Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

10 10

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 149 Proje No: 117M854 Proje Bitiş Tarihi: 01.03.2020 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 02-03-2020

Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

Öz:
Bu çalısmasının amacı; egik olarak çatlamıs mevcut betonarme yüksek kirislerin, artık yük tasıma kapasitelerinin gerçekçi olarak belirlenebilmesi ve bu sayede acil müdahale gerektirecek kritik elemanların önceden tespit edilerek olusabilecek can ve mal kaybı riskinin azaltılmasıdır. Betonarme yüksek kirislerd kesme etkisi ön plana çıkmakta olup bu elemanlarda asal çekme gerilmelerinden dolayı olusan egik çatlaklar, ani ve gevrek kırılmaya neden olabilmektedir. Egik olarak çatlamıs mevcut betonarme yüksek kirislerde artık yük tasıma kapasitesinin gerçekçi bir sekilde belirlenebilmesi, acil müdahale gerektirecek kritik elemanların önceden tespitine imkân saglayacaktır. Bu bilgi de can ve mal kaybının engellenmesi açısından oldukça önemlidir. Bu nedenle, uygulamada egik olarak çatlamıs betonarme yüksek kirislerin artık yük tasıma kapasitesinin tespit edilmesine yönelik yaklasımlara ihtiyaç bulunmaktadır. Literatürde, egik olarak çatlamıs betonarme yüksek kirislerin artık yük tasıma kapasitesinin tespit edilmesine yönelik bir tablo önerilmekle birlikte, bu tablonun önemli eksiklikleri bulunmaktadır. Bu proje kapsamında, betonarme yüksek kirislerin kesme etkisi altındaki egik çatlak davranısı 3 asamalı bir çalısma ile incelenmistir. Ilk asamada deneysel bir çalısma gerçeklestirilmis olup, betonarme yüksek kirislerin egik kesme çatlagı davranısına; kesit yüksekligi, a?d ve karakteristik beton basınç dayanımı parametrelerinin etkisi incelenmistir. Ikinci asamada, deneysel çalısma sonuçları kullanılarak nümerik bir çalısma gerçeklestirilmis ve dogrusal olmayan sonlu elemanlar metodu kullanılarak olusturulmus nümerik modeller, deney sonuçları kullanılarak dogrulanmıstır. Daha sonra, deneysel çalısmada kullanılan numuneler ile boyut ve malzeme özellikleri tamamen aynı fakat farklı kesme donatısı oranına sahip yeni betonarme yüksek kirisler tasarlanmıstır. Tasarlanan yeni elemanlar ile deneysel çalısmayla dogrulanmıs nümerik modeller kullanılarak parametrik bir çalısma gerçeklestirilmistir. Proje çalısmasının son asamasında ise, gerçeklestirmis olan deneysel ve parametrik çalısmalar ile literatürde verilen çalısma sonuçları birlikte kullanılarak, egik olarak çatlamıs betonarme yüksek kirislerin çatlak genisliginden, eleman artık yük tasıma kapasitesinin hesaplanabilecegi yeni, etkin ve basit bir formül önerilmistir. Önerilen bu formül ile, literatürde bulunan hesap tablosunun eksiklikleri giderilmis olup, böylece uygulamadaki ihtiyacı karsılayan özgün bir çalısma ortaya konulmustur.
Anahtar Kelime: Sonlu elemanlar yöntemi Artık yük tasıma kapasitesi Kesme çatlagı Betonarme yüksek kiris

Konular: İnşaat Mühendisliği
Erişim Türü: Erişime Açık
  • AASHTO LRFD. 2008. Bridge Design Specifications. Washington, D.C.: American Association of State Highway and Transportation Officials.
