendiği bir çalışmada, yürürlükte olan standartların akma noktası belirli çelikler için geçerli olduğu belirtilmiş, betonarme elemanlarda yüksek dayanımlı çelik kullanımı için tereddütler olduğunu, akma noktası belirli olmayan yüksek dayanımlı çelikler için standartların yeniden düzenlenmesi gerektiği ifade edilmiştir [2]. Gerçek ölçekli kirişlerin deneysel olarak incelendiği bir çalışmada, farklı donatı oranları için yüksek dayanımlı çelik kullanımında, tüm hallerde sünek eğilme göçme modu tespit edilmiştir [3]. Ayrıca çatlaklardan sonra kirişlerin eğilme rijitliğinin düştüğünü ve bu düşüşün düşük donatı oranına sahip kirişler için daha belirgin olduğu açıklanmıştır. Yüksek akma dayanımlı (827 MPa) ve 420 MPa akma dayanımlı çelikler ile üretilmiş betonarme kısa kolonların deneysel olarak incelendiği bir çalışmada [4], kolonlarda %2 lik boyuna donatı oranı kullanılmıştır. 420 MPa akma dayanımına sahip çelikler ile üretilmiş bu kolonlarda, göçme boyuna donatının akmasından dolayı gerçekleşirken, yüksek dayanımlı çelikler ile üretilmiş kolonlarda göçme, boyuna donatı akmaya erişmeden, betonun ezilmesi ile gerçekleşmiştir. 420 MPa akma dayanımına sahip çelikler ile, 700 MPa ın üzerinde akma dayanımına sahip çelikler ile üretilmiş tekil kiriş elemanların davranışı bir çalışmada karşılaştırılmıştır [5]. Bu çalışmada yüksek akma dayanımına sahip çelikler ile üretilmiş kiriş elemanların en büyük dayanımının çok daha yüksek olduğu ve daha sünek bir eğilme göçmesi moduna sahip oldukları belirtilmiştir. 500 MPa akma dayanımına sahip donatı çeliklerinin boyuna donatı olarak kullanıldığı betonarme elemanların, en büyük dayanımının akma dayanımına oranı olarak tanımladığı dayanım fazlası kuramsal olarak incelenmiş, elde edilen sonuçlar bir araştırmada sunulmuştur [6]. Dört adet kolon kiriş birleşim bölgesi numunesinin benzeşik dinamik deney tekniği kullanarak incelendiği bir çalışmada kiriş donatısı olarak 500 MPa akma dayanımlı deprem çeliği kullanılmıştır [7]. Deneysel çalışmalar sonucunda, numunelerin rijitliğinin 300 MPa veya 430 MPa akma dayanımına sahip çeliklerin kullanıldığı durumlara göre daha küçük olduğu tespit edilmiştir. 500 MPa akma dayanımlı donatı çeliğinin yaratabileceği potansiyel problemlerden bahsedilen bir araştırmada, en önemli problem olarak düşük miktarda boyuna donatı kullanılacağı için 300 ve 430 MPa akma dayanımlı donatı kullanılarak üretilmiş özdeş elemanlara göre daha düşük eğilme rijitliğine sahip betonarme elemanlar üretileceği vurgulanmıştır, boyuna donatı oranının kesit rijitliğine etkisini göstermek üzere, dikdörtgen kolon ve kirişlerde çeşitli kuramsal çalışmalar 668

