Çelik Lif Katkılı Betonarme Kirişlerde Basit Burulma Etkisinde Oluşan Çatlakların ve Kesit Taşıma Gücünde Oluşan Değişimlerin İncelenmesi

Benzer belgeler
BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

FARKLI ÇAPMA ETKİLERİNE MARUZ KALMIŞ BETONARME KİRİŞLERİN DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

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

Prof. Dr. Cengiz DÜNDAR

Kesmeye Karşı Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Deprem Davranışı

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

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

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

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

Çelik Lif ile Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Sonlu Eleman Yöntemiyle Modellenmesi

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

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

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

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

ÇELİK LİF KULLANIMININ YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLARIN SÜNEKLİK ÖZELLİĞİNE ETKİSİ

Yapı Elemanlarının Davranışı

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

MOMENT YENİDEN DAĞILIM

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

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

BETONARME KİRİŞ ELEMANLARDA ÇELİK LİF KATKISININ TAŞIMA GÜCÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

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

BETONARME KESİTLERİN EĞİLME MUKAVEMETLERİNİN BELİRLENMESİNDE TEMEL İLKE VE VARSAYIMLAR

Dairesel Betonarme Kolonlarda Çatlamış Kesite Ait Etkin Eğilme Rijitliklerinin İrdelenmesi

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

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

Betonarme Kirişlerin Etkin Eğilme Rijitliği Analizi ve Yönetmeliklerle Karşılaştırması

Çelik Lif Katkılı Betonarme Kirişlerin Taşıma Gücünün Deneysel İncelenmesi

Çelik Tel ve Matris Dayanımlarının Betonların Kırılma Enerjisine Ortak Etkisi

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

BETONARME KİRİŞLERİN KESME GÜÇLENDİRMESİ İÇİN KULLANILAN YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Kırılma Hipotezleri. Makine Elemanları. Eşdeğer Gerilme ve Hasar (Kırılma ve Akma) Hipotezleri

Alkaliye Dayanıklı Cam Elyafla Güçlendirilmiş Betonun Performansı YUWARAJ M. GHUGAL* AND SANTOSH B. DESHMUKH

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

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

Betonarme Elemanlarda Sentetik Makro Fiber Liflerin Kullanılabilirliğinin Deneysel Araştırılması

Çelik Tel Katkılı Hafif Betonun Eğilme Tokluğunun İncelenmesi

BÖLÜM II D. YENİ YIĞMA BİNALARIN TASARIM, DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME ÖRNEKLERİ

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Bazalt Lifli Donatının Yüksek Dayanımlı Betondaki Aderans Performansı

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

Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı

DÜZENLİ ÜÇGEN VEYA DAİRESEL BOŞLUKLARA SAHİP BETONARME KİRİŞLERİN DAVRANIŞ VE DAYANIMI

HAFİF VE NORMAL BETONDAN YAPILMIŞ ÇİFT KONSOL NUMUNELERİN BASINÇ GÖÇMESİNDE BOYUT ETKİSİ

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-4

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26(1): 1-6 (2010)

NWSA-Engineering Sciences Received: May 2013 NWSA ID: A0350 Accepted: October 2013 E-Journal of New World Sciences Academy

1. Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır

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

Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi

Yapı Elemanlarının Davranışı

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

BETON İÇİNDE KULLANILAN ÇELİK TELLERİN BETONARME ÇERÇEVENİN DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

İNŞ 320- Betonarme 2 Ders Notları / Prof Dr. Cengiz DÜNDAR Arş. Gör. Duygu BAŞLI

Beton Basınç Dayanımın Yapısal Davranışa Etkisi


Mantolu Betonarme Kirişlerin Taşıma Gücünün Deneysel İncelenmesi

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÇELİK LİFLİ BETONARME KİRİŞLERİN KESME MUKAVEMETİ MUSTAFA İRFAN BİRİNCİOĞLU

ÇELİK LİFLERİN TAZE BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ EFFECT OF STEEL FIBERS ON FRESH CONCRETE PROPERTIES

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Betonarme Plağın Konumuna Göre Karma Kiriş Davranışlarının Deneysel Olarak İncelenmesi

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

BETONARME YAPI ELEMANLARINDA DONATI DÜZENLEME İLKELERİ

Proje Adı: İstinat Duvarı Sayfa 1. Analiz Yapı Tel:

