TÜRKİYE İNŞAT MÜHENDİSLİĞİ XVII. TEKNİK KONGRE SEKRETERLİĞİ NE ANKARA İlişikte Teknik Kongre de unulmak üzere hazırlamış olduğumuz Kımen Öngerilmeli Yükek Başarımlı Beton Kirişlerin Eğilmede Davranışları başlıklı bildirimizin genişletilmiş özetini göndermekteyim Gereğine arz ederim. Saygılarımla. Prof. Dr. Ing. Ahmet DURMUŞ Notlar: Not 1: Bu özette Türk Dil Kurumu' nun tanımladığı anlamda, İngilizce' deki "roerty" kelimeinin karşılığı olarak "özelik" kelimei kullanılmıştır. Bu bakımdan bu özcüğün tek "l" ile yazılmaında herhangi bir hata yoktur. Zira çift "l" ile yazılan "Özellik" kelimei İngilizce' deki "eciality" kelimeine karşılık gelmektedir. Not 2: Bu gün biraz önce bildirimizin genişletilmiş özetiyle gönderdiğim ön yazı' da Not 1 yazılmamış olduğundan o ön yazının itali ile yerine bu ön yazının konmaını itirham ediyorum
KISMEN ÖNGERİLMELİ YÜKSEK BAŞARIMLI BETON KİRİŞLERİN EĞİLMEDE DAVRANIŞLARI Yaemin AKGÜN 1, Ahmet DURMUŞ 2 1 Öğr. Gör., KTÜ, OMYO, İnş.Böl.,52200, Ordu, Tel: 0462 3772638, Fak: 0452 2335230, E-Pota: yakgun@ktu.edu.tr 2 Prof. Dr. Ing., KTÜ, MMF, İnş. Müh. Böl., Yaı Anabilim Dalı, 61080, Trabzon Tel: 0462 3772659, Fak: 0462 3256546, E-Pota: durmuş@ktu.edu.tr 1.Giriş Yaıların başta tabilite olmak üzere; yeterli dayanım, belirli bir enerji tüketimi için, yeterli bir üneklik ve yanal ötelemelerin ınırlı kalabilmei için ie, yeterli bir rijitliğe ahi olmaları gerektiği bilinmektedir. Oya öngerilmeli beton yaıların betonarme yaılara göre ünekliklerinin çok daha düşük olduğu dolayııyla da bu yaıların ratik olarak adatayon yama imkanına ahi olmadıkları da bilinmektedir. Bu durum, özellikle Türkiye ve Türkiye gibi aktif derem kuşağında bulunan ülkelerde öngerilmeli beton yaı tekniğinin kullanılmaı yerine, keitlerinde hem aktif hem de aif donatıyı bulunduran, dolayııyla da betonarme yaılardaki kadar olmaa bile adatayon yama özeliğine de ahi olan, kımen öngerilmeli beton yaı tekniğinin kullanılmaının daha uygun olduğunu tartışılmaz kılmaktadır. Zira ahi olduğu özelikler bakımından kımen öngerilmeli beton yaı tekniğinin kullanımı, bazı ınır ve koşullar altında, betonarme ve öngerilmeli beton yaı tekniklerine göre daha rayonel ve daha ekonomik olmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, alt eğilme etkiindeki kımen öngerilmeli yükek başarımlı beton kirişlerin dayanım, şekildeğiştirme ve çatlama durumlarını incelemek uretiyle bu betonlar ile üretilen kımen öngerilmeli beton kirişlerin otimum öngerilme oranını belirlemek ve böylece aktif derem kuşağında bulunan Türkiye de özellikle yükek başarımlı betonlarla üretilen öngerilmeli refabrike yaı elemanları yerine daha çok, üneklik özeliğine de ahi olan, kımen öngerilmeli refabrike yaı elemanlarının üretiminin ağlanmaına katkıda bulunmaktan ibarettir. 2
