Yapısal makro fiber sentetik liflerin betonarme kirişlerin eğilme davranışına etkisi

Abstract

Doğal afetler tarih boyunca insanoğlunun en çok mücadele ettiği problemlerden biri olmuştur. Sismik yer hareketi olan deprem de mücadele ettiğimiz en önemli doğal afetlerden birisidir. Depremden korunmak için inşa edilen yapılarda kullanmak için farklı yöntemeler geliştirilip sayısız araştırmalar yapılmıştır. Geliştirilen yöntemler ile yapıların güvenli ve ekonomik olması amaçlanmıştır. İnşaat maliyetlerinin azaltılması için kullanılan beton ve donatı malzemelerinden tasarruf sağlanmalıdır. Bu tasarruf beton malzemesinde kendiliğinden yerleşen bir beton gibi malzeme ile daha az işçilik ve daha hızlı imalat ile mümkün olabilmektedir. Demir malzemesi ise demirden daha ucuz malzemeler olan lifleri kullanarak gerçekleştirilebilir. Deprem altındaki binalarda kirişlerde oluşacak çeşitli yükler ve birbirinden farklı tahribatlar oldukça önemlidir. Bu sebeplerden dolayı kirişlerin farklı yükler altında test edilmesi gerekmektedir. Betonarme kirişler birçok deneysel çalışmada incelenmiş bu çalışmalardaki parametreler sayısız kez değişmiştir. Ancak kendiliğinden yerleşen betonlarla ilgili sınırlı sayıda çalışma yapılmış, yapılan çalışmalarda ise genellikle demir malzemesi ile birlikte yapısal makro fiber lifler kullanılmamıştır. Bu sebeple yapılan bu çalışma kapsamında, kesme ve eğilme etkisi altındaki kirişlerin, kendiliğinden yerleşen beton ve yapısal makro fiber liflerin beraber kullanılmasıyla oluşan farklılıklar hasar mekaniği açısından incelenmiştir. Etriye aralığı değişimi ve metreküpte kullanılan lif miktarı bu çalışmanın değişkenleridir. Etriye aralığı değişimi etriyesiz, Ø6/20, Ø6/10, Ø6/5, lif miktarları ise lifsiz, 2,5 kg/m3, 5 kg/m3, 10 kg/m3 şeklidedir. Beton dayanımları C30 olup tüm deney elemanlarında kendiliğinden yerleşen beton tercih edilmiştir. Bu özelliklere sahip 16 adet ½ ölçekli kiriş dört noktalı eğilme düzeneğinde test edilmiştir. Deneysel çalışmadan elde edilen veriler kullanılarak rijitlik, yük-deplasman ve enerji tüketimi grafikleri çizilip yorumlanmıştır.

Natural disasters have been one of the problems that mankind has struggled with the most throughout history. Earthquake, which is seismic ground motion, is one of the most important natural disasters we struggle with. Various methods have been developed and numerous researches have been carried out to use them in the structures we build to protect against earthquakes. The developed methods are intended to be economical while ensuring our safety. In order to reduce construction costs, savings should be made on concrete and reinforcement materials used. This saving is possible with less labor and faster production with a material such as self-compacting concrete in concrete material. Reinforcement material, on the other hand, can be made using fibers, which are cheaper materials than steel. Various loads and different damages that will occur on beams in buildings under earthquake are very important. For these reasons, beams must be tested under different loads. Reinforced concrete beams have been examined in many experimental studies and the parameters in these studies have changed countless times. However, a limited number of studies have been carried out on self-compacting concrete, and structural macro fiber fibers have not been used together with reinforcement material in the studies. For this reason, within the scope of this study, the differences caused by the use of beams under the effect of shear and bending, self-compacting concrete, and structural macro fiber fibers were examined in terms of damage mechanics. The variation of the stirrup spacing and the amount of fiber used per cubic meter are the variables of this study. The variation of the stirrup range is; without stirrup, Ø8620, Ø6/10, Ø6/5, and the fiber amounts are; no fiber, 2,5 kg/m3, 5 kg/m3, 10 kg/m3. Concrete strength is C30 and self-compacting concrete is preferred in all test elements. 16 ½ scale beams with these characteristics were tested in a four-point bending setup. Using the data obtained from the experimental study, stiffness, load-displacement, and energy consumption graphs were drawn and interpreted.