Makine Mühendisliği Bölümü Department of Mechanical Engineering MAK 303 MAKİNE TASARIMI I ME 303 MACHINE DESIGN I

DİKDÖRTGEN KESİTLİ BETONARME KOLONLARIN YAKLAŞIK HESABI İÇİN BASİT BİR FORMÜL

BETONARME-II (KOLONLAR)

Effect of Glass Fiber Addition on the Compressive and Tensile Strength of Concrete

Mukavemet. Betonarme Yapılar. Giriş, Malzeme Mekanik Özellikleri. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

Burulma Düzensizliğinin Betonarme Yapı Davranışına Etkileri

Betona Değişik Geometrik Formlarda Çelik Lif Eklenmesinin Basınç Dayanımına Etkisi

7.3 ELASTĐK ZEMĐNE OTURAN PLAKLARIN DAVRANIŞI (BTÜ DE YAPILAN DENEYLER) BTÜ de Yapılan Deneyler

beton karışım hesabı

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

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

BETONARME KOLONLARIN ETKİN KESİT RİJİTLİKLERİ ÜZERİNE YÖNETMELİKLERİN YAKLAŞIMLARI

Effect On Pressure Resistance Of Minimum Ratio Fiber Supply In Concrete Specimen

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

Yüksek beton mukavemetli betonarme kirişlerde uygun sonlu eleman boyutları

BETONARME YÜKSEK YAPILARIN DEPREM PERFORMANSINA BETONARME PERDE ORANIN ETKİSİ

YIĞMA YAPI TASARIMI DEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK BİNALAR HAKKINDA YÖNETMELİK

MECHANICS OF MATERIALS

Malzemenin Mekanik Özellikleri

KENARA YAKIN EKİLEN KİMYASAL ANKRAJLARDA GÖÇME MODLARI FAILURE MODE OF CHEMICAL ANCHORS EMBEDDED TO NEAR EDGE

İzmir Körfez Geçişi Projesi Ardgermeli Kavşak Köprüleri Tasarım Esasları

FRET ÖZELLİKLERİNİN FRETLİ KOLON DAVRANIŞINA ETKİLERİ

BÖLÜM DÖRT KOMPOZİT KOLONLAR

Ankraj Tasarımında ACI Yaklaşımı

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Betonarme Kirişlerde Cam Elyaf Takviyeli Plastik Donatıların Kullanımının Araştırılması

Betonarme Eleman Tipinin Sertleşmiş Betonun Dayanım Özelliklerine Etkisi

BÜYÜK BOŞLUKLU BETONARME KİRİŞLERİN STATİK-BETONARME ANALİZİ

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Genel Laboratuvar Dersi Eğilme Deneyi Çalışma Notu

ÇELİK LİF KATKILI VE KATKISIZ BETONARME KİRİŞLERİN BASİT EĞİLME VE PATLAMA YÜKLEMESİ İLE DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Transkript:

Çelik Lif Katkılı Betonarme Kirişlerde Basit Burulma Etkisinde Oluşan Çatlakların ve Kesit Taşıma Gücünde Oluşan Değişimlerin İncelenmesi Fuad Okay a ve Serkan Engin a a Kocaeli University, Department of Civil Engineering, 41040 Kocaeli, TURKEY Abstract Magnitude of the twisting moments occured in structural elements is considerebly small than the magnitude of the shear force and bending moments. However, once the cross section of an element is cracked due to torsion, important redistribution load differences are occured compared to uncraked section. Shearing stresses occur in the beam elements subjected to torsion. These type of stresses cause tensile cracks in the principial direction of concrete whose tensile strength is much less than its shear strength. In this study, torsional behaviour and probable variations in crack distrubitions of reinforced concrete beams produced with steel fiber added normal strength concrete is investigated. In the study nine constant value aimed normal strength reinforced concrete beams are produced of which four different steel fiber types and two different fiber volumetric ratio. All specimens have the same longidutional and shear reinforcement properties. The specimens are tested under the effect of uniformly increased torsional loading and twisting moment versus unit angle of twist curves are plotted for each specimen. Crack widths due to increasing torque are measured in each step. The tests are performed by displacement control and the specimens are loaded up to a specific value of unit angle of twist; and the corresponding cracks widths are measured and recorded. When the torque versus unit angle of twist graphs are obtained for each specimen they are compared in order to obtain the increase in torsional capacity, variations in the carck distributions and avarage widths of the cracks. Keywords: Reinforced Concrete, beam, simple torsion, steel fiber, angle of twist, crack widht Özet Yapı elemanlarında görülen burulma momentlerinin şiddeti, kesme kuvveti ve eğilme momenti şiddetine göre daha düşük seviyelerde olmaktadır. Bununla birlikte burulma etkisiyle çatlayan kesitte, çatlamamış kesite göre önemli yük dağılımı farkları oluşmaktadır. Burulmaya maruz kalmış çubuk elemanların kesitlerinde kayma gerilmeleri meydana gelir. Bu tür gerilmeler de, çekme dayanımı kesme dayanımına göre daha düşük olan betonda asal gerilmeler yönünde çekme çatlaklarının oluşmasına ve malzemenin göçmesine sebep olur. Bu çalışmada, betonun çekme dayanımına olumlu etkisi olduğu bilinen farklı boyutlarda çelik lifler kullanılarak, normal dayanımlı beton ile üretilmiş betonarme kirişlerin burulma dayanımı ve çatlak dağılımındaki olası değişiklikler incelenmiştir. Çalışmada dört değişik çelik lif, iki farklı lif içeriği olan, beton kalitesi sabit, toplam 9 adet normal dayanımlı betonarme kiriş üretilmiştir. Numunelerin tamamının enine ve boyuna donatı özellikleri

aynı seçilmiştir. Üretilen numuneler düzenli artan burulma yüklemesi altında test edilmiş ve her bir numune için burulma momenti birim dönme açısı eğrileri oluşturulmuştur. Birim dönme açısının belli oranda artışında numunede oluşan çatlak genişliği okumaları yapılmıştır. Deplasman kontrollü yapılan deneylerde numune birim dönme açısı belli bir değere ulaşana kadar yüklenmiş ve numunede oluşan çatlakların genişlikleri ölçülerek kaydedilmiştir. Her numune için elde edilen burulma momenti birim dönme açısı eğrileri karşılaştırılarak çelik lif ilavesinin, numunede burulma kapasitesinde sağladığı artışlar, çatlak dağılımındaki ve ortalama çatlak genişliklerinde oluşan değişimler irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Betonarme, kiriş, basit burulma, çelik lif, birim dönme açısı, çatlak genişliği 1. Giriş Betonarme yapı sistemlerinin birdöküm özelliği nedeni ile yapı elemanlarının bazılarına eğilme, kesme gibi etkilere ilave olarak burulma momenti de etkimektedir 1,2. Burulma momenti sistemin geometrisinden ve simetrik olmayan yük uygulamalarından kaynaklanabilmektedir. Burulma genelde diğer etkilere oranla ihmal edilebilecek düzeydedir. Ancak burulma nedeniyle çatlayan bir kesitin burulma rijitliği önemli ölçüde azaldığı için, çatlama sonucunda sistemde, çatlamamış duruma göre ihmal edilemeyecek çapta farklılıklar oluşmakta ve bu aşamadan sonra malzemenin doğrusal elastik varsayımı gerçekçi sonuçlar vermemektedir. Kirişlerde basit burulma etkisinde asal çekme gerilmeleri oluşmakta ve oluşan asal çekme gerilmeleri de çekme dayanımı çok düşük olan betonun çatlamasına sebep olmaktadır. Donatısız beton kesitler, ilk çatlağın oluşmasıyla kapasitelerine ulaşıp kırılmaktadırlar. Beton kirişe eklenen boyuna donatı bahsedilen davranışı değiştirmemekte ancak boyuna donatı ile beraber kullanılan enine donatı bahsi geçen davranışı değiştirmekte ve betonarme kesit çok sayıda çatlağın oluşması ile göçmekte ve daha büyük kapasite değerlerinde göçme gerçekleşmektedir 1. Hsu burulma etkisindeki betonarme kirişlerin deformasyon özelliklerini saptamak için bir dizi deney gerçekleştirmiştir. Bu deney serisinde burulma donatısı dışındaki tüm özellikler sabit tutulmuştur. Seride yer alan kirişlerde farklı enine donatı oranları kullanılmış ve enine donatıya eşit hacimde boyuna donatı kullanılmıştır. Bu deneyler sonucunda kirişlere ait burulma momenti-birim dönme açısı (T-Ø) ilişkileri tespit edilmiştir. Bu deneylerden elde edilen sonuç çatlamaya kadar olan burulma rijitliği donatıdan bağımsız olmakta ancak çatlamaktan sonraki rijitlik büyük ölçüde enine donatı oranıyla birlikte artmaktadır 3. Normal dayanımlı betona çelik lif ilave edilerek yapılan basınç testlerinde, şahit numuneler ile çelik lif katkılı beton ile üretilen numunelerin dayanımları arasında kayda değer bir farklılık tespit edilememiştir. Buna karşın, normal dayanımlı betona ilave edilen çelik lifler, betonun eğilme dayanımının 4 ve silindir yarma dayanımının 5 önemli oranda artmasına sebep olmuşlardır. Yüksek oranda çelik lif katılması durumunda beton basınç dayanımı değerlerinde çok küçük artışlar veya kayıpların oluştuğu da belirtilmektedir 5,6. Kullanılan lifin hacimsel oranı (V f ) arttırıldıkça betonun basınç altındaki gerilme birim deformasyon eğrisinin yataya daha yaklaştığı ve kırılma anına kadar yaptığı birim deformasyonun lif oranı ile doğru orantılı olduğu tespit edilmiştir 6. Bu, çelik lif ilave edilen betonarme elemanların daha sünek bir davranış sergileyeceğinin