gerçekleştirilmiştir [8]. Moment etkisindeki çerçevelerin 500 MPa akma dayanımına sahip donatı çeliği kullanılarak üretildiği durumla ilgili yapılan bir çalışmada, NZS 3101:1995 yönetmeliğine göre, kolon-kiriş birleşim bölgelerinden geçen 500 MPa akma dayanımlı, kiriş boyuna donatısı olarak kullanılan çeliklerin çapının küçültüldüğü belirtilmiştir [9]. Analizlerin sadece moment etkisindeki çerçevelerde geçerli olduğunu, 500 MPa akma dayanımına sahip çeliğin başka kullanım alanlarında, örneğin kolon enine donatısı olarak kullanıldığı durumlarda belirli avantajlar sağlayabileceği ifade edilmiştir. Deneysel olarak incelenen kirişlerde, yüksek dayanımlı donatı kullanıldığında enerji tüketme kapasitesinin BÇIII çeliğiyle üretilen elemanlara göre daha büyük olduğu ortaya çıkmıştır [10]. Aynı çalışmada ayrıca deneysel olarak yüksek dayanımlı çelik ile üretilmiş kirişin, BÇIII ile üretilen kirişe göre daha yüksek dayanım kapasitesine eriştiği görülmüştür. Bu çalışmada ise yüksek dayanım ve şekildeğiştirme özellikli çeliklerin betonarme kolon kesitinde donatı olarak kullanımı analitik olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında analitik olarak, yüksek dayanım ve süneklik özelliklerine sahip olan, YSÇ adı verilmiş betonarme çeliği kullanılarak analitik olarak tanımlanan betonarme kolonların davranışı, ülkemizin inşaat mühendisliği yapılarında yaygın olarak kullanılan BÇIIIa betonarme çeliği ile üretilmiş elemanlar ile karşılaştırılmıştır. Özellikle, YSÇ ile üretilen betonarme kolonlarda dayanım ve süneklik özellikleri ile birlikte, deprem performansı açısından önemli olan enerji tüketim kapasitesinin irdelenmesi amaçlanmış, analizler sonucunda YSÇ ve BÇIII çeliklerini içeren betonarme elemanlar, bu parametreler gözönünde bulundurularak karşılaştırılmıştır. 2. YSÇ ÇELİĞİ İLE İLGİLİ BİLGİLER YSÇ çeliğininin en belirgin özelliği dayanımdaki pekleşme oranının %15 den büyük olması yani çekme dayanınımın akma dayanımına oranının 1.15 den büyük olmasıdır. Bir diğer özelliği ise Agt olarak bilinen, çekme deneyinde boyun bölgesi dışında gerçekleşen, ortalama şekildeğiştirme oranına karşı gelen değerin %6 dan büyük olmasıdır. Bu çelik deprem çeliği olarak tanımlanabilmektedir. Deprem çelikleri bir çok ülkenin ilgili yönetmeliğinde yer bulmuştur. Başta Yeni Zelanda, İngiltere, Amerika ve bir çok Avrupa ülkesindeki yürürlükteki yönetmeliklere göre bir çeliğin deprem çeliği olarak tanımlanabilmesi için aşağıdaki özellikleri sağlaması gerekmektedir: Kopma dayanımının akma dayanımına oranı (Rm / Re) > 1.15 olmalıdır. Kopma aşamasındaki en büyük uzama yerine kopma dayanımına karşı gelen şekildeğiştirme oranı esas alınmalıdır. En büyük gerilmeye karşı gelen uzama şekildeğiştirmesi Agt>%6 olmalıdır. YSÇ çeliğinin mekanik özelliklerini tanımlarsak 500-650 MPa arası akma dayanımına, 600 MPa çekme dayanımına, %8 Agt değerine, %22 lik karbon ve % 50 lik karbon eşdeğeri değerlerine sahiptir. BÇ III çeliğinin ise akma dayanımı yaklaşık olarak 430 MPa dır. Deprem çelikleri bir çok ülkenin ilgili yönetmeliğinde yer bulmuştur. Tablo 1 de bu çalışmada kullanılmış olan, YSÇ adlı donatı çeliği ile birlikte diğer ülkelerin deprem çelikleriyle ilgili mekaniksel özellikler topluca verilmiştir. Tabloda yer alan ülkeler arasında bu konuda en ayrıntılı bilgileri Yeni Zelanda nın AS/NZS 4671:2001 Yönetmeliği içermektedir. Bu yönetmelik kapsamında akma dayanımı 500 MPa olan, 500L, 500N ve 500E olmak üzere üç farklı süneklik düzeyine sahip çelik tanımlaması yapılmıştır. L, N ve E indisleri ise L:düşük süneklik, N:normal süneklik, E:deprem çeliklerini temsil etmektedir. Akma dayanımı yaklaşık 669

