Düşük dayanımlı betonlarda aderans ve sıyrılma ilişkisi
Bond slip relationship of low strength concrete
Yazar: MAWLUDDİN POPAL
Danışman: PROF. DR. FUAT DEMİR ; DOÇ. DR. KEMAL TUŞAT YÜCEL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Türkiye, önemli bir kısmı deprem kuşağı altında bulunan, mevcut yapı stoku açısından da deprem riski oldukça yüksek olan bir ülkedir. Son yıllarda meydana gelen depremler, mevcut yapıların deprem güvenliklerinin istenilen düzeyde olmadığını bir kez daha ortaya koymuştur. Deprem sonrasında yıkılan veya çeşitli seviyelerde hasar gören yapılar üzerinde yapılan çalışmalar sonucunda beton dayanımlarının da oldukça düşük olduğu ortaya çıkmıştır. Son yıllardaki depremler, mevcut yapıların deprem güvenliklerinin belirlenmesi gerekliliğini bir kez daha gündeme getirmiştir. Ülkemizde, mevcut yapıların güçlendirilmesi ve iyileştirilmesinde "taşıyıcı sistemin yeni betonarme perdelerle güçlendirilmesi" yönteminin oldukça yaygın olarak kullanıldığı görülmektedir. Özel bir kontrol olmaksızın yapılan inşaatlardan alınan deney numunelerinden elde edilen sonuçlara göre, beton dayanımlarının yaklaşık 8-10 MPa civarında olduğu görülmektedir.  Beton ve çelik çubuklardan oluşan bir yapı elemanının betonarme olarak davranabilmesi için, donatı çubuklarının betona kenetlenmesi ve aderansın olması gerekir. Aderans betonarmenin en önemli faydalı özelliklerinden biridir. Beton ile donatı meydana gelen etkiler nedeniyle şekil değiştirirler. Bu sırada iki malzeme arasında gerilmelerin geçişi meydana gelir. Arada kayma olmadan bu tür gerilme geçişinin ortaya çıkmasına aderans denir. Bu suretle iki malzemenin beraberce kullanılması ve birbirini tamamlaması mümkün olur. Donatıda meydana gelen gerilme azalması ve çoğalması komşu beton bölgelerine gerilme geçişi ile meydana gelir. Bu durum düz yüzeyli çelik çubuklarda kayma gerilmelerinin doğrudan oluşmasıyla açıklanabilir. Nervürlü çubuklarda ise geçişin nervür etrafında oluşan karmaşık bir gerilme durumunun bileşkesi olarak ortaya çıkan kayma gerilmeleri tarafından sağlandığı kabul edilebilir. Her iki durumda da ortaya çıkan kayma gerilmeleri aderans gerilmesi olarak da isimlendirilir. Beton dayanımının düşük olmasının donatıda aderans çözülmelerine neden olacağı açıktır. Düşük dayanımlı betonarme elemanlara, yüksek dayanımlı betonarme perde elemanlar ilave edildiğinde etkileşim öncelikle perde-kolon ve perde-kiriş yüzeylerinde ortaya çıkacaktır. Beton dayanımının düşük olması; aderans çözülmelerinin daha kolay ortaya çıkmasına neden olacağından mevcut elemanlarla yeni perde elemanların birlikte çalışması tam olarak sağlanamayacaktır. Dolayısıyla böyle bir yapı, depreme maruz kaldığında mevcut ve yeni elemanlar bağımsız çalışabilecektir.
Bu çalışmada yukarıda bahsedilen davranışı temsil etmesi açısından düşük dayanımlı betonarlarda aderans deneyleri, 18mm çapındaki nervürlü ve düz donatıların 15*15*60cm lik boyutlarındaki 28 günlük beton prizmatik numuneler içerisine 10cm, 15cm, 20cm, 25cm mesafelerde gömülü örnekler üzerinde çekip-çıkarma (pull–out) deneyleri yapılarak belirlenmiştir. Çalışma sonucunda düşük dayanımlı beton ile beton donatı arasındaki sıyrılma davranışı incelenmiştir.

Abstract:
Turkey is a country whose significant parts are located under seismic belt. In terms of existing stock buildings, in this country, the risk of earthquake is high too. The earthquakes occurred in recent years, once again, revealed that the existing buildings are not at the desired level of seismic safety. The studies on the buildings which were completely destroyed or damaged at the various level after the earthquakes, it has been proven that the concrete strength used in that buildings were quite low. The seismic safety of the existing buildings should be determined because of the causes of the earthquakes in the recent years. In our country, strengthening and improving of the existing buildings are widely done by using "strengthening of the carrier system with a new reinforced concrete curtain" methods. Without a special control of the new constructions, results from the construction samples have shown that the concrete strength is around about 8-10MPa. Consisting of concrete and steel bars are in order to act as a structural member of reinforced concrete, the reinforcement rods and bond to the concrete must be clamped. Bond is one of the most useful features of the reinforced concrete. Concrete and reinforcement would change their shapes getting effected from the occurrences. Meanwhile, the transition of stresses between the two materials occurs. Transition of this sort of stress without any slipping between the two materials is called bond. Use of the two materials together in this way, could complete each other. Upraise and reduction in the stress of reinforcement is caused by the transition of stress occur to the adjacent concretes. This case can be explained by the formation of direct stress transition of the flat-bottomed steel bars. For ribbed bars rib formed around the complex of the transition as the resultant of the stress condition is maintained by the resulting shear stress is acceptable. In both cases, the resulting shear stress is also referred to as the adhesion stress. It is clear that in the low strength concrete reinforcement, bond is lead to the uncoiling of reinforcement. When high-strength concrete shear wall elements are added to the low-strength concrete elements, interact will primarily appear on the surface of curtains and curtain-beam-columns. When the concrete strength is low; bond will more easily be uncoiled leading the appearance of new scene which the work of new elements together with existing elements will not be guaranteed. Therefore, such a structure when subjected to earthquake existing and new members will be able to work independently. In this study, it is tried to examine the behaviour of concrete curtains added to the low strength concrete to consider behavior aforementioned. Adhesion assays, in the size of 15*15*60cm prismatic specimens embedded in those: 10cm, 15cm, 20cm, 25cm with 18mm diameter ribbed and plain reinforcements 28 days on concrete specimen pull-out test was determined. In the result of the studies of low-strength concrete and concrete reinforcement detachment behaviour was examined.