önemli bir göstergesidir. Yüksek dayanımlı betonlara çelik lif ilave edilmesi sonucunda, çelik lif ilavesi yüzdesinin artışı ile birlikte basınç dayanımında çok küçük artışlar gözlendiği, buna karşın yarma ve eğilme dayanımının çelik lif ilavesi arttıkça arttığı rapor edilmiştir 7. Lif katkılı betonarme kirişlerle yapılan eğilme deneyleri sonucunda da lif ilavesi ile önemli ölçüde süneklik ve kapasite artışları gözlemlenmiştir 8. Bu çalışmada, dört farklı boyutta çelik lif ve iki farklı çelik lif içeriği kullanılarak, enine ve boyuna donatısı sabit, normal dayanımlı beton ile toplam 9 adet betonarme kiriş üretilmiştir. Üretilen numuneler düzenli artan basit burulma yüklemesi altında test edilmiş ve her bir numune için burulma momenti-birim dönme açısı eğrileri oluşturulmuştur. Deplasman kontrollü yapılan deneylerde numune birim dönme açısı belli bir değere ulaşana kadar yüklenmiş ve numunenin taşıdığı burulma momenti değerleri elektronik veri toplama sistemine kaydedilmiştir. Ayrıca birim dönme açısının her birim artışında meydana gelen çatlaklarda kabaca okunarak her bir çatlağın genişliği kaydedilmiştir. Daha sonra her bir numunede oluşan tüm çatlakların genişliği toplanmış ve bu toplam değer çatlak sayısına bölünerek her bir numune için ortalama çatlak genişliği bulunmuştur. Çelik lif tipi ve çelik lif içeriği değişiminin kirişte oluşan çatlaklarda meydana getirdiği değişimler irdelenmiştir. 2. Deneysel Çalışma Bu bölümde deneysel çalışmada kullanılan malzemeler, deney elemanları, beton karışımlarının hazırlanması, deney numunelerinin üretilmesi ve deney aşamaları anlatılmıştır. 2.1. Malzemeler Deney elemanlarının üretildiği beton karışımlarında, iri agrega olarak kırmataş, ince malzeme olarak ise doğal kum, çimento olarak basınç dayanımı 42.5 MPa olan portland çimentosu kullanılmıştır. İstenilen dayanımı elde etmek için beton, karışımlarına süperakışkanlaştırıcı ilave edilmiştir. Betona l f /d f oranı 40 (30/0.75), 55 (30/0.55), 67 (60/0.9) ve 80 (60/0.75) olan 4 farklı ebatta ucu kancalı çelik lif ilave edilmiştir. Burada l f lif boyu (mm), d f lif çapını (mm) ifade etmektedir. Betonarme eleman üretiminde enine ve boyuna donatı olarak d b =8 mm çapında nervürlü çelikler kullanılmıştır. Enine ve boyuna donatı olarak kullanılan çelikler için yapılan çekme deneyi sonucunda ortalama akma gerilmesi f yk ve f ywk 460 MPa dolaylarında bulunmuştur. 2.2. Deney Numuneleri Çalışmada kullanılan deney numunesi boyutları 150x200x1900 mm olarak alınmıştır. Üretilen numunelerde enine ve boyuna donatı olarak nervürlü donatı kullanılmıştır. Tüm numunelerin boyuna donatı oranı ρ l =0.0067 (4Ф8), enine donatı oranı ρ w =0.00586 (8 mm çapında, donatı merkezinden donatı merkezine 200 mm aralıklı) olarak seçilmiştir. Deney numunelerinin tamamında pas payı 5 mm olacak şekilde tasarım yapılmıştır. Deney numunelerinin test bölgesi dışında kalan kısımlarında,

