Kirişsiz betonarme döşemelerin zımbalamaya karşı ardgerme ile güçlendirilmesi
Strengthening of reinforced concrete flat slabs with posttensioning
Yazar: OKAN SOLAK
Danışman: DOÇ. DR. BENGİ AYKAÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çelik levhalar ve öngerme ile güçlendirme, betonarme kirişsiz döşemelerin zımbalamaya karşı güçlendirilmesinde kullanılan yöntemler arasındadır. Bugüne kadar çelik levhalar ve  öngerme kabloları ile ilgili bir çok deneysel ve analitik çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen güçlendirme yöntemlerinin genellikle yeni yapılacak yapılara uygulanabilen, mevcut yapılara uygulanamayan yöntemler olduğu görülmüştür. Çelik levhalar ile yapılmış güçlendirme çalışmalarında genellikle levhalar ile birlikte kesme çivileri kullanılarak hedeflenen dayanımlara ulaşabildiği, ancak sünek bir davranışın sağlanamadığı görülürken, öngerme kabloları ile yapılan çalışmalarda ise zımbalama sebebiyle plastik deformasyon başladıktan sonra göçmenin engellenmesi ve sistemin sünek bir davranış göstermesi sağlanmıştır. Bununla beraber bulonların kirişsiz döşemeye ayrı ayrı çelik bağlantı plakaları ile ankre edildiği çalışmalarda ise hedeflenen dayanımlara ulaşıldığı, bu yöntemin sünekliliği bir miktar arttırdığı ancak yeterli olmadığı görülmüştür.
Daha önce yapılan çalışmalar göz önünde bulundurularak bu tez çalışmasının esas amacı hem ardgerme ile güçlendirilmiş kirişsiz döşemelerin zımbalama davranışını sünekleştirmenin yollarını araştırmak, hem de mevcut ve yeni yapılacak kirişsiz döşeme sistemlerine kolay, uygulanabilir bir güçlendirme yöntemi sunmak olarak belirlenmiştir. Bunun için çelik levhalar, bulonlar ile kirişsiz döşemelere ankre edildikten sonra bulonlara ardgerme verilerek, güçlendirilen elemanın zımbalama davranışı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Burada gerekli dayanım talebinin bulonlara ardgerme işlemi uygulanarak sağlanması, gerekli deplasman talebinin ve sünekliğin ise çelik levha ile karşılanması hedeflenmiştir. Deneysel çalışmada 3'ü referans, 9'u güçlendirilmiş olmak üzere toplam 12 deney elemanı tek düze yükler altında test edilmiştir. Çalışmada; çelik levha serbest boyu, bulon sayısı ve levha kalınlığı değişken olarak ele alınmıştır. Deney sonuçları; dayanım, süneklik, enerji tüketimi ve rijitlik bakımından karşılaştırılmıştır. Deneylerde çelik levhalar ile ardgerme işlemi uygulanan bulonların birlikte kullanılması güçlendirme için bir tür sigorta görevi görmüştür. Elemanda ardgerme işlemi uygulanmış bulonlar ile çelik levhalar arasında yük aktarımı sağlanarak daha rijit bir sistem oluşturulmuş, zımbalama göçmesi engellenmiş ve sistemin süneklik oranının önemli bir ölçüde artması sağlanmıştır. Ayrıca bu güçlendirme yönteminin hem mevcut hem de yeni yapılacak yapılardaki kirişsiz döşeme sistemlerine kolay uygulanabilir bir yöntem olduğu görülmüştür

Abstract:
Retrofitting with steel plates and pretensioning are some of the methods of retrofitting flat slabs against punching. Many experimental and analytic studies have been conducted about retrofitting with steel plates and pretensioning cables. Retrofitting methods obtained as a result of these studies are generally applicable for new structures, and cannot be applied to existing structures. In retrofitting studies with steel plates, targeted strengths are achieved using a combination of steel plates and shear studs, but ductile behavior cannot be obtained. In contrast, retrofitting studies with prestressing cables have shown that failure is prevented and ductile behavior achieved after plastic deformation starts. In addition, in studies where bolts were anchored to flat slabs with separate steel connection plates, it is observed that target strengths were reached and that this method increases ductility of the system marginally but not sufficiently.
Considering previous studies, the main purpose of this study is to investigate ways to increase ductility of punching behavior for flat slabs reinforced with post-tensioning, and to offer an easy and applicable retrofitting method for flat slabs in new and existing structures. For this purpose, bolts were post-tensioned after steel plates were anchored to flat slabs with bolts, and the effects of this method on punching behavior of retrofitted element were observed. This application intends to achieve strength demand with posttensioned bolts, and displacement and ductility demands with steel plate. In the experimental study, a total of 12 experimental elements, 3 of which were reference and 9 were retrofitted elements, were tested under single point loads. Variables of this study were steel plate free length, number of bolts and plate thickness. Results of experiments were compared in terms of strength, ductility, energy absorption and stiffness. The use of steel plates together with posttensioned bolts acted as an insurance system. Load transmission between posttensioned bolts and steel plates on the element created a system with increased rigidity, punching failure was prevented, and a significant increase of system ductility was obtained. Moreover, it was observed that this retrofitting method is applicable for flat slabs not only in new structures but also in existing structures.