Sonradan oluşturulmuş BA kirişlerin tekdüze yükler altındaki davranış ve dayanımı
The behaviour and strength of post-fabricated RC beams under monotonic loads
Yazar: ROHULLAH JAMAL
Danışman: DOÇ. DR. SABAHATTİN AYKAÇ ; YRD. DOÇ. DR. İLKER KALKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Betonarme kiriş = Reinforced concrete beam ; Kiriş-kolon birleşimi = Beam-column collection

Özet:
Mimari kaygılarla kirişlerin tavanda çıkıntı oluşturması istenmediği durumlarda döşeme içinde gizli kiriş bırakılması gibi alternatif uygulamalara başvurulmaktadır. Ancak döşeme içindeki gizli kirişler döşemenin toplam kalınlığını değiştirmediği için, bu eşdeğer kirişlerin oluşturulması dayanım ihtiyacını karşılasa da sehim problemlerinin ortaya çıkmasına engel olamamaktadır. Bu çalışmada, yapım aşamasında ortadan kaldırılan döşemenin altındaki betonarme kirişlerin yerine sonradan kiriş oluşturulması yöntemi araştırılmıştır. Döşeme altına sonradan kiriş oluşturulmasına, yapının kullanım amacının değişmesi veya yapının yeniden bölmelendirilmesi gibi nedenlerle de ihtiyaç duyulabilmektedir. Sonradan oluşturulmuş kiriş yönteminin etkinliği, sonradan oluşturulan kirişin döşeme ve kolon gibi diğer yapı elemanlarına olan bağlantılarının etkinliği ile yakından ilişkilidir. Kiriş-döşeme ve kiriş-kolon bağlantılarının yeterli olması durumunda sonradan oluşturulmuş kirişin davranışı, döşeme ve kolonlarla monolitik olarak dökülmüş kirişin davranışına yaklaşacak ve bu yöntem başarılı olacaktır. Mevcut çalışma, iki aşamalı bir araştırma projesinin ilk ayağını teşkil etmektedir. Projenin bu ilk aşamasında, sonradan oluşturulmuş betonarme kirişlerin statik düşey yükler altındaki davranışı incelenmiştir. Projenin ikinci aşamasında ise, sonradan oluşturulmuş betonarme kirişlerin deprem yüklerini benzeştiren tersinir tekrarlanır yükler altındaki davranışı araştırılacaktır. Mevcut çalışmada, birisi birdöküm referans numunesi olmak üzere toplam on altı adet ½ ölçekli deney elemanı test edilmiştir. Sonradan oluşturulmuş kirişe ek olarak, döşeme, kolonlar ve bu kolonlara saplanan düzlem dışı kiriş parçalarından oluşan deney elemanları aşağıdaki deney değişkenlerinin etkisi incelenecek şekilde tasarlanmıştır:Sonradan oluşturan betonarme kirişin boyuna donatı oranı (az, normal, çok). Kirişin kolonlara bağlanma yöntemi (mekanik bağlantı ve donatı ankrajı). Kirişlerdeki etriye tipi (tam etriye ve U-etriye) ve bu etriyelerin döşemeye bağlanma yöntemi (etriye ayaklarının döşemeye ankrajlanması ve etriye ayaklarının döşeme üstünde birbirine kaynaklanması). Kolonların yerleşimi (kolonun kuvvetli veya zayıf ekseninin düzlem kiriş kuvvetli eksenine paralel olması).

Abstract:
Different applications, including the construction of hidden beams in the slab, are implemented when the visibility of the beams underneath the slab is not desired due to the aesthetic concerns. Although construction of hidden beams in the slab fulfills the required strength, the service-load deflections remain a cause of concern since the hidden beams do not alter the overall depth of the slab. In the present study, postfabrication of reinforced concrete beams beneath the existing slab in lieu of the original beams, which are eliminated during construction, was investigated. The post-fabrication of beams beneath the existing slab might also be needed due to the changes in the intended use and repartitioning of a structure. The efficiency of this technique depends primarily on the efficiency of the connections between the post-fabricated beam and the columns and between the post-fabricated beam and the slab. The behavior of the post-fabricated beam approaches the behavior of a beam cast monolithically with the slab and the columns and the method proves to be successful if the beam-slab and beam-column connections are satisfactory. The present study is the first stage of an experimental program. In this stage, the behavior of post-fabricated reinforced concrete beams subjected to static vertical loading was investigated. In the second stage of the program, the behavior of post-fabricated reinforced concrete beams under reversed cyclic loading resembling earthquake loading will be investigated. In the present study, a total of sixteen half-scale test specimens, including a monolithical reference one, were tested. Each test specimen was composed of a slab, two columns and out-of-planar beams projecting from the columns in addition to the in-plane post-fabricated beam. The test specimens were designed to investigate the influence of the following test parameters: Reinforcement ratio of the post-fabricated beam (low, moderate, high). Connection of the post-fabricated beam to the columns (mechanical connection and anchorage reinforcement). Type of beam stirrups (full stirrups and U-stirrups) and connection of the stirrups to the slab (anchorage of the legs of the stirrups to the slab and welding of the stirrup legs over the slab). Orientation of the columns (strong or weak axis of the column parallel to the strong axis of the planar beam).The test results were evaluated based on different measures, including yielding load, ultimate load, ductility ratio, initial rigidity and modulus of toughness. The tests also indicated that the investigated beam-slab and beam-column connection details were successful and the post-fabricated beams behaved in close agreement with the monolithical one thanks to these connections. In the beam-column specimens with anchorage reinforcement, the cross-section of the anchor bars was needed to be increased to prevent shear failure of the post-fabricated beam due to debonding of the achor bars.