190 mm 200 mm Uluslararası Sakarya Deprem Sempozyumunu,1-3 Ekim 2009, Sakarya kırılmayı önlemek için enine donatı sıkılaştırılmıştır. Bu bölgelerde donatı merkezden merkeze 50 mm aralıkla yerleştirilmiştir. Deney numunesi boyutları ve donatı yerleşimi Şekil 1 de gösterilmiştir. 140 mm 50 mm 200 mm 150 mm 450 mm Test Bölgesi = 1000 mm 450 mm Şekil 1. Deney numunesi boyutları ve donatı yerleşimi Deney numunelerinin üretilmesi sırasında l f /d f oranı 40, 55, 67 ve 80 olmak üzere dört farklı boyutta ucu kancalı çelik lif kullanılmıştır. Bu çelik lifler beton hacminin %0.3 ve %0.6 sı oranlarında betona ilave edilmiştir. Lifin betona bu oranlarla ilave edilmesi ile, lif hacminin artışının davranışa etkisinin incelenmesi hedeflenmiştir. Deney numunelerinin adlandırılmasında yukarıda sözü edilen değişkenler kullanılmıştır. Numune adlandırılmasında kullanılan ilk karakter olan F bloğu lif boyutlarını belirtmektedir. F40, F55, F67 ve F80 sırasıyla 40, 55, 67 ve 80 boy/çap oranına sahip lifler için kullanılmıştır. Adlandırılmada kullanılan V bloğu betona ilave edilen lif hacmini göstermektedir.v0 deney numunesinin lif içermediğini, V3 betona hacminin % 0.3 oranında, V6 ise % 0.6 oranında lif ilave edildiğini ifade etmektedir. Tüm numunelerin adlandırılması ve lif tipi ve lif katkısı yüzdeleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Deney Numunelerinin Adlandırılması ve Özellikleri Numune l f /d f V f Adı (%) F00V0 - - F40V3 40 0.3 F40V6 40 0.6 F55V3 55 0.3 F55V6 55 0.6 F67V3 67 0.3 F67V6 67 0.6 F80V3 80 0.3 F80V6 80 0.6 Her bir deney elemanının beton basınç ve yarma dayanımı tespit etmek için 150 mm çapında ve 300 mm yüksekliğinde 12 adet silindir numune alınmıştır. Deney numuneleri dökümden sonra 4 gün süre ile kalıplar içinde bırakılmış, bu sürenin sonunda kalıptan çıkartılan numunelere, 3 gün boyunca ıslak keten parçaları örtülerek kür işlemi uygulanmıştır. Bu üç günlük kürleme işleminden sonra test tarihine kadar numuneler laboratuar ortamında bırakılmıştır.