430 MPa olan ve ülkemizde üretilen betonarme çeliklerinden BCIII e karşı gelen bir başka donatı çeşiti de Yeni Zelanda standartlarında yer almaktadır. Özellikle deprem bölgelerinde E sınıfı donatı çeliği kullanımı bu yönetmelik tarafından zorunlu kılınmıştır. Tablo 1 Uluslararası Deprem Çeliği Standartları Ülke Standart Kalite Akma Çekme Uza Agt Re/Rm Day. Day. ma (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (%) (%) Amerika ASTM A 706 Gr 60 420-540 550 14 >1.25 Avustralya AS 4671 GR 500 E 500-600 10 >1.15-1.40 İngiltere BS 4449 B 500 C 500-650 7.5 >1.15-<1.35 Norveç NS 3576-3 B 500 C 500-650 7.5 >1.15-<1.35 Yunanistan Elot 1421-3 B 500 C 500-625 7.5 >1.15-<1.35 İtalya UNİ 6407 FeB 44 K 450-560 7 >1.13-<1.35 İspanya UNE 36065 B 400 SD 400-480 480 20 9 >1.15-<1.35 B 500 SD 500-625 575 16 8 >1.15-<1.35 Portekiz E 455 A 400 NR SD 400-480 8 >1.15-<1.35 E 460 A 500 NR SD 500-600 8 >1.15-<1.35 Yeni Zelanda NZS 4671 GR 500 E 500-600 10 >1.15-<1.40 Kanada CSA.G.30.18- M92 Gr 400 400-525 560 13 >1.15 Gr 500 500-625 625 12 >1.15 Kolombiya NTC 2289 Diaco 60 420-540 550 14 >1.25 İsrail SI 4466-3 400 W 400-520 500 12 >1.25 Venezüela Covenin 316 W60 415-540 620 14 >1.25 W70 490-637 620 14 >1.25 YSÇ 500-550 600 8 >1.15-<1.35 670

3. ANALİTİK ÇALIŞMA Analitik çalışma kapsamında, 1/3 ölçekli betonarme kolonlar analiz edilmiştir. 1/3 ölçekli betonarme kolonların YSÇ ve BÇIIIa çelikleri ile üretilmiş olan kuramsal modelleri, COLA (Reinforced Concrete Column Analysis) [11] programına tanımlanarak, bu program yardımıyla kesitlerin moment-eğrilik, yatay yük yerdeğiştirme ve enerji tüketme davranışları incelenmiş ve 2 farklı tip çeliğin kullanım durumunun, kesit davranışına etkileri karşılaştırılmıştır. Tüm analizler Yalçın ve Saatçioğlu (2000) tarafından geliştirilmiş COLA programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir [11]. COLA programı betonarme kolonların eksenel basınçla birlikte tek yönlü artan yatay yükler etkisindeki, inelastik analizlerini gerçekleştirmektedir. Program betonda sargı etkisi, çelik pekleşmesi, donatı burkulması ve P- delta etkisi dikkate alınmaktadır. Kolon geometrisi, malzeme özellikleri ve yükleme kombinasyonları programın giriş bilgilerini oluşturmaktadır. Normal kuvvet moment etkileşim diyagramları, moment-eğrilik ilişkisi, yük-yerdeğiştirme ilişkileri programın çıktıları arasındadır. COLA programının sonuçları, pek çok deneysel veriyle karşılaştırılmış, doğruluğu kanıtlanmıştır. Cola programında hesaplar kare, dikdörtgen ve daire kesitli kolonlar için yapılabilmektedir. Giriş bilgisi olarak programa kolon geometrisi ile birlikte boyuna donatıların miktarları ve konumları, enine donatı düzenlemesi, çelik ve beton malzeme modelleri, eksenel yük düzeyi ve çıkış dosyalarının isimleri girilmektedir. Sargılı beton modeli ve basınç donatısının burkulmasını temsil eden model giriş dosyalarına uygun olarak program tarafından oluşturulur. Kolon donatısı malzemesi için YSÇ ve BÇIIIa malzeme modelleri tanımlanmış olup beton için kullanılan malzeme modeli ise BS20 sınıfı beton için kullanılan Hognestad modelidir. Konsol kolonun kesiti 20*20 cm, yüksekliği ise 120 cm dir. Kolonlarda 4Ф16 lık boyuna donatı kullanılmıştır. Etriye çapı 8 mm dir. Şekil 1 de numune genel boyutları ve etriye detayları verilmiştir. 1/3 ölçekli kolonların davranışları incelenirken; kolonlarda hacimsel enine donatı oranı (ρv) nin %0, %1 ve %2 olduğu durumlar ile kesitin normal kuvvet taşıma kapasitesinin %0, %13.4, %26.8 ve %53.7 si kadar normal kuvvet ekisinde olduğu haller için analizler gerçekleştirilmiştir. 671

