Ankastre mesnetli betonarme kirişlerde açıklık ortası dairesel boşlukların davranışa olan etkisinin deneysel ve nümerik analizi
Experimental and numerical analysis of the effect of mid-span circular openings on behavior in rc beams with fixed support
Yazar: HÜSEYİN HİLMİ ASLANBAY
Danışman: PROF. DR. FATİH ALTUN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme kiriş = Reinforced concrete beam ; Süneklik = Ductility

Özet:
Betonarme kirişlerin belirli bölgelerinde çeşitli sebeplerden dolayı farklı geometrilerde boşluklar oluşturulmaktadır. Bırakılan bu boşluk bölgelerindeki etriyelerin çoğunlukla kesilmesi veya beton kesitinin daralması sebebiyle yüksek gerilmeler oluşmaktadır. Bu durum kiriş davranışına olumsuz etki yapmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, boşlukların betonarme kirişin davranışı üzerine etkilerinin deneysel ve nümerik olarak analiz edilmesi hedeflenmiştir. Boşluklar, betonarme kirişlerin eğilme bölgesinde yani açıklık ortasında oluşturulmuştur. Boşluklar dairesel olarak kiriş yüksekliğinin %20, %40 ve %60 oranında konumlandırılmıştır. Mesnetler gerçek davranışı daha yakın temsil etmesi açısından ankastre mesnet olarak planlanmıştır. Kiriş numuneleri gerçek boyutlarda 1/1 ölçekte imal edilmiştir. Çalışma sonucunda, boşluk oranlarının artması süneklilikte belirli bir boşluk yüzdesine kadar artışa sebebiyet vermiştir. Özellikle kiriş derinliğine göre dairesel boşluk yüksekliğinin %40'ın üzerinde olması durumunda süneklilik azalmış ve davranışta ani kırılmalar gerçekleşmiştir. Boşluk üzerindeki et kalınlığının kiriş yüksekliğinin %20'sinden fazla tutulması betonarme davranış için önemlidir. ABAQUS sonlu elemanlar programında nümerik sonuçlarda değerlendirildiğinde, boşluk yüksekliğinin kiriş yüksekliğinin %40'ından fazla olması durumunda ani kırılmalar gelişmektedir. Benzer şekilde boşluk üzeri et kalınlığının kiriş yüksekliğinin %20'sinden fazla olması, donatı ve betondaki gerilme yığılmalarını azaltmaktadır. 

Anahtar Kelimeler: Betonarme boşluklu kiriş, ankastre mesnet, eğilme davranışı, süneklilik, ABAQUS

Abstract:
Due to various reasons, openings in different geometries are formed in certain parts of reinforced concrete beams. High stresses occur due to the fact that the stirrups in these opening zones are mostly cut or the concrete section is narrowed. This situation affects the beam behavior negatively. Within the scope of this thesis, it is aimed to analyze the effect of openings on the behavior of reinforced concrete beams, empirically and numerically. The openings are formed in the bending zone of the reinforced concrete beams, that is, in the middle of the span. The openings are positioned circularly at 20%, 40% and 60% of the beam height. The supports are planned as fixed support in order to represent the real behavior more closely. Beam samples were produced in 1/1 scale in real dimensions. As a result of the study, the increase in opening ratios caused an increase in ductility up to a certain percentage of openings. Especially when the circular opening height is over 40% relative to the beam depth, the ductility decreased and instantaneous rupture in the behavior occurred. It is important for reinforced concrete behavior that the wall thickness above the opening is more than 20% of the beam height. When evaluated in numerical results in the ABAQUS finite element program, instantaneous rupture develop when the opening height is more than 40% of the beam height. Similarly, the fact that the wall thickness over the opening is more than 20% of the beam height reduces the stress concentrations in the reinforcement and concrete. 

Keywords: RC Beam with opening, fixed support,  flexural behavior, ductility, ABAQUS