2.3. Deney düzeneği ve yükleme Uluslararası Sakarya Deprem Sempozyumunu,1-3 Ekim 2009, Sakarya Şekil 2 de görülen deney düzeneğinde, kiriş uçlarındaki mesnet noktalarına numunenin serbestçe dönmesini ve uzamasını sağlamak kayıcı mesnetler yerleştirilmiştir. Deney numunesi, bu kayıcı mesnetler üzerine sabitlenen plakalar ile üst kollar arasına, somunlar yardımıyla bağlanmıştır. Numunelere, üste yerleştirilen çelik dağıtıcı kirişin ortasına yük uygulamak suretiyle burulma momenti verilmiştir. 300 kn kapasiteli hidrolik silindir pompa seti ile dağıtıcı kiriş ortasına uygulanan yükün değişimi 100 kn kapasiteli elektronik yük hücreleri yardımıyla takip edilmiştir. Numunede oluşan birim dönme değerleri de 1 m uzunluğundaki test bölgesinin başlangıcı ile sonuna bağlanan ve kolların ucuna oturtulmuş, 100 mm kapasiteli 0.02 mm hassasiyetli elektronik komparatörler yardımıyla yapılmıştır. Şekil 2. Deney düzeneği, yükleme sistemi ve ölçüm aparatları yerleşimi Deney verileri, elektronik veri toplama sistemi ile bilgisayara kaydedilmiş ve deney esnasında bilgisayar ekranında, burulma momenti-birim dönme açısı ilişkisi grafiği oluşturulmuş ve birim dönme açısının her bir 0.1 rad/m artışında kabaca oluşan çatlak sayısı tespit edilerek bu çatlakların genişliği kabaca okunarak çatlak genişlikleri kaydedilmiştir. Toplam birim dönme açısı değeri 0.12 rad/m ye ulaştığı anda yük uygulaması durdurulmuş, uygulanan yük yavaş yavaş kaldırılarak deneye son verilmiştir. 2.4.Deneylerden elde edilen veriler Üretilen deney kirişlerinin burulma deneyine tabi tutulduğu gün, beton mekanik özelliklerini tespit etmek için alınan silindir numuneler üzerinde basınç ve silinidir yarma deneyleri yapılmıştır. Burulma deneyinden elde edilen numene çatlama torku T cr, çatlama birim dönmesi, kesit kapasitesi T u, ve bu kapasiteye karşı gelen cr numune birim dönme açısı değeri u ile malzeme deneylerinden elde edilen,

karakteristik beton basınç dayanımı f ck ve silindir yarma çekme dayanımı f cts, Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Deney Verileri Numune f ck f cts T cr T cr u u Adı (MPa) (MPa) (kn.m) (rad/m)x10-3 (kn.m) (rad/m)x10-3 F00V0 34.8 3.51 4.93 3.20 4.93 3.20 F40V3 33.4 3.55 4.58 3.22 4.58 3.22 F40V6 31.3 3.35 4.62 3.52 5.68 64.80 F55V3 31.0 3.08 4.93 3.80 4.94 3.87 F55V6 30.9 3.41 5.10 3.95 5.87 59.27 F67V3 32.7 3.42 4.85 3.56 4.92 5.63 F67V6 29.5 3.12 4.91 3.60 5.88 65.94 F80V3 31.9 3.46 4.80 3.36 4.85 4.09 F80V6 30.0 3.10 4.51 3.60 5.49 63.41 Deneyler sırasında, çelik lif içermeyen numunelerin kapasiteleri çatlama momentine eşit olmakta, çatlamadan sonra kesitin taşıdığı tork, birim dönme açısı arttıkça azalmaktadır. Çelik lif içeriği V f =%0.3 olan numunelerde de buna benzer davranış gözlemlenmiştir. Ancak çelik lif içeriği V f =%0.6 numunelerde çatlamadan sonra kesitin taşıdığı moment artmakta ve belli bir dönme açısından sonra kesitin taşıdığı burulma momenti azalmaya başlamaktadır. Bu davranış çelik lif ilavesi olan numunelerde, olanlara oranla daha belirgin olarak gözlenmiştir. Şekil 3 de l f /d f = 55 tipinde anlatılan bu davranışın grafiği verilmiştir. 8 7 6 F00V0 F55V3 F55V6 5 tork (kn.m) 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 birim dönme açısı (rad/m)*10-3 Şekil 3. l f /d f = 55 olan lif tipinde lif hacminin artışı ile T - Ф değişimi