Şekil 1. 1/3 Ölçekli Kolon Numuneleri İçin Geometrik Özellikler ve Kesit Detayları Programa girilen çelik malzeme modelleri YSÇ ve BÇIII çelikleri için sırasıyla Şekil 2a ve Şekil 2b de verilmiştir. Yüksek şekildeğiştirme özellikli çelik YSÇ için, yapılan çekme deneylerinden elde edilen değerlerin sonucunda yaklaşık bir malzeme modeli oluşturulmuştur. BÇIII çeliği için de yaygın olarak kullanılan malzeme modeli kullanılmıştır. (a) Şekil 2. Çelikler için Kullanılan Malzeme Modelleri (a) YSÇ (b) BÇIII (b) 672

Yukarıda tanımlanan özelliklerin COLA programına girilmesiyle, sargı etkisinin olmadığı ρv=0 durumu için, elde edilen moment-eğrilik ilişkileri Şekil 3 de verilmiştir. Elde edilen kolon moment eğrilik ilişkileri incelendiğinde normal kuvvet artışının en büyük moment değerlerini arttırdığı, eğrilik değerlerini ise küçülttüğü görülmektedir. YSÇ çeliği ile üretilmiş kolonun daha yüksek moment değerlerine ulaştığı ancak eğrilik değerlerinde BÇIII ile üretilmiş kolonla aynı davranışı sergilediği grafiklerden çıkarılabilecek başka bir sonuçtur. Normal kuvvetin kesit normal kuvvet taşıma kapasitesinin %53.7 si kadar olduğu durumda, en büyük moment dayanımına ulaşıldıktan sonra dayanım hızla düşmektedir. Hacimsel donatı oranı ρv nin %1 ve %2 olduğu kolonlar için de, normal kuvveti oranının ve boyuna donatı türünün değişmesi durumunda da YSÇ çeliği ile üretilmiş kolon moment eğrilik bakımından daha iyi davranış sergilediği görülmüş yer kısıtı nedeni ile o grafiklere yer verilmemiştir. Moment eğrilik ilişkilerinin dışında kolonların itme analizleri de gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, faklı normal kuvvet oranları ve hacimsel donatı oranı ρv nin %0 olduğu durum için yatay yük tepe yerdeğiştirme ilişkileri Şekil 3 de verilmiştir. Normal kuvvet oranının %0 olduğu durumla %13.4 olduğu durum karşılaştırıldığında, normal kuvvetin artmasıyla her iki tür donatı ile üretilmiş kolonda da yatay yük taşıma kapasitesinin bir miktar arttığı görülmektedir. Normal kuvvet oranının %0 ve %13.4 olduğu durumlar için, iki farklı türde donatıyla üretilmiş kolonların yaklaşık aynı yerdeğiştirme seviyelerine ulaştığı ancak YSÇ ile üretilen kolonun daha fazla yük taşıma kapasitesine sahip olduğu görülmektedir. N/Ng oranının %26.8 ve %53.7 olduğu durumlarda ise ulaşılan en büyük yatay yük seviyesinden sonra dayanımda ani düşüşler görülmüştür. 673

Şekil 3. Hacimsel Enine Donatı Oranı ρv=%0 için Yatay Yük-Tepe Yerdeğiştirmesi İlişkileri (sürekli eğri:ysç, kesikli eğri:bçiii) Hacimsel enine donatı oranının %1 ve %2 olduğu tüm durumlarda da YSÇ donatı çeliği kullanılarak üretilmiş kolonun BÇIII çeliği ile üretilen kolona göre daha yüksek yatay yük seviyelerine eriştiği görülmüştür ancak bu grafikler yer kısıtları nedeni ile burada sunulmamıştır. 674

Şekil 4. Yetersiz Sargı Donatısı Durumunda Elde Edilen Moment Eğrilik İlişkileri(sürekli eğri:ysç, kesikli eğri:bçiii) 1/3 ölçekli betonarme kolonlarda enerji hesapları normal kuvvet oranı %26.8 olduğunda, hacimsel enine donatı oranının %2 ve %1 olduğu durumlar için yapılmıştır. YSÇ ve BÇIII ile üretilmiş kolonlar için, aynı oranda boyuna donatı kullanımı durumunda oluşacak karşılaştırılmalı enerji grafikleri hazırlanmıştır. Hacimsel enine donatı oranının %1 ve %2 olduğu durumlarda elde edilen enerji grafikleri sırası ile Şekil 5a ve Şekil 5b de verilmiştir. Grafiklerden görüldüğü gibi ρv =%2 olan kolon ρv =%1 olan kolona göre daha fazla enerji tüketme kapasitesine sahiptir. YSÇ ile üretilmiş kolonun enerji tüketme kapasitesi BÇIII ile üretilmiş olan kolona gore daha fazladır. İleri göreli kat ötelemeleri düzeylerinde, bu farkın neredeyse 2 katına çıktığı görülmektedir. Örneğin 125 mm lik tepe yerdeğiştirmesi düzeyinde, ρv =%2 olan kolon için, YSÇ ile üretilmiş numunede enerji tüketme kapasitesi yaklaşık 5000 kn.mm iken, bu değer BÇIII ile üretilmiş olanda yaklaşık 2840 kn.mm dir. 675