Bu çalışma yükek başarımlı ve gelenekel betonlar kullanılarak üretilen beton, betonarme ve kımen öngerilmeli beton kirişlerin alt eğilme etkiindeki davranışlarının karşılaştırmalı olarak incelenmeiyle varılan onuç ve önerileri kaamaktadır. 2. Çalışma Yöntemi Bu çalışmada kullanılan yöntem, kımen öngerilmeli beton kirişlerin alt eğilme etkiindeki deneyel ve teorik davranışlarını kımen öngerilme oranına bağlı olarak kendi aralarında ve gelenekel betonlarla üretilenlerinkilerle karşılaştırılmaı şeklindedir. Bu çalışmada kımen öngerilme oranı: kiriş keitinde adece aktif donatının bulunmaı durumunda taşıyabileceği momentin (M ) keitte aktif ve aif donatıların birlikte bulunmaı durumunda taşıyabileceği tolam momente (M +M ) oranı (P= M M + M ) olarak tanımlanmaktadır. Buna göre Şekil 1 den de görüldüğü gibi, A 2 vea mm ıraıyla aktif ve aif donatı alanlarını, f vef MPa ıraıyla aktif ve aif donatıda 2 kalıcı şekildeğiştirmeye karşılık gelen akma dayanımlarını ve Z ( r) vez ( r) mm yine ıraıyla aktif ve aif donatılardaki bileşke kuvvetlerin moment kollarını götermek üzere, kımen öngerilme oranı. f. Z ( r) () r + A. f. Z () r M A P = = (1) M + M A. f. Z şeklinde healanmaktadır. Çalışmalarımıza konu olan deney kirişlerinde kullanılan kımen öngerilme oranları aşağıdaki Çizelge 1 de, deney kiriş erilerine ilişkin diğer bazı özelikler ie Çizelge 2 de verilmektedir. Çizelge 1. Deney kirişlerinde kullanılan kımen öngerilme oranları Kiriş adı A B C D E F Kımen öngerilme Oranı (%P) 0 40 50 60 70 100 A; Betonarme Kiriş, B,C,D,E; Kımen Öngerilmeli Beton Kiriş, F; Öngerilmeli Beton Kiriş 3
Çizelge 2. Deney kiriş erilerine ilişkin bazı özelikler Kiriş Serileri A B C D E F Kiriş Kodları Paif Aktif Öngerilme Kuvveti Yüzdei (%) Etriye Paif Oranı ρ Aktif Oranı YP1 - - - - - - YP2 2 Ø 8 - - Ø8/10 0,0050 - YP3 2 Ø 10 - - Ø8/10 0,0079 - G1 - - - - - - G2 2 Ø 8 - - Ø8/10 0,0050 - G3 2 Ø 10 - - Ø8/10 0,0079 - KÖYP30110 2 Ø 10 1Ø7 30 Ø8/10 0,0079 0,0019 KÖYP50110 2 Ø 10 1Ø7 50 Ø8/10 0,0079 0,0019 KÖYP60110 2 Ø 10 1Ø7 60 Ø8/10 0,0079 0,0019 KÖYP70110 2 Ø 10 1Ø7 70 Ø8/10 0,0079 0,0019 KÖYP3018 2 Ø 8 1Ø7 30 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖYP5018 2 Ø 8 1Ø7 50 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖYP6018 2 Ø 8 1Ø7 60 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖYP7018 2 Ø 8 1Ø7 70 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖG3018 2 Ø 8 1Ø7 30 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖG5018 2 Ø 8 1Ø7 50 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖG6018 2 Ø 8 1Ø7 60 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖG7018 2 Ø 8 1Ø7 70 Ø8/10 0,0050 0,0019 KÖYP30210 2 Ø 10 2Ø7 30 Ø8/10 0,0079 0,0038 KÖYP50210 2 Ø 10 2Ø7 50 Ø8/10 0,0079 0,0038 KÖYP60210 2 Ø 10 2Ø7 60 Ø8/10 0,0079 0,0038 KÖYP70210 2 Ø 10 2Ø7 70 Ø8/10 0,0079 0,0038 KÖYP3028 2 Ø 8 2Ø7 30 Ø8/10 0,0050 0,0038 KÖYP5028 2 Ø 8 2Ø7 50 Ø8/10 0,0050 0,0038 KÖYP6028 2 Ø 8 2Ø7 60 Ø8/10 0,0050 0,0038 KÖYP7028 2 Ø 8 2Ø7 70 Ø8/10 0,0050 0,0038 ÖYP1-1Ø7 100 Ø8/10-0,0019 ÖYP2-2Ø7 100 Ø8/10-0,0038 ÖG1-1Ø7 100 Ø8/10-0,0019 ÖG2-2Ø7 100 Ø8/10-0,0038 YP; Yükek Başarımlı Beton ve Betonarme Kiriş, G; Gelenekel Beton ve Betonarme Kiriş, KÖYPabc; Kımen Öngerilmeli Yükek Başarımlı Beton Kiriş, a: Öngerilme kuvveti yüzdei (%) 30,50,60,70, b: Aktif donatı adedi 1Ø7, 2Ø7, 1 ve 2 şeklinde kodlanmıştır, c: Paif donatı çaı Ø8, Ø10, 8 ve 10 şeklinde kodlanmıştır, KÖG; Kımen Öngerilmeli Gelenekel Beton Kiriş ÖYPa; Öngerilmeli Yükek Başarımlı Beton Kiriş, a: Aktif donatı adedi 1Ø7, 2Ø7, 1 ve 2 şeklinde kodlanmıştır, ÖGa; Öngerilmeli Gelenekel Beton Kiriş, a: Aktif donatı adedi 1Ø7, 2Ø7, 1 ve 2 şeklinde kodlanmıştır. ρ 4
