Yüksek şekil değiştirme kapasitesine sahip lif donatılı betonların konsol kiriş elemanlardaki yapısal davranışa etkisi

Abstract

Yapılan literatür çalışmalarına göre depreme dayanıklı yapılacak olan veya güçlendirilecek olan yapılarda geleneksel beton kullanımı yerine, lif donatılı çimento esaslı kompozit kullanılması hem ekonomiklik hem de dayanım ve güvenlik açısından çeşitli avantajlar barındırmaktadır. Lif donatılı betonların içerisinden özel bir beton türü olan Tasarlanmış Çimento Esaslı Kompozitler çok yüksek sünekliğe sahip lif donatılı malzemelerdir. Lif donatlı betonda hacimsel olarak yaklaşık %2 oranında Polivinilalkol (PVA) lif kullanılmaktadır. Laboratuvar ortamında küçük ölçekten büyük ölçeğe kadar tasarlanan lif donatlı beton malzemeler ile konsol kirişler üretilmiştir. İlk üç numune geleneksel beton ile üretilmiş içerisinde donatı bulunan numunelerdir. Diğer 3 numune ise donatısız ve lif donatlı beton malzemeler ile üretilmiştir. Son üç numune ise içerisinde donatı bulunan ve lif donatlı beton malzemeler ile üretilmiş numuneler olup, toplam 9 adet konsol kiriş üretilmiştir. Kiriş uzunluğu; kiriş açıklığının kiriş faydalı yüksekliğine oranına (a/d) bağlı olarak değişmektedir. a/d oranı 1,2 ve 3 olarak alınmıştır. Deneyler tersinir-tekrarlanır yükleme altında yapılmıştır. Araştırmada deney elemanlarının tersinir-tekrarlanır yükler altında yapısal davranışının incelenmesi amaçlanmıştır. a/d oranının değişimi ve PVA lifleri ile yüksek hasar toleranslı konsol kirişlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Deneysel çalışma sonrasında elde edilen verilerden yük-deplasman, rijitlik, kümülatif tüketilen enerji, zarf eğerileri çizilmiştir ve süneklik değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca deney numunelerinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi yapılmıştır. AD1-ECC1-R1 deney elemanı en yüksek yük taşıma kapasitesine sahiptir. Deney numunelerinde a/d oranı azaldıkça eğilme davranışı azaldığından a/d oranının azalmasına bağlı olarak başlangıç rijitliği artmaktadır

According to the literature studies, the use of fiber-reinforced cement-based composites instead of traditional concrete in buildings that will be built or strengthened against earthquakes has various advantages in terms of both economy and strength and safety. Engineered Cementitious Composites, a special type of concrete among fiber reinforced concretes, are fiber reinforced cement-based materials with very high ductility. Polyvinylalcohol (PVA) fiber is used at a rate of about 2% by volume in fiber reinforced concrete. Cantilever beams were produced with fiber reinforced concrete materials designed from small scale to large scale in a laboratory environment. The first 3 samples are produced with reinforced concrete while other 3 samples were produced with only fiber reinforced concrete materials. The last 3 samples were produced with reinforced concrete with fiber reinforced concrete matrix. It varies depending on the a/d ratio of the beam height. The a/d ratio is taken as 1,2 and 3. The experiments were carried out under reversible-repeatable loading. In the research, it is aimed to examine the structural behavior of test elements under reversible and repeated loads. It is aimed to change the ratio of beam span to beam useful height (a/d) and to develop cantilever beams with high damage tolerance with PVA fibers. Load-displacement, stiffness, cumulative consumed energy, envelope curves were drawn from the data obtained after the experimental study, and ductility values were calculated. In addition, a comparative evaluation of the test samples was made. AD1-ECC1-R1 test element has the highest load carrying capacity. As the a/d ratio decreases in the test specimens, the bending behavior decreases, and the initial stiffness increases depending on the decrease in the a/d ratio.