(a) (b) Şekil 5. 1/3 Ölçekli Kolonda Karşılaştırmalı Enerji-Yerdeğiştirme İlişkileri a:ρv=%1, b:ρv=%2 (sürekli eğri:ysç, kesikli eğri:bçiii) 4. SONUÇLAR Bu çalışma sonucu elde edilen sonuçlar aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır. Kuramsal olarak incelenen 1/3 ölçekli betonarme kolonlardan, YSÇ ile üretilmiş olanlar, farklı normal kuvvet ve hacimsel enine donatı oranları için BÇIII çeliğine göre daha yüksek moment ve yatay yük taşıma kapasitelerine ulaşmıştır. 1/3 ölçekli betonarme kolonlardan, %25 oranında daha az YSÇ çeliği içeren kolonun, BÇIII çeliği ile üretilmiş kolon ile aynı davranışı sergilediği tespit edilmiştir. İki kolon eğilme rijitlikleri bakımından karşılaştırıldığında da, benzer eğilme rijitliklerine sahip oldukları görülmüştür. 1/3 ölçekli betonarme kolonlarda hacimsel enine donatı oranı arttırıldıkça davranıştaki azalan kolun eğimi azalmakta ve yatay duruma yanaşmaktadır. Aynı donatı oranına sahip 1/3 ölçekli betonarme kolonlarda, YSÇ çeliği ile üretilmiş kolonun, BÇIII çeliği ile üretilmiş kolona göre daha yüksek enerji tüketim kapasitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. KAYNAKLAR [1] Allington. C. J, Bull. D. K, Influences of Locally Produced and Imported Reinforcing Steel on the Behaviour of Reinforced Concrete Members, University Of Canterbury, New Zealand, 2002. [2] Seliem, H. M., Behavior of Concrete Bridges Reinforced with High- Performance Steel Reinforcing Bars, Doktora Tezi, North Carolina State University, Raleigh, NC, 2007. [3] Yotakhong, P., Flexural Performance of MMFX Reinforcing Rebars in Concrete Structures, Yüksek Lisans Tezi, North Carolina State University,Raleigh, NC, 2003. [4] El-Hacha, R., Rizkalla, S., Fundamental Material Properties of MMFX Steel Rebars, NCSU-CFL Report No. 02-04, Constructed Facilities Laboratory (CFL), North Carolina University, Raleigh, NC, 2002.. 676

[5] Ansely, M., Investigation into the Structural Performance of MMFX Reinforcing, Preliminary Draft Report, Structures Research Center, Florida, 2002. [6] Allington. C., J, Bull. D. K, Grade 500 reinforcement: The overstrength Factor for Pacific Steel Micro-Alloy Reinforcement, Proceedings of the Pacific Conference on Earthquake Engineering, 2003. [7] Megget, L. M., Seismic Design and Behaviour of External Reinforced Concrete Beam- Column Joints Incorporating 500E Grade Steel Reinforcing, Bulletin of the New Zealand National Society for Earthquake Engineering, 38, 73-86, 2005. [8] Fenwick,R.C., Potential Problems With The Use Of Grade 500 Reinforcement,Study report by Environmental Engineering, University Of Auckland New Zealand, 2003. [9] Brooke, N. J., Megget L.M., Ingham, J.M.,. Factors to Consider in The Use of Grade 500E Longitudinal Reinforcement in the Beams of Ductile Moment Resisting Frames,Journal of the Structural Engineering Society of New Zealand, 18, 14-22, 2005. [10] Yanik, A., Yüksek Dayanım ve Şekildeğiştirme Özellikli Çeliklerin Betonarme Kesitte Donatı Olarak Kullanımı, Yüksek Lisans tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2008. [11] Yalcin, C., Saatcioglu M., Inelastic analysis of reinforced concrete columns, Computers&Structures 77, 539-555, 2000. 677