  • 1- Parameters affecting diagonal cracking behavior of reinforced concrete deep beams (Makale - Diger Hakemli Makale), 2- BETONARME YÜKSEK KIRISLERDE KESME ÇATLAGININ ARTIK YÜK TASIMA KAPASITESINE ETKISININ INCELENMESI (Tez (Arastırmacı Yetistirilmesi) - Doktora Tezi),
  • ABAQUS 2018 Research Edition. Abaqus Unified FEA. Dassault Systèmes SE: 10 rue Marcel Dassault CS 40501 78946 Vélizy-Villacoublay Cedex, France.
  • ABAQUS Documentation, 2018, France: Dassault Systèmes, 10 rue Marcel Dassault CS 40501 78946 Vélizy-Villacoublay Cedex.
  • ACI 318-14. 2014. Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. Michigan: American Concrete Institute.
  • Ashour, A. F., Alvarez, L. F., Toropov, V. V. 2003. “Empirical modelling of shear strength of RC deep beams by genetic programming”, Computers and Structures, 81(5), 331-338.
  • Birrcher, D., Tuchscherer, R., Huizinga, M., Bayrak, O., Wood, S., Jirsa, J. 2009. Strength and Serviceability Design of Reinforced Concrete Deep Beams. Austin: Center for Transportation Research The University of Texas.
  • Birrcher, D. B., Tuchscherer, R. G., Huizinga, M., Bayrak, O. 2013. “Minimum web reinforcement in deep beams”, ACI Structural Journal, 110(2), 297-306.
  • Birrcher, D. B., Tuchscherer, R. G., Huizinga, M., Bayrak, O. 2014. “Depth effect in deep beams”, ACI Structural Journal, 111(4), 731-740.
  • Caglar, N., Demir, A., Ozturk, H., Akkaya, A. 2015. “A simple formulation for effective flexural stiffness of circular reinforced concrete columns”, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 38, 79-87.
  • Celep, Z. 2013. Betonarme Yapılar. İstanbul: Beta Yayınevi.
  • Cevik, A., Arslan, M. H., Koroglu, M. A. 2010. “Genetic-programming-based modeling of RC beam torsional strength”, KSCE J. Civ. Eng., 14(3), 371-384.
  • Chen, H. M., Kao, W. K., Tsai, H. C. 2012. “Genetic programming for predicting aseismic abilities of school buildings”, Eng. Appl. Artif. Intell., 25(6), 1103-1113.
  • Demir, A., Caglar, N., Ozturk, H., Sumer, Y. 2016a. “Nonlinear finite element study on the improvement of shear capacity in reinforced concrete T-Section beams by an alternative diagonal shear reinforcement”, Engineering Structures, 120, 158-165.
  • Demir, A., Ozturk, H., Dok, G. 2016b. “3D Numerical Modeling of RC Deep Beam Behavior by Nonlinear Finite Element Analysis”, Disaster Sci. Eng., 2(1), 13-18.
  • Demir, A., Ozturk, H., Bogdanovic, A., Stojmanovska, M., Edip, K. 2017. “Sensitivity of Dilation Angle in Numerical Simulation of Reinforced Concrete Deep Beams”, Scientific Journal of Civil Engineering, 6(1), 33-37.
  • Doğangün, A. 2012. Betonarme Yapıların Hesap ve Tasarımı. İstanbul: Birsen Yayınevi. EERI, Earthquake Engineering Research Institute. Shear failure of deep beam in bus terminal. https://www.eeri.org/1983/03/popayan/04-10/, Son erişim tarihi: 23 Mart 2018.
  • El-Sayed, A. K., Shuraim, A. B. 2015. “Size effect on shear resistance of high strength concrete deep beams”, Materials and Structures, 1871-1882.
  • Ersoy, U., Özcebe, G., Tankut, T. 2012. Reinforced Concrete. İstanbul: Metu Press.
  • Ferreira, C. 2006. Gene Expression Programming Mathematical Modeling by an Artificial Intelligence. New York: Springer.
