Betonarme derin kirişlerin sonlu eleman çözümü ile incelenmesi
Investigation of reinforced concrete deep beams with finite element analysis
Yazar: ŞEVKİ AYVAZ
Danışman: PROF. DR. GÜRAY ARSLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çatlak oluşumu ve göçme hali bütün yapı elemanlarından değişken özellikler gösterse de 
kesme kuvveti aktarımı yapan bütün yapı elemanları için benzer özellikler gösterir. 
Betonarme kiriş elemanlarında kırılma biçimini belirleyen ana değişken kiriş kesme 
açıklığının, kiriş etkili yüksekliğine oranıdır. Kiriş kesme açıklığının kiriş etkili 
yüksekliğine oranı ikiden küçük olduğu (a/d<2) kirişler derin kirişler olarak 
tanımlanabilir. Derin kirişler çoğunlukla yüksek yapılarda transfer kirişi ve temellerde 
kazık bağ kirişi olarak kullanılmaktadır. Derin kirişlerde yaygın olarak görülen kırılma 
biçimi ani ve gevrek olan kesme kırılmasıdır. Betonarme kirişin davranışında a/d arttıkça 
kiriş etkisi, azaldıkça kemer etkisi belirleyici olmaktadır. Bu çalışmada, deneysel 
çalışması daha önceden üç nokta eğilme deneyi ile yapılmış a/d=2 olan betonarme 
kirişlerin Abaqus programı kullanılarak sonlu eleman çözümlemeleri yapılmıştır. Deney 
sonuçları ile sonlu eleman çözümlemelerinden bulunan sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Karşılaştırma sonucunda, sonlu eleman çözümlemesinden bulunan yük-yer değiştirme 
eğrisi ve çatlak oluşum bölgeleri deneyler sonuçlar ile tutarlı bulunmuştur. Ayrıca donatı 
miktarları ve beton sınıfları değiştirilen 25 kiriş türetilerek donatı miktarı ve beton 
kalitesinin kiriş kapasiteleri üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Kirişte beton basınç 
dayanımı azalması maksimum yük miktarını azaltırken, yer değiştirme miktarını arttırdığı 
görülmüştür. Kiriş donatı miktarının azalması maksimum yük değerini azaltırken, yer 
değiştirme değerlerine bir etkisi görülememiştir.

Abstract:
Although crack formation and collapse show variable properties for all structural 
elements, they show similar properties for all structural elements that transmit shear force.
The main variable that determines the fracture form in beam elements, is the ratio of the 
beam shear span to the effective height of the beam. Beams where the ratio of beam shear 
span to beam effective height is less than two (a/d<2) can be defined as deep beams. Deep 
beams are mostly used as transfer beams in high-rise buildings and as pile tie beams in 
foundations. The common type of failure in deep beams is shear failure, which is abrupt 
and brittle. As a/d increases, the beam effect becomes determinant in the behavior of the 
reinforced concrete beam, and the arch effect becomes determinant as it decreases. In this 
study, finite element analysis of reinforced concrete beams with a/d=2, whose 
experimental study was previously performed with three-point bending test, was carried 
out using the Abaqus program. The experimental results and the results obtained from the 
finite element analysis were compared. As a result of the comparison, the load￾displacement curve and crack formation regions found from the finite element analysis 
were found to be consistent with the results of the experiments. In addition, the effects of 
the amount of reinforcement and concrete quality on the beam capacities were observed 
by deriving 25 beams whose reinforcement quantities and concrete grades were changed. 
It has been observed that the decrease in the beam concrete class decreases the maximum 
load and increases the displacement amount. While the decrease in the amount of beam 
reinforcement decreased the maximum load value, there was no effect on the 
displacement values.