Çelik lif içermeyen numunelerde deney sonlandırılana kadar az sayıda çatlak oluşmuş ve göçme, oluşan çatlaklardan bir tanesinin aşırı genişlemesiyle gerçekleşmiştir. Bu numunelerde birim dönme açısı değeri Ø=0.06 rad/m değerine ulaştıktan sonra çatlaklara dik doğrultuda beton ezilmeleri gözlenmeye başlanmış ve bu ezilme birim dönme açısı =0.12 rad/m değerine ulaşana kadar giderek artmıştır. Çelik lif içeriği V f =%0.3 olan numunelerde göçme genel olarak şahit numunenin göçme davranışına benzer şekilde gerçekleşmiştir. Bu numunelerde de basınç ezilmesi birim dönme açısının =0.06-0.07 rad/m değerinde başlamış ve numuneye yük uygulamasına son verildiği =0.12 rad/m birim dönme açısı değerine ulaşana kadar artarak devam etmiştir. Lif içeriği V f =%0.6 olan numunelerde, çok daha fazla sayıda, genişliği daha az olan çatlaklar oluşmuş ve beton ezilmeleri =0.9 rad/m birim dönmesi sonrasında oluşmaya başlamıştır. Numunelerde oluşan çatlak sayısı ve genişliği Şekil 3 de verilen grafiği destekler nitelikte gelişmiştir. Şekil 4 de verilen lif içermeyen ve l f /d f =55 lif tipinden V f =%0.3 ve V f =%0.6 oranında lif içeriğine sahip numunelerin resimlerinde deneyin sonlandırıldığı birim dönme açısı =0.12 rad/m değerindeki çatlak oluşumu verilmiştir. Bu şekilde a kısmı lif içermeyen numunedeki Şekil 4. l f /d f =55 olan lif tipinde lif içeriğine göre çatlak gelişimi çatlak dağılımını, b kısmı V f =%0.3 lif içeren numuneyi, c kısmı ise V f =%0.6 lif içeren numunenin çatlak dağılımını göstermektedir. Burulma deneylerinde, çatlama anından sonra birim dönem açısının artması ile birlikte yük kayıplarının oluştuğu numunelerde ortalama çatlak genişliği diğer numunelere göre daha fazla, buna pararel olarak da çatlaklar sınırlı sayıda oluşmuştur. Tüm numunelerde oluşan çatlak sayısı ve ortalama çatlak genişlikleri Tablo 3 de verilmiştir.

Ortalama Çatlak Genişliği (mm) Uluslararası Sakarya Deprem Sempozyumunu,1-3 Ekim 2009, Sakarya Tablo 3. Numunelerde Oluşan Çatlak Sayısı ve Ortalama Çatlak Genişlikleri BDA F00V0 F40V3 F40V6 F55V3 F55V6 F67V3 F67V6 F80V3 F80V6 w n w ort w n w ort w n w ort w n w ort w n w ort w n w ort w n w ort w n w ort w n w ort 10 1 0.40 1 0.30 2 0.23 2 0.15 2 0.20 1 0.30 1 0.40 1 0.20 2 0.30 20 3 0.40 3 0.42 3 0.32 3 0.35 6 0.15 2 0.35 5 0.27 4 0.33 6 0.25 30 4 0.45 4 0.48 4 0.38 4 0.40 10 0.15 3 0.43 5 0.30 5 0.41 8 0.28 40 4 0.63 4 0.56 5 0.42 4 0.58 13 0.17 8 0.49 9 0.30 5 0.51 10 0.31 50 4 0.71 4 0.70 6 0.45 4 0.68 15 0.22 9 0.54 11 0.31 5 0.60 12 0.33 60 4 0.83 4 0.81 6 0.52 4 0.80 15 0.28 11 0.60 14 0.33 5 0.71 13 0.38 70 4 0.99 4 0.94 6 0.56 4 0.95 15 0.34 11 0.70 16 0.37 5 0.87 14 0.41 80 4 1.16 4 1.12 9 0.61 4 1.10 17 0.41 12 0.74 16 0.46 5 0.97 14 0.51 90 4 1.26 4 1.29 9 0.68 4 1.24 18 0.50 12 0.86 16 0.51 5 1.15 14 0.58 100 4 1.45 4 1.46 10 0.75 4 1.39 18 0.61 12 1.03 16 0.59 5 1.28 14 0.71 110 4 1.63 4 1.66 10 0.84 4 1.54 18 0.65 12 1.22 16 0.64 6 1.49 14 0.84 120 4 1.80 4 1.84 10 0.93 4 1.69 18 0.74 12 1.39 16 0.76 6 1.72 14 0.94 BDA:Birim Dönme Açısı ((rad/m)x10-3 ) w n :Çatlak Sayısı w ort :Ortalama Çatlak Genişliği (mm) Tablo 3 her bir numune için verilen ortalama çatlak genişlikleri ve bu ortalamaların oluştuğu birim dönme açıları grafik haline getirildiğinde Şekil 4 de görülen eğri elde edilmiştir. Bu eğri incelendiğinde en küçük ortalama çatlak genişlikleri, en altta yer alan ve düz ince çizgiyle belirtilen numunelerde oluşmuştur. Bu dört eğri V f =%0.6 çelik lif içeriğine sahip numuneleri ifade etmektedir. En üstte yer alan düz kalın çizgi ise lif içermeyen şahit numuneyi, ince düz çizgiler ile kalın düz çizgi arasında yer alan ve kesikli çizgi ile gösterilen eğrilerde V f =%0.3 çelik lif içeriğine sahip numuneleri belirtmektedir. Tüm eğriler göz önüne alındığında çelik lif ilavesinin yükleme sonucunda numunelerde oluşan ortalama çatlak genişliklerini azalttığı açık bir şekilde görülmektedir. Ayrıca lif içermeyen yada V f =%0.3 lif içeren numunelerde de birim dönme açsının belli bir değerinden sonra çatlak genişlikleri daha hızlı artmaktadır. 2.0 1.5 1.0 0.5 F00V0 F40V3 F40V6 F55V3 F55V6 F67V3 F67V6 F80V3 F80V6 0.0 0 20 40 60 80 100 120 birim dönme açısı (rad/m)*10-3 Şekil 4. Her birim dönme açısı için ortalama çatlak genişlikleri grafiği

