Dört noktalı eğilme deneylerinde kesme açıklığının çekme dayanımına etkisi
Effect of shear span on tensile strength in four point bending tests
Yazar: RAHMAN MAGZOUB SAIED KALAFALLA
Danışman: PROF. DR. SABAHATTİN AYKAÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Betonarme, yapı elemanlarının tasarımında betonun çekme dayanımına sıklıkla ihtiyaç duyulmaktadır. Bu gibi durumlarda çekme dayanımı basınç dayanımının bir fonksiyonu olarak hesaplanabilir. Ancak bazı durumlarda betonun çekme dayanımının deneysel olarak da belirlenmesi de istenebilir. Bu deneylerden en yaygın olanı dört noktalı eğilme deneyidir. Bu deneyde kiriş kesit yüksekliğinin 3 katı mesafede mesnetlenir ve her iki mesnetten kesit yüksekliğinde bir mesafeden (kesme kolu) noktasal yükle yüklenerek çekme dayanımı dolaylı olarak bulunur. Ancak yükün mesnete mesafesi çok yakın olduğu için tam bir eğilme davranışı oluşmaz ve yük mesnete kemerlenme yolu ile aktarılır. Dolayısıyla eğilme davranışından uzaklaşmış bir kirişin kırılma yükünden yola çıkarak eğilmede çekme dayanımı hesaplanması tartışmalı hale gelir. Bu çalışma elemanın kemerlenme etkisinden çıkıp eğilme davranışı gösterdiği doğru kesme kolunu belirleyebilmek için yapılmıştır. Bu amaçla aynı kesite fakat farklı uzunluklara sahip çeşitli beton numuneleri dört noktalı yükleme altında kırılarak beton çekme dayanımı ile kesme kolu arasındaki ilişki belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmanın esas hedefi aynı malzemeye sahip kirişlerden en düşük çekme dayanımına ulaşmaktır. Bu yapılabildiği takdirde betonun çekme dayanımı daha gerçekçi olarak hesaplanabilecektir. Deneylerde farklı kesme açıklıklarına sahip çok sayıda beton kiriş test edilmiş ve kesme açıklığının artması ile genellikle beton çekme dayanımının düştüğü tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Dört noktalı eğilme deneyi, donatsız kirişler, kesme, eğilme, çekme dayanımı

Abstract:
In the design of reinforced concrete structural elements, the tensile strength of concrete is often required. In such cases, the tensile strength can be calculated as a function of the compressive strength. However, in some situations, it may be desirable to determine the tensile strength of concrete experimentally. The most common test for this purpose is the four-point bending test. In this test, a beam is supported at a distance of three times its height, and point loads are applied at a distance of one-half the height from both supports (shear span) to indirectly determine the tensile strength. However, because the load is very close to the supports, a pure bending behavior does not occur, and the load is transferred to the supports through arching action. Therefore, calculating the tensile strength from the bending behavior of a beam that has deviated from pure bending behavior, based on the failure load of the beam, becomes a subject of debate. This study was conducted to identify the true shear span of the element when it deviates from the arching effect and exhibits bending behavior. To achieve this, various concrete samples of the same cross-section but different lengths were tested under four-point loading to attempt to establish the relationship between concrete tensile strength and shear span. The main objective of the study is to determine the lowest tensile strength of beams made of the same material. If this can be achieved, the tensile strength of concrete can be calculated more realistically. In the experiments, numerous concrete beams with different shear spans were tested, and it was generally observed that an increase in shear span often resulted in a decrease in concrete tensile strength.

Key Words: Four-point bending test, unreinforced beams, shear, bending  tensile strength