Prekast betonarme yapı elemanları için moment aktaran cıvatalı birleşim sistemi geliştirilmesi
Developing a bolted moment connection system for precastreinforced concrete members
Yazar: MEHMET ŞENTÜRK
Danışman: PROF. DR. SELİM PUL ; PROF. DR. ALPER İLKİ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bilindiği gibi, betonarme yapılar monolitik (yekpare) ya da prekast olarak inşa edilmektedirler. Monolitik betonarme yapıların taşıyıcı sistemin sürekli oluşu, dolayısıyla yapı elemanları arasındaki iç kuvvetlerin aktarımının mümkün olması gibi üstünlüklere karşın; uzun inşa süresi, malzeme ve işçilik kalitesinin denetim zorluğu, sökülemez oluşu gibi sakıncaları bulunmaktadır. Moment aktaran birleşimlere sahip prekast yapılar ise kuru ve ıslak birleşim tekniği ile inşa edilmektedir. Islak birleşimli prekast yapıların sökülmeleri mümkün değilken, kuru birleşimli prekast yapılar sökülebilirler. Günümüzde kuru birleşimli prekast yapıların birleşim sistemleri genellikle karmaşık geometrilere sahip olduğundan inşası zordur ve özel işçilikler (art germe, yerinde kaynaklama vb.) gerektirebilirler. Karmaşık geometri sebebiyle tasarımın da özel beceri gerektirdiği açıktır. Bunlara bağlı olarak, bu çalışmada basit bir geometriye sahip, montajı kolay ve yapısal davranışı monolitik yapınınki gibi olan bir "moment aktaran prekast birleşim sistemi" geliştirilmesi hedeflenmiştir.
Bu birleşim sisteminin yenilikçi yönü, monolitik ve prekast yapıların tüm üstünlüklerine aynı anda sahip ancak, sakıncalarını barındırmayan prekast yapıların inşa edilmesine olanak sağlamasıdır. Böylece ön üretimli, yerinde monte edilebilen, monolitik yapılar kadar sünek, malzeme ve işçilik kalitesi yüksek, hasar görmesi halinde kolayca sökülüp yenisiyle değiştirilebilen, yapısal analizi monolitik yapılara benzer şekilde yapılabilen yeni ve pratik bir yöntem geliştirilmiştir.
Çalışmada, temel-kolon, kolon-kiriş, kiriş-kiriş birleşimleri için önerilen birleşim sistemleri deneysel ve analitik olarak incelenerek yapısal davranışlarının monolitik birleşimler ile olan benzerlikleri ortaya konulmuştur. Çalışma sonucunda, önerilen prekast birleşim sisteminin her üç birleşim tipi için de monolitik birleşimlerle rijitlik, dayanım ve süneklik açısından çok benzer davranış gösterdiği belirlenmiştir. Gelecekte hem eleman bazında hem de sistem bazında yapılacak deneysel ve analitik çalışmalar ile birleşim sisteminin optimize edilmesi ve uygulamada kullanıma sunulabilmesi mümkün görülmektedir.

Abstract:
As is known, reinforced concrete structures are built as cast-in-place or precast. Due to the monolithic form of cast-in-place structures, transferring internal forces can be easily transferred among structural members. However, they have disadvantages such as long construction duration, quality problem of material or labour and not being demountable. Precast structures are built by using two different way called dry connection (not demountable) and wet connections(demountable). At present, dry precast connection systems have complex geometries. Therefore, it is difficult to construct and they may require special workmanship (post-tensioning, welding). And the complex geometry leads complex structural behaviour. Thus, special design skills are needed. Accordingly, in this study, it is aimed to develop a precast connection system that has a simple geometry, which is easy to assemble and has a monolithic-like structural behaviour.
The innovative aspect of the proposed connection system is that it allows the construction of precast structures that have all the advantages of monolithic and precast structures at the same time. Thus, a new construction technique will be created. By using this technique; prefabricated, demountable structures can be built. Also, these structures can be as ductile as monolithic ones and members of this structures can be easily replaced when it is damaged. And they can be designed using monolithic design procedures. In the study, the proposed connection systems for foundation-column, column-beam, beam-beam connections were examined experimentally and analytically, and similarities of structural behaviour with monolithic connections were exhibited.
As a result of the study, it was determined that the proposed precast connection system exhibited very similar behaviour to monolithic connections with respect to rigidity, strength and ductility in all three connection types. With future experimental and analytical studies, it seems that it is possible to optimize the connections and initiate the application of this concept in construction industry.