3.Sonuçlar Bu çalışmada test edilen numuneler ve elde edilen veriler ışığında, dikkate alınan değişkenler çerçevesinde olmak kaydıyla, aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır. Çelik lif ilavesi ile kesitlerin burulma momenti taşıma kapasitelerinde artışlar elde edilmektedir. Çelik lif ilavesi %0.3 iken, bahsedilen artışlar kayda değer olmamakla birlikte, %0.6 lif ilavesinde kapasite artışları oldukça tatminkar olmaktadır. Yükleme sırasında oluşan çatlak sayıları ve ortalama çatlak genişlikleri lif ilavesi ile oldukça değişmektedir. Çelik lif ilavesi arttıkça oluşan çatlak sayısı artmakta, ortalama çatlak genişlikleri azalmaktadır. Bu davranış da betonarme kirişlerin burulma altındaki enerji yutma miktarlarını önemli ölçüde arttırmaktadır. Burulma kapasitesi artışı, oluşan çatlak sayıları ve ortalama çatlak genişlikleri çelik lif boy/çap oranından fazla etkilenmemektedir. Yönetmeliklerde belirtilen ilkelere uygun tasarım yapmanın yanı sıra, uygun miktarda çelik lif ilavesi ile, yapı mühendisliğinin önemli amaçlarından olan yüksek kapasite ve sünek davranış daha üst seviyelere çıkartılabilmektedir. 4. Kaynaklar [1] Ersoy U, ve Özcebe G, Betonarme, Geliştirilmiş Yeni Baskı, Evrim Yayınevi ve Bilg. San. Tic. Ltd. Şti., 2001. [2] Leet K, Reinforced Concrete Design, McGraw-Hill Book Company Inc., 1982. [3] Hsu T, Torsion of Structural Concrete-Behaviour of R.C. Rectangular Members, ACI Symposium Volume on Torsion, ACI SP-18, 1968. [4] Yıldırım ST, Lif Takviyeli Betonların Performans Özelliklerinin Araştırılması, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Anabilim Dalı, 2002. [5] El-Niema EI, Fiber Reinforced Beams under Torsion, ACI Structural Journal, Title No 90- S50, pp.489-495, September-October, 1993. [6] Craig RJ, James AP, Germain E, Mosquera V, and Kamilares S, Fiber Reinforced Beams in Torsion, ACI Structural Journal, Title No 83-81, pp. 934-942, November-December, 1986. [7] Song PS, and Hwang S, Mechanical Properties of High-Strength Steel Fiber-Reinforced Concrete, Construction and Building Materials 18, pp. 669-673, 2004. [8] Altun F, Yılmaz C, Durmuş A ve Arı K, Çelik Lif Katkılı ve Katkısız Betonarme Kirişlerin Basit Eğilme ve Patlama Yüklemesi ile Davranışlarının İncelenmesi Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 22(1-2) 112-120, 2006.