Dikdörtgen ve T kesitli prefabrik kafes takviyeli kirişlerin eğilme yükleri altında kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of the usability of rectangular and T-section prefabricated cage reinforced beams under flexural loads
Yazar: ABDÜLKADİR GÜLEÇ
Danışman: PROF. DR. MEHMET METİN KÖSE
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme kiriş = Reinforced concrete beam ; Betonarme prefabrike yapılar = Reinforced concrete prefabricated structures ; Hafif beton = Lightweight concrete ; Kendiliğinden yerleşen betonlar = Self compacting concretes ; Sargılı betonarme = Confined reinforced concrete

Özet:
Betonarme sistemler inşaat sektöründe en yaygın olarak kullanılan taşıyıcı sistemlerin başında gelmektedir. Betonarme taşıyıcı sistem elemanlarının yükler altındaki performansları tüm taşıyıcı sisteme etki eder. Özellikle eğilme yükleri altındaki betonarme elemanların performansı donatı sisteminden doğrudan etkilenir. Bu sebeple betonarme elemanlarda kullanılabilecek alternatif donatı sistemleri üzerine yapılan çalışmalar giderek yoğunlaşmaktır. Bu çalışmada, geleneksel donatı sistemine alternatif olarak önerilen Prefabrik Kafes Sistemin (PCS) eğilme yüklerine maruz kalan betonarme elemanlarda kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu kapsamda PCS donatılı dikdörtgen ve T kesitli kirişlerin eğilme performansları, aynı eşdeğer donatı alanına ve kesit özelliklerine sahip geleneksel donatılı kirişlerle karşılaştırılmıştır. Çalışma iki etapta gerçekleştirilmiştir. İlk etapta PCS donatılı dikdörtgen kesitli kirişlerin eğilme performansı geleneksel donatılı kirişlerle karşılaştırılmıştır. İkinci etapta ise T kesitli PCS donatılı kirişlerin eğilme performansları geleneksel donatılı kirişlerle karşılaştırılmıştır. Eğilme performansları 4 noktalı eğilme deneyi uygulanarak tespit edilmiştir. Çalışmada farklı beton tipleri, kesit büyüklükleri ve donatı oranları gibi parametrelerin eğilme performanslarına etkileri araştırılmıştır. Yapılan çalışmada eğilme yükleri altında kirişlerin nihai kapasiteleri, moment-yer değiştirme ilişkileri, göçme modları, düktilite oranları ve enerji yutma kabiliyetleri gibi çeşitli parametreler karşılaştırılarak PCS donatısının betonarme elemanlarda kullanılabilirliği tartışılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda PCS donatısının, eğilme yükleri altında kirişlerin eğilme kapasitelerini, düktilite oranlarını ve enerji yutma yeteneklerini arttırdığı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Reinforced concrete systems are among the most widely used structural systems in the construction industry. The performances of structural system elements under loads affect the entire system. The performance of reinforced concrete elements, especially under flexural loads, is directly affected by the reinforcement system. For this reason, studies on alternative reinforcement systems that can be used in reinforced concrete elements have increased gradually. In this study, the usability of the Prefabricated Cage System (PCS) proposed as an alternative to the conventional reinforcement system in structural elements exposed to flexural loads was investigated. In this context, the flexural performances of PCS reinforced rectangular and T-section beams were compared with conventional reinforced beams with the same equivalent reinforcement area and cross section properties. The study was carried out in two stages. In the first stage, the flexural performance of PCS reinforced rectangular beams was compared with conventional reinforced beams. In the second stage, the flexural performances of T-section PCS reinforced beams were compared with conventional reinforced beams.  Flexural performances were determined by applying 4-point bending test. The effects of parameters such as different concrete types, cross-section sizes and reinforcement ratios on flexural performance were investigated. In this study, the usability of PCS reinforcement in reinforced concrete elements was discussed by comparing various parameters such as final capacities of beams, moment-displacement relations, failure modes, ductility rates and energy absorbability under flexural loads. As a result of the study, it was concluded that the PCS reinforcement increases the flexural capacity, ductility ratio and energy absorption capabilities of beams under flexural loads.