Çelik lifli KYB ile üretilen V-şekilli betonarme katlanmış plak elemanların kalınlığı üzerinde farklı lif kombinasyonunun etkisi
The effect of different fiber combination on the thickness of V-shaped reinforced concrete folded plate elements produced with steel fiber reinforced SCC
Yazar: METİN KATLAV
Danışman: PROF. DR. KAZIM TÜRK ; PROF. DR. PAKİ TURĞUT
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Katlanmış plaklar, doğal rijitlikleri ve yüksek yük taşıma kapasitelerinin yanı sıra ekonomik avantajları ve estetik görünümleri nedeniyle bazı yapılarda (endüstriyel yapılar, depo, yüzme havuzları vb.) yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür betonarme taşıyıcı elemanların uzun açıklıklı yapıların çatı taşıyıcı sisteminde kullanılması yapının hem daha hafif hem de daha ekonomik olmasına sağlayabilir. Bununla birlikte, betonarme katlanmış plakların kalınlığı, eğilme performansı açısından önemli bir parametredir. Kalınlığının eğilme performansı üzerindeki etkisi ile ilgili literatürde herhangi bir deneysel çalışma olmamasına rağmen, katlanmış plakların sayısal analizi üzerine yeterince araştırma bulunmaktadır. Bu çalışmada, çelik lif takviyeli kendiliğinden yerleşen betondan (KYB) üretilmiş V-şekilli betonarme katlanmış plakların kalınlığı üzerinde lif kombinasyonunun etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, kontrol, tek lifli ve karma lifli KYB karışımları, deneme-yanılma yoluyla elde edilmiş olup basınç, yarmada ve eğilmede çekme dayanımı testleri 3, 28 ve 90 günlük numuneler üzerinde belirlenmiştir. Daha sonra, KYB'den üretilen üç farklı plak kalınlığına (60, 70 ve 80 mm) sahip toplam on sekiz adet lifsiz, tek ve karma çelik lif takviyeli V-şekilli betonarme katlanmış plak numunesi hazırlanmıştır. 90 günlük V-şekilli betonarme katlanmış plaklar dört noktalı eğilme yüklemesine maruz bırakılarak, yük taşıma kapasitesi, yük-sehim davranışı, tokluk ve süneklik değerlerinin yanı sıra çatlak dağılımları bulunmuştur. Sonuç olarak, V-şekilli betonarme katlanmış plakların üretiminde özellikle karma çelik lif takviyeli KYB kullanımının plak kalınlığının azaltılması ve eğilme performansının iyileştirilmesi açısından önemli avantajlar sağladığı tespit edilmiştir. Ayrıca, çelik lif takviyeli KYB'den üretilmiş V-şekilli betonarme katlanmış plakların kalınlığının tahmini için regresyon analizi ile elde edilen ampirik bir formül önerilmiş ve bu formülün R2=0.97 ile yüksek doğrulukta bir tahmine sahip olduğu görülmüştür. Bununla beraber ACI 544 esas alınarak bazı varsayımlar ile çelik lif takviyeli KYB'den üretilmiş V-şekilli betonarme katlanmış plakların nominal moment taşıma kapasitesini tahmin etmek için bir tasarım yöntemi de önerilmiştir.

Abstract:
Folded plates are widely used in some buildings (industrial buildings, hangars, warehouses, swimming pools, etc.) due to their natural rigidity and high load bearing capacity, as well as their economic advantages and aesthetic appearance. The use of such reinforced concrete (RC) load-bearing elements in the roof carrier system of long-span structures may provide a lighter and more economical. However, the thickness of RC folded plates is an important parameter for flexural performance. Although there is no experimental study in the literature on the effect of thickness on flexural performance, studies on its numerical solution are sufficient. In this study, the effect of fiber combination on the thickness of V-shaped RC folded plates produced from steel fiber reinforced self-compacting concrete (SFR-SCC) was investigated. For this purpose, control, single and hybrid steel fiber self-compacting concrete (SCC) mixtures were obtained by trial & error method and then, compressive, splitting and flexural tensile strength tests were performed on 3-, 28- and 90-day specimens. After that, a total of eighteen plain, single and hybrid steel fiber reinforced V-shaped RC folded plate samples having three different plate thicknesses (60, 70 and 80 mm) produced from SCC were prepared. 90-day V-shaped RC folded plates were subjected to four-point bending loading. Load bearing capacity, load-displacement behavior, toughness and ductility values as well as cracking patterns for all specimens were found. In conclusion, it has been determined that the use of SFR-SCC in the production of V-shaped RC folded plates provided significant advantages in terms of reducing the plate thickness. In particular, it has been observed that the thickness of V-shaped RC folded plates could be effectively reduced and the flexural performance could be improved by using hybrid steel fibers. In addition, an empirical formula obtained by regression analysis is proposed for the estimation of the thickness of V-shaped RC folded plates produced from SFR-SCC, and this formula has a high accuracy estimation with R2=0.97. In addition to all these, a design method is also proposed to estimate the nominal moment bearing capacity of V-shaped RC folded plates with some assumptions based on the ACI 544 regulation.