Lifli Yüksek Performanslı Beton Doldurulmuş Çelik Tüplerin Mekanik Davranışı

Abstract

Bu çalışmada, çelik tüp içine yüksek dayanımlı beton doldurulmuş (ÇTBD) kısa kolonların ve kirişlerin davranışı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışma iki kısımdan müteşekkildir. Çalışmanın ilk kısmında, beton silindir basınç dayanımı 115 MPa ve 145 MPa olan yüksek dayanımlı beton doldurulmuş toplam 60 adet kolon numunesi üretilmiştir. ÇTBD kısa kolonlarda kesit şekli, aderans etkisi ve D/t oranının kolon elemanların eksenel yük taşıma kapasitesine olan etkileri incelenmiştir. Kolon numunelerin eksenel yük taşıma kapasiteleri Eurocode 4, AS (Avustralya Standardı), DL/T (Çin Yönetmeliği) ve ACI (Amerika Beton Enstitüsü) gibi mevcut yönetmeliklerle karşılaştırılmıştır. Kare ve daire en kesitli kolon numuneler için performans indisleri elde edilip yorumlanmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında ise, 145 MPa silindir basınç dayanımına sahip yüksek dayanımlı beton doldurulmuş 15 adet kiriş numunesinin moment taşıma kapasiteleri D/t oranına bağlı olarak incelenmiştir. Kiriş numunelere ait yük-yerdeğiştirme ve moment-eğrilik grafikleri elde edilmiş ve bu grafikler yardımıyla kiriş numunelerin moment taşıma kapasiteleri, eğrilik ve enerji yutma kapasiteleri belirlenmeye çalışılmıştır. Bulunan deney sonuçları Eurocode 4, AISC ve CIDECT gibi dünyada yaygın olarak kullanılan yönetmeliklerle karşılaştırılmıştır. Sonlu eleman programı ABAQUS kullanılarak kısa kolon ve kirişlere ait sonlu eleman modeli kurulmuştur. Bu modele göre elde edilen sayısal sonuçlar deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

In this study, the behavior of the concrete filled steel tube (CFST) columns and beams are investigated experimentally and numerically. This study consists of two parts. In the first part, totally 60 CFST columns with 115 MPa and 145 MPa are produced and tested under axial load. The D/t ratio, cross-sectional shape and bond effect on the axial load capacity of the CFT columns are investigated. The axial load capacities of the CFST columns are compared with the current design codes such as Eurocode 4, American Institute Concrete (ACI), Australian Standard (AS) and Chinese code (DL/T). Performance indices of the CFST columns are also evaluated for the square and circular CFST columns. In the second part, the ultimate moment capacity, curvature and energy absorption capacity of the CFST beams under four-point bending is investigated with regard to D/t ratio of the specimens. The ultimate moment capacity of the CFST beams is compared with design codes such as Eurocode 4, AISC-LRFD and CIDECT design codes. Furthermore, three-dimensional nonlinear finite element commercial package program ABAQUS is used to compare numerical results with experimental results.