Çelik Lif Katkılı Betonarme Kirişlerde Boyuna Donat) Değişiminin Burulma Kapasitesine Etkisi

Abstract

Burulma, yapı elemanlarına kesme kuvveti ve eğilme momenti gibi etkilerle birlikte etkidiği gibi, nadir olarak da tek başına etkiyebilmektedir. Yapı elemanlarına etkiyen burulma momentlerinin şiddeti, çoğu zaman 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 eleman kesitlerinde burulma etkisiyle kayma gerilmeleri meydana gelmekte ve bu gerilmeler de, çekme dayanımı düşük olan betonun çatlamasına ve kapasitenin ani olarak düşmesine sebep olmaktadır. Yönetmeliklerde genel olarak burulma kapasitesinin enine donatı oranı ile değiştiği belirtilmesine rağmen, boyuna donatı oranının da burulma kapasitesi üzerine etkili olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada, betonun çekme dayanımına olumlu etkisi olduğu bilinen farklı boyutlarda çelik lifler kullanılarak, normal dayanımlı beton ile üretilmiş betonarme kirişlerin boyuna donatı artışının, burulma dayanımında meydana getirdiği değişimler incelenmiştir. İki değişik boyuta sahip çelik lif, iki farklı boyuna donatı oram seçilerek, lifsiz ve lif katkılı olmak üzere toplam 6 adet betonarme kiriş üretilmiştir. Numunelerin tamamında enine donatı özellikleri aynı olacak şekilde tasarım yapılmıştır. Üretilen numuneler düzenli artan basit burulma yüklemesi altında test edilmiş ve her bir numune için burulma momentibirim dönme açısı eğrileri elde edilmiştir. Deplasman kontrollü yapılan deneylerde numuneler birim dönme açısı belli bir değere ulaşana kadar yüklenmiş ve numunenin taşıdığı burulma momenti değerleri elektronik veri toplama sistemine kaydedilmiştir. Her numune için elde edilen burulma momenti-birim dönme açısı eğrileri karşılaştırılarak çelik lif ilavesinin ve boyuna donatı artışının, numunelerde burulma kapasitesinde sebep olduğu değişimler tespit edilerek sonuçları irdelenmiştir.

Torsion can act on structural elements with shear force and bending moment but rarely can act alone as well. Magnitudes of the torques acting on structural elements are generally tess than the magnitudes of shear force and bending moment. However, there exists an important difference in stress distribution of the section cracked under the effect of torsion with respect to uncracked section. Shear stresses occur under the effect of torsion on the beam element cross-sections; and those stresses cause cracking of the concrete which is weak in tension and accordingly a sudden fall in the capacity. Altough torsional capacity is indicated to change with transverse reinforcement ratio; it is known that longitudinal reinforcement has also effect on torsional capacity. In this study, variations in torsional strength of normal reinforced concrete beams used with steel fibres with different dimensions which are known to have positive effect on tensile strength of concrete, with respect to increase in longitudinal reinforcement is investigated. With two different fibre dimensions, two different longitudinal reinforcement ratios and with the virgin specimens, totally six reinforced concrete beams are produced. Specimens are designed to keep the shear reinforcement properties to be constant. Produced specimens are tested under uniformly increased simple torsion and torque vs unit angle of twist curves are obtained for each specimen. In the experiments performed by displacement control, specimens are loaded up to a specific value of unit angle of twist and torque values carried by the specimen are recorded to an electronic data acquisition system. Torque vs unit angle of twist curves obtained for atl specimens are compared and variations of steel fibres and increase in longitudinal reinforcement are investigated.