Çelik tel tipi ve içeriğinin hafif betonarme kirişlerin eğilme davranışına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of steel fiber type and content on the bending behavior of lightweight reinforced concrete beams
Yazar: HÜSEYİN OKAN ANADUT
Danışman: PROF. DR. FUAT KÖKSAL
Yozgat Bozok Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme kiriş = Reinforced concrete beam ; Hafif beton = Lightweight concrete ; Lif takviyeli beton = Fiber reinforce concrete ; Pomza tozu = Pumice powder ; Çelik tel = Steel wire

Özet:
Bu çalışmada çelik tel narinliği (tel boyu/tel çapı) ve çelik tel içeriğinin LC25/28 beton sınıfı referans alınarak üretilen hafif betonarme kirişlerin eğilme altındaki davranışı araştırılmıştır. Referans beton karışımı dikkate alınarak 3 farklı narinlikteki çelik teller (55, 65 ve 80) 4 farklı çelik tel içeriğinde (15 kg/m3, 30 kg/m3, 45 kg/m3 ve 60 kg/m3) kullanılarak referans grup dahil toplam 13 farklı beton karışımda numuneler üretilmiştir. Çelik tellerin yapısal hafif betonarme kiriş numunelerin moment taşıma kapasitesine, yük-sehim eğrilerine, enerji tüketim kapasitelerine ve moment-eğrilik ilişkilerine olan etkileri incelenmiştir. Ayrıca, prizmatik kiriş numuneler üzerinde eğilme dayanımı, yük-sehim ve yük-ÇAAD (çatlak ağzı açılma deplasmanı) eğrilerinden kırılma enerjileri, kırılma toklukları ve karakteristik boy değerleri belirlenmiştir. Diğer mekanik özelliklerin belirlenmesi için ise standart silindir numuneler üzerinde basınç ve yarma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Eksenel basınç deneyleri ile numunelerin gerilme-şekil değiştirme eğrileri, basınç dayanımı, elastisite modülü, basınç tokluğu, basınç tokluk indeksi ve süneklik faktörü belirlenmiştir. 
Çelik tellerin hafif donatılı betonarme kirişlerin akma yüküne, yük taşıma ve enerji tüketim kapasitelerini iyileştirdiği belirlenmiştir. Ayrıca kirişlerin moment taşıma kapasitesi ve etkin eğilme rijitliklerinde artışlar olduğu gözlemlenmiştir. Yarmada çekme dayanımı, eğilme dayanımı, kırılma enerjileri ve tokluklarında çelik tel ilavesiyle belirgin artışlar elde edilmiştir. Buna karşılık beton basınç dayanımında yarma ve eğilme dayanımlarına kıyasla daha az iyileştirmeler gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the effects of steel fiber aspect ratio (fiber length/fiber diameter) and steel fiber content on the behavior of structural lightweight reinforced concrete beams, produced using reference lightweight concrete class LC25/28, under bending were investigated. Considering the reference concrete mix, specimens with a total of 13 different concrete mixes, including the reference group, were produced by using steel fibers with 3 different aspect ratios (55, 65 and 80) in four different steel fiber contents (15 kg/m3, 30 kg/m3, 45 kg/m3 and 60 kg/m3). Moment capacity, load-deflection curve, energy consumption capacity and moment-curvature relationship were determined on reinforced concrete beam specimens. Flexural strength, fracture energy, fracture toughness, load-deflection and load-CMOD (crack mouth opening displacement) curves and characteristic length values were also determined by flexural test on the prismatic beam samples. In order to obtain the other mechanical properties, compression and splitting tensile tests were carried out on standart cylinder specimens. Stress-strain curves, compressive strength, modulus of elasticity, compressive toughness, compressive toughness index and ductility factor of the samples were determined by axial compression tests.
It was determined that steel fibers improved the yield load, load carrring and energy consumption capacites of ligtweight reinforced concrete beams. It is also observed that there were increases in moment capacity and flexural rigidity. Splitting and flexural strengths, fracture energy and toughness of concrete specimenes were increased by using steel fibers. On the other hand, increases in compressive strength in comparision to splitting and flexural strengths were obtained lower.