Betonarme Çerçevelerin Güçlendirilmesinde Yüksek Dayanımlı Tuğla Duvarlar

Abstract

Bu çalışmada, özel olarak imal edilmiş bölme duvarlı betonarme çerçevenin yerdeğiştirme çevrimleri etkisindeki davranışı incelenmiştir. Yüksek dayanımlı tuğla ve harç birleşiminden oluşan bu kompozit duvar; homojen ve izotropik değildir; malzeme yönünden doğrusal olmayan davranış göstermektedir ve ayrıca iki farklı malzemenin birleşimi olduğundan farklı düzlemlerde de farklı davranışlar sergilemektedir. Bölme duvarın elastisite modülü, poisson oranı, farklı normal kuvvetler altındaki kayma kuvveti dayanımı, kayma modülü gibi mekanik özelliklerini ortaya çıkarmak üzere 6 farklı deney grubu tasarlanmış ve imal edilmiştir. İlk olarak tuğla ve kullanılan harcın dayanımlarını ortaya çıkarmak üzere, basınç dayanımı testleri yapılmıştır. Duvar elemanının elastisite modülünü belirleyebilmek için 3 ve 4 sıralı numuneler basınç kuvvetlerine maruz bırakılmıştır. Normal kuvvet altındaki kayma kuvveti taşıma kapasitesini belirleyebilmek için normal kuvvet oluşturan yükler altında, moment etkisi de yaratmayacak şekilde, harç tabasının sadece kayma tesirinde kalacağı numuneler tasarlanmış ve farklı normal kuvvetler altında denenmiştir. Kayma modülünü belirlemek üzere, ASTM’ye uygun olarak, diyogonal basınç deneyleri yapılmıştır. Son olarak, tuğla duvar betonarme bir çerçeve içine örülmüştür. Sistem davranışını yansıtması için betonarme çerçeve ve duvar arasında ankraj çubukları kullanılmıştır. Numune bu şekilde tersinir ve tekrarlı yatay yükler altında denenmiştir. Kuramsal çalışma olarak, sonlu elemanlardan oluşan iki farklı matematik model kurulmuş, ilkinde deneydeki fiziksel değişikliklere bağlı olarak, matematik model değiştirilmiş ve önceki deneylerden gelen parametrelerin doğruluğu sınanmıştır. Eşdeğer basınç çubuğu içeren bir model daha oluşturulmuştur. Bu modelde, duvarı temsil eden eşdeğer sanal çubuğun mekanik özellikleri deneylerden, geometrik özellikleri ise; Mainstone’un önerdiği formülle hesaplanmıştır. Çerçevenin taşıyabileceği limit yükü tahmin edebilmek için sadece çubuklardan oluşan bu basit model önerilmiştir.

In this study, behavior of infill wall frame made of specially produced high strength clay brick and mortar is analyzed. To understand this complex behavior 6 different groups of specimens were designed, produced and tested. In these experiments evaluation of elasticity modulus, shear capacity under different normal forces, poisson ratio and shear modulus were aimed. As a first step, single bricks were tested. Ultimate load capacity and collapse modes were examined. To define the elasticity modulus for this complex structure, brick tests were performed. First group of 3 brick and second group of 4 brick specimens both applied to compressive tests. Another group of specimens were designed to measure pure shear stress of the mortar under different normal stresses. These specimens were also designed not to get moment effects on the mortar along the testing period. Four 75x75 cm specimens were tested as defined in ASTM to get the shear modulus of the infill wall. Last step of the experimental procedure was testing an infilled wall moment frame under lateral loads. To have a system behavior, anchorages were used to link infill wall to the frame. As the theoretical study a mathematical model generated. The physical properties of the infill wall were taken from the experiment results. Results were confirmed that these physical properties could be used for the infill wall. At last a simpler mathematical model including a fictitious strut suggested for calculating the ultimate lateral load capacity of this infill wall.