Kendiliğinden yerleşen hibrit (karma) lif takviyeli betondan üretilen döşeme-kolon birleşim elemanlarında zımbalama performansının deneysel ve istatistiksel olarak incelenmesi
Investigation of punching performance in slab-column connection elements produced from self-compacting hybrid fiber reinforced concrete as experimental and statistical
Yazar: MAHMUT BAŞSÜRÜCÜ
Danışman: PROF. DR. KAZIM TÜRK
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kendiliğinden yerleşen betonlar = Self compacting concretes ; Kiriş-kolon birleşimi = Beam-column collection ; Kirişsiz döşemeli sistemler = Beamless plate structure ; Lif takviyeli beton = Fiber reinforce concrete ; Zımbalama dayanımı = Punching shear

Özet:
Kirişsiz döşeme sistemleri, yapı alanlarının etkin kullanılması, düz bir tavan elde edilmesinin yanında kalıp yapımı ve beton yerleştirmesinde sağladığı kolaylık ve dolayısıyla yapım maliyetinin azalması gibi önemli avantajlara sahiptir. Ancak bu döşeme sisteminde, döşeme kalınlığının fazla olması ve yapının servis ömrü boyunca ani bir şekilde göçme riski taşıması gibi bazı sorunlar da yaşanabilmektedir. Bu bağlamda, tez çalışması kapsamında, döşeme-kolon birleşim elemanlarında zımbalama performansını arttırmak için kontrol ile tekli, ikili ve üçlü lif hibridizasyonuna sahip toplam 5 adet kendiliğinden yerleşen beton (KYB) karışımı tasarlanmıştır. Üretilen KYB karışımlarında, lif kombinasyonunun zımbalama performansı üzerindeki etkisini incelemek amacıyla, farklı tip (çelik ve sentetik), narinlik ve boyutlarda (makro ve mikro) üç tip lif kullanılmıştır. Ayrıca, KYB karışımlarının taze ve sertleşmiş özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra, sadece lif takviyeli (tekli ve hibrit) veya lif takviyesi ile birlikte farklı zımbalama donatılı (kapalı etriye ve kesme kaması) döşeme-kolon birleşim elemanlarının zımbalama performansının incelenmesi için büyük ölçekli numuneler üretilerek test edilmiştir. Sonuçta, hibrit lif takviyeli KYB'ye polipropilen (PP) lif ilavesinin işlenebilirliği mikro çelik life kıyasla, olumsuz etkilediği gözlemlenmiştir. Hibrit lif takviyesi KYB'nin sertleşmiş özelliklerini olumlu etkilerken, özellikle üçlü hibrit lif takviyesinin en iyi performansa sahip olduğu da bulunmuştur. Aynı zamanda, hibrit lif takviyesinin döşeme-kolon birleşim elemanlarının zımbalama performansını arttırmada en etkili zımbalama önlemi olduğu belirlenmiştir. Tüm bunlara ek olarak, hibrit lif takviyeli KYB kullanılarak üretilen döşeme-kolon birleşim elemanlarının zımbalama dayanımını tahmin etmek için ampirik denklemler geliştirilmiş ve farklı şartnamelerde yer alan zımbalama dayanımı tasarım ifadeleri için öneriler yapılmıştır.

Abstract:
Flat slab systems have important advantages such as efficient use of building areas, obtaining a flat ceiling as well as ease of formwork and concrete placement and thus resulting in reduction at construction costs. However, in this slab system, there may also be some problems, such as excessive slab thickness and the risk of sudden collapse of the structure throughout its service life. Therefore, in this thesis study, to increase the punching performance of slab-column connection elements a total of five self-compacting concrete (SCC) mixtures were designed, named control, single, binary and ternary fiber reinforced mixtures. Three types fibers having different types (steel and synthetic), aspect ratio and sizes (macro and micro) were used in SCC mixtures produced to examine the effect of fiber combination on punching performance. Moreover, the fresh and hardened properties of SCC mixtures were determined. Then, full-scale specimens were produced and tested to examine the punching performance of slab-column connection elements with only fiber (single and hybrid) or fiber and different punching reinforcement (closed stirrup and shear stud). Finally, it was determined that the addition of polypropylene (PP) fiber into hybrid fiber reinforced SCC negatively affected the workability compared to micro steel fiber reinforcement. However, hybrid fiber reinforcement positively affected the hardened properties of SCC while especially ternary hybrid fiber reinforcement had the best performance. Also, it was determined that hybrid fiber reinforcement is an effective punching measure to increase the punching performance of slab-column connection elements. In addition to all these, empirical equations have been developed to predict the punching strength of slab-column connection elements produced from hybrid fiber reinforced SCC, and suggestions have been made for the punching strength design expressions in different codes.