  • FIB MC2010. 2013. CEB-FIB Model Code for Concrete Structures 2010. Lausanne: International Federation for Structural Concrete.
  • Gandomi, A. H., Yun, G. J., Alavi, A. H. 2013. “An evolutionary approach for modeling of shear strength of RC deep beams”, Materials and Structures, 46, 2109-2119.
  • GeneXproTools, v.5.0. Gene Expression Programming Tools. Gepsoft Limited: 65 Bristol Road, Keynsham Bristol BS31 2WB, United Kingdom.
  • GeneXproTools Tutorials. Gene Expression Programming Tools. https://www.gepsoft.com/tutorials.htm, Son erişim tarihi: 15 Ocak 2019.
  • Gong, H., Su, Mi. 2013. “Introduction of the Application of Strut-And-Tie Model in Concrete Deep Beams”, Advanced Materials Research, 671-674, 704-708.
  • Gopinath, S., Rajasankar, J., Rajasankar, N. R., Krishnamoorthy, T. S. 2009. “A Strain- Based Constitutive Model for Concrete under Tension in Nonlinear Finite Element Analysis of RC Flexural Members”, Structural Durability & Health Monitoring, 5(4), 311-335.
  • Hassoun, M. N., Al-Manaseer, A. 2015. Structural Concrete: Theory and Design. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
  • Hillerborg, A., Modeer, M., Peterson, P. E. 1976. “Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements”, Cem Concr Res, 6, 773–82
  • Hordijk, D. A. 1992. “Tensile and tensile fatigue behaviour of concrete - experiments, modelling and analyses”, Heron, 37(1), 3-79.
  • Islam, S. M. S., Khennane, A. 2012. “Experimental Verification of Automated Design of Reinforced Concrete Deep Beams”, SIMULIA Customer Conference. İşçi, Ö., Korukoğlu, S. 2003. “Genetik Algoritma Yaklaşımı ve Yöneylem Araştırmasında Bir Uygulama”, Yönetim ve Ekon., 10(2).
  • Kamali, A. Z. 2012. Shear Strength of Reinforced Concrete Beams subjected to Blast Loading. Royal Institute of Technology (KTH), Department of Civil and Architectural Engineering, Division of Structural Engineering and Bridges. PhD Thesis.
  • Karayannis, C. G. 2000. “Smeared crack analysis for plain concrete in torsion”, J. Struct Eng ASCE, 126, 638-45.
  • Kaya, M. 2001. Betonarme yüksek kiriş tasarımında genetik algoritmaların kullanılması. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi.
  • Klink, S. A. 1985. “Actual Poisson Ratio of Concrete”, ACI Journal, 82-74, 813-817.
  • Kong, F., Robins, P., Cole, D. 1970. “Web Reinforcement Effects on Deep Beams”, ACI Journal, (67), 1010-1018.
  • Koza, J. R., 1992. Genetic Programming: On the Programming of Computers by Means of Natural Selection. Cambridge (MA): MIT Press.
  • Mander, J. B., Priestley, M. J. N., Park, R. 1984. Seismic design of bridge piers. Research Rep. No. 84-2, Dept. of Civil Engineering. Univ. of Canterbury, Christchurch, New Zealand.
  • Mihaylov, B. I., Bentz, E. C., Collins, M. R. 2010. “Behavior of large deep beams subjected to monotonic and reversed cyclic shear”, ACI Structural Journal, 107(6), 726-734.
  • Mohamed, A. R., Shoukry, M. S., Saeed, J. M. 2014. “Prediction of the behavior of reinforced concrete deep beams with web openings using the finite element method”, Alexandria Engineering Journal, 53,329-339.
  • Pipa, J. A. L. 1993. Ductility of Reinforced Concrete Elements Subjected to Cyclical Actions, Influence of the Mechanical Characteristics of the Rebar. Universidade Técnica de Lisboa, Instituto Superior Técnico, PhD Thesis.
