Sabit dikdörtgen kesitli kirişlerin farklı mesnet koşullarında kesme kapasitesinin araştırılması
An investigation on shear capacity of constant rectangular beams for different support conditions
Yazar: ALPTUĞ ÜNAL
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KAMANLI
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Literatürde kirişler ile ilgili yapılan deneysel çalışmalar incelendiğinde, üretilen kiriş elemanlar basit mesnetli olarak üretilip test edilmiştir. Bu yaklaşım betonarme köprü kirişleri gibi yapı elemanlarında doğru bir yaklaşım olmasına rağmen, betonarme binalardaki kiriş sistemine göre eksik olabileceği düşünülmektedir. Betonarme binalardaki kirişler kolonlara bağlandığından, kiriş mesnetleri ne tam olarak ankastre mesnet ne de tam olarak basit mesnet olarak çalışmaktadır. Fakat betonarme binalardaki kirişlerin mesnetlerinin ankastre mesnet şartına daha yakın olduğu düşünülmektedir. Bu sebeple yapılmış olan bu çalışmada basit mesnet ve ankastre mesnet tiplerinin kiriş kesme dayanımına etkisi araştırılmıştır. Betonarme kirişlerde kesme davranışını etkileyen en önemli parametrelerden biri kiriş kesme açıklığının, kiriş etkili derinliğine oranıdır (a/d). Betonarme kirişlerde kiriş kesme dayanımını etkileyen diğer bir parametre ise enine donatı oranıdır. Kiriş kesme dayanımının incelendiği bu çalışmada, mesnet şartları, a/d oranı ve etriye aralığı deneysel çalışmanın değişkenleridir. Bu amaçla basit mesnet ve ankastre mesnet tiplerinde oluşturulan betonarme kirişlerde a/d oranının ve etriye aralığının kiriş kesme davranışına etkisi incelenmiştir. Yapılan bu çalışmada, 1/1 ölçekli, 16 adet betonarme kiriş, 4 noktalı eğilme düzeneğinde test edilmiştir. Bu deney elemanlarından 4 tanesi basit mesnetli ve 12 tanesi ankastre mesnetlidir. Çalışma kapsamında üretilen numunelerde a/d oranı 1.0, 2.0 ve 3.0 olarak alınmıştır. Ayrıca diğer bir değişken olan enine donatı miktarında ise bir grup etriyesiz ve birer grup 8/7.5, 8/15 ve 8/30 olacak şekilde üretilmiş ve test edilmiştir. Deneysel çalışma sonucu elde edilen verilere bağlı olarak yük-deplasman, rijitlik, enerji tüketimi ve moment-eğrilik grafikleri çizilmiştir. Her bir deney için çizilen bu grafikler ile deneylerde meydana gelen çatlaklar ve hasar oluşumlarına göre, deney sonuçları yorumlanmış ve deneyler birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada elde edilen sonuçlara göre mesnet şartlarının değişmesi ile kiriş davranışı oldukça değişmiştir. a/d oranlarının ve etriye oranlarının da kiriş davranışının üzerinde oldukça etkili olduğu görülmüştür. Ayrıca deneysel çalışmadan elde edilen yük taşıma kapasitelerinin, teorik hesaplamalar sonucu ede edilen yük taşıma kapasitelerine oldukça yakın olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Ankastre mesnet, a/d oranı, basit mesnet, betonarme kiriş,                        deneysel çalışma, etriye aralığı, kiriş kesme davranışı

Abstract:
When the experimental studies about beams in literature were examined, beam elements were produced with simply support and tested. Although this approach is a correct one for building elements like reinforced concrete bridge beams, it is thought to be incomplete for the beam system in reinforced concrete buildings. Since the beams in the reinforced concrete buildings are connected to columns, beam supports work with neither exactly buit-in support nor exactly simply support. However, supports of the beams in reinforced concrete buildings are thought to be closer to the condition of fixed support. That's why, the effects of simply support and fixed support on beam shear strength have been researched in this study. One of the most important parameters affecting beam shearing in reinforced concrete beams is the ratio of the beam shear span to the effective depth of beam (a/d). Another parameter affecting beam shear strength in reinforced concrete beams is the transverse reinforcement ratio. In this study, where the beam shear strength is examined, support conditions, a/d ratio and stirrup spacing are the parameters of the experimental study. For this purpose, the effects of a/d ratio and stirrup spacing on beam shearing in reinforced concrete beams with simply support and fixed support have been examined. In this study, 16 reinforced concrete beams with 1/1 scale were tested on a 4 point bending system. Four of the specimens are with simply support and 12 are with fixed support. In the specimens produced in the scope of the study, a/d ratio were taken as 1.0, 2.0 and 3.0. Besides, the amount of transverse reinforcement as another parameter was produced as one group without stirrup and another with 8/7.5, 8/15 and 8/30 and tested. Based on the data gathered as a result of experimental studies, load-displacement, stiffness, energy consumption and moment-curvature graphics were drawn. With these graphics drawn for each experiment, the experimental results were interpreted and the experiments were compared with each other according to cracks and damage occurrences in the specimens. According to the results of the experimental study, beam behavior has changed considerably with changes in support conditions. a/d ratios and stirrup ratios were also found to be very effective on beam behavior. Besides, the load carrying capacities obtained from the experimental work were found to be very close to the load carrying capacities obtained as a result of theoretical calculations.

Keywords: a/d ratio, experimental study, fixed support, reinforced concrete beam,                             shear behaviour of beam, simply support, stirrup spacing