(a) Kımen öngerilmeli beton keit (b) Bileşke kuvvetler ve moment kolları Şekil 1. Kımen öngerilmeli beton keit, bileşke kuvvetler ve moment kolları 3. Bulgular Bu çalışmadan elde edilen başlıca bulgular aşağıda özetlenmektedir. 1) Kımen öngerilmeli yükek başarımlı beton yaı tekniği bir çok yaı için ortaya daha rayonel ve daha ekonomik bir çözüm koymakla beraber, çatlamış yada çatlayabilen keitlerde aktif ve aif donatının birlikte bulunmuş olmaı bu yaı tekniğinin healarına diğer beton yaı tekniklerinde bulunmayan bir takım belirizlikler de getirmektedir. 2) Eğilmede göçme emniyeti, göçme şekildeğiştirmeleri ve çatlamaların incelenmei amaçlanan bu çalışmanın tümü dikkate alındığında, kımen öngerilme oranı ne olura olun, betonarme ve öngerilmeli beton yaı elemanlarının göçme heabı için kullanılan yöntemlerin bu çalışmaya konu olan kımen öngerilmeli yükek başarımlı beton kirişlerin heabında da benzer bulgular vermektedir. Bu durum emniyet katayıının kımen öngerilme oranıyla değişmediğini götermektedir. 3) Çatlayan bir keitte healanan ve ölçülen şekildeğiştirme betonarme kirişlerinkine benzer olmaktadır. Bu huu kımen öngerilmeli yükek başarımlı beton kirişlerin de adatayon yama özeliğine ahi olduğunu götermekte ve bu uretle kımen öngerilmeli beton kirişler üzerinde daha önce gerçekleştirilen çalışmalardan elde edilen bulguları deteklediği gibi adatayon olayının meydana gelebilmei için keitte yeterli miktarda aif donatının bulunmaı ve kiriş şekildeğiştirmelerinin ınırlandırılabilmei için de otimum kımen öngerilme oranının %70 civarında olmaı gerektiğini de ortaya koymaktadır. 5
4. Kaynakça 1) Durmuş, A., Arnaud, M., Lorraın, M., Le Rôle de Effet Tranveraux Dan la Flèxion de Plancher Nèrvure en Bèton Armè : Conèquence Sur la Sècuritè, Annale de I ITBTP, No. 376 èrie EM/173, Pari, Octobre 1979, ayfa: 30-39. 2) Durmuş, A., Döşemelerle Beraber Çalışan Öngerilmeli Beton ve Öngerilmeli Betonarme Kirişlerin Mekanik Davranışlarının Bu Sitemin Güvenliğine Etkileri, Doçentlik Tezi, Karadeniz Teknik Üniveritei, Trabzon, Mart 1982, 170 ayfa. 3) Durmuş, A., Arnaud, M., Lorraın, M., Sur le Mécanime de Ruine de Poutre en Béton, International Nazım Terzioğlu Symoium on Mathematic, Trabzon, Setembre 1982, Karadeniz Teknik Üniveritei Mathematical Journal, vol: V., No: 1, Trabzon, 1982 ayfa: 16-23. 4) Fouré, B., Béton á haute réitance, Raort ur le eai de oteaux et de outre (OG), CEBTP-SES, nov. 1985. 5) Naaman A. E., Harajli M. H., and Wight J. K., Analyi of Ductility in Partially Pretreed Concrete Flexural Member, PCI Journal, v.31, no. 3,.64-87, May- June 1986. 6) Durmuş, A., Öngerilmeli Beton Der Notları, Karadeniz Teknik Üniveritei, İnşaat Mühendiliği Bölümü, Trabzon 1995. 7) Akgün, Y., Kımen Öngerilmeli Yükek Başarımlı Beton Kirişlerin Salt Eğilme Etkiindeki Davranışları, Doktora Tezi, KTÜ Fen Bilimleri Entitüü, 2003 Trabzon (avunma aşamaında). 6