  • Riveros, G. A. 2005. Post-cracking behavior of reinforced concrete deep beams: a numerical fracture investigation of concrete strength and beam size. University of Missouri, Phd Thesis. Smith, K., Vantsiotis, A. 1982. “Shear Strength of Deep Beams”, ACI Journal, (79), 201-213.
  • Suter, G., Manuel, R. 1971. “Diagonal Crack Width Control in Short Beams”, ACI Journal, 68- 41, 451-455.
  • TS500. 2000. Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
  • TS708. 2010. Çelik – Betonarme için – Donatı çeliği. Ankara: Türk Standardları Enstitüsü.
  • Tuchscherer, R., Birrcher, D., Huizinga, M., Bayrak, O. 2010. “Confinement of Deep Beam Nodal Regions”, ACI Structural Journal, 107(6), 709-717.
  • Tuchscherer, R., Birrcher, D., Huizinga, M., Bayrak, O. 2011. “Distribution of stirrups across web of deep beams”, ACI Structural Journal, 108(6), 779-781.
  • Tuchscherer, R. G., Quesada, A. 2015. “Replacement of Deformed Side-Face Steel Reinforcement in Deep Beams With Steel Fibers”, Structures, 3, 130-136.
  • Van Mier, J. G. M. 1984. Strain-softening of concrete under multiaxial loading conditions. Techn. Univ. Eindhoven, PhD Thesis.
  • Vonk, R. A. 1993. “A micromechanical investigation of softening of concrete loaded in compression”, Heron, 38(3), 3-94.
  • Wight, J. K. 2016. Reinforced Concrete Mechanics and Design. New Jersey: Pearson Education Inc.
  • Yılmaz, M. 2016. Farklı donatı düzenine sahip betonarme yüksek kirişlerin davranışlarının deneysel ve teorik olarak incelenmesi. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi.
  • Young, B., Bracci, J., Keating, P., Hueste, M. 2002. “Cracking in Reinforced Concrete Bent Caps”, ACI Structural Journal, 99(4), 488-498.
  • Zhang, N., Tan, K. H. 2007. “Size effect in RC deep beams: Experimental investigation and STM verification”, Engineering Structures, 29, 3241-3254.
APA ÇAĞLAR N, Ozturk H, DEMİR A (2020). Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. , 1 - 149.
Chicago ÇAĞLAR Naci,Ozturk Hakan,DEMİR Aydın Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. (2020): 1 - 149.
MLA ÇAĞLAR Naci,Ozturk Hakan,DEMİR Aydın Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. , 2020, ss.1 - 149.
AMA ÇAĞLAR N,Ozturk H,DEMİR A Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. . 2020; 1 - 149.
Vancouver ÇAĞLAR N,Ozturk H,DEMİR A Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. . 2020; 1 - 149.
IEEE ÇAĞLAR N,Ozturk H,DEMİR A "Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi." , ss.1 - 149, 2020.
ISNAD ÇAĞLAR, Naci vd. "Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi". (2020), 1-149.
APA ÇAĞLAR N, Ozturk H, DEMİR A (2020). Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. , 1 - 149.
Chicago ÇAĞLAR Naci,Ozturk Hakan,DEMİR Aydın Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. (2020): 1 - 149.
MLA ÇAĞLAR Naci,Ozturk Hakan,DEMİR Aydın Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. , 2020, ss.1 - 149.
AMA ÇAĞLAR N,Ozturk H,DEMİR A Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. . 2020; 1 - 149.
Vancouver ÇAĞLAR N,Ozturk H,DEMİR A Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi. . 2020; 1 - 149.
IEEE ÇAĞLAR N,Ozturk H,DEMİR A "Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi." , ss.1 - 149, 2020.
ISNAD ÇAĞLAR, Naci vd. "Eğik Olarak Çatlamış Betonarme Yüksek Kirişlerin Kullanılabilirlik Davranışının Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi". (2020), 1-149.