Betonarme kolonların çarpışma yüklemesi etkisi altındaki davranışlarının deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of reinforced concrete columns' impact behavior
Yazar: MERVE NİLAY TOKGÖZ
Danışman: PROF. DR. ÖZGÜR ANIL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Betonarme kolonlar çeşitli nedenlerden dolayı ani dinamik çarpışma yüklemesi etkisinde kalabilmektedir. Bu etkilerden bir kaçı örnek olarak karayolu ya da denizyolu köprü ayaklarına araçların çarpması veya patlama etkisiyle kolonlara etki eden hava şoku profili olarak sayılabilir. Bu tür etkilerin hepsi betonarme kolonlara etkiyebilecek ani dinamik impulsif çarpışma yüklemelerine birer örnektir. Kolonların etkisi altında kaldıkları ani çarpışma yüklemesinin laboratuar ortamında modellenebilmesi için literatürde de yaygın olarak kullanılan serbest ağırlık düşürme test düzeneği seçilmiştir. Bu amaca uygun olarak özel olarak tasarlanan bir test düzeneği ile kolon deney elemanlarına çarpışma yüklemesi uygulanmıştır. Çalışmada test edilmek üzere üretilen betonarme kolonlar 1/3 geometrik ölçekli olup, kare kesitli olarak üretilmiştir. Deneysel çalışma kapsamında toplam sekiz deney elemanı üretilmiş ve test edilmiştir. Çalışma kapsamında incelenen değişkenler betonarme kolona uygulanan çarpışma yüklemesinin etki noktası, kolondaki kesme donatısı aralığı ve beton basınç dayanımıdır. Kolonlara çarpışma yüklemesinin uygulanması için 9 kg ağırlığındaki çekiç 1000 mm yükseklikten düşürülmüştür. Kolonlara uygulanan çarpışma yüklemesi kolonların tam orta noktasına ve yüksekliğinin üçte birine gelecek şekilde etkitilmiştir. Çarpışma testleri sırasında kolon üzerinden ivme ve kolon orta noktasından deplasman ile yükleme için kullanılan çekiç üzerinden çarpışma yüklemesi değerleri zamana bağlı olarak ölçülmüştür. Ölçüm sırasında elde edilen veriler dinamik bir veri toplama sistemi aracılığı ile bilgisayara aktarılmış ve değerlendirilmiştir. Deney elemanlarının genel davranışları, göçme mekanizmaları, ivme-zaman, deplasman-zaman grafikleri yorumlanmış ve yük-deplasman grafikleri çizilerek deney elemanları tarafından yutulan çarpışma enerjileri hesaplanarak yorumlanmıştır. Deneysel çalışma sonucunda elde edilen veriler ışığında çalışma kapsamında incelenen değişkenlerin betonarme kolonların ani dinamik çarpışma performansı üzerindeki etkileri incelenmiş ve bu konuda önemli deneysel bulgulara ulaşılmıştır.

Abstract:
Reinforced concrete columns are vulnerable to sudden dynamic impact loadings due to several factors. Some examples of such impact loading may be stated as vehicle strikes to the piers of bridges on highways or rivers and air shocks forming up due to the nearby explosions. Such effects are examples to sudden dynamic impulsive loads on reinforced concrete columns. In this study, to examine the behavior of reinforced concrete columns exposed to sudden impact loadings, free weight falling test setup was selected due to its common use among the researchers. For this purpose, impact loading was applied to the test specimens using a specific test up. The test specimens were manufactured in a square sectional form with 1/3 geometric scale. In scope of the study, eight test specimens were manufactured and tested. The main variables in the study were the application point of impact loading, the shear reinforcement spacing of the test specimens and compressive strength of concrete using of the test specimens. A 9 kg mass was allowed to free fall from a height of 1000 mm to apply the impact loading on the columns. The impact loading was applied to the middle of the columns at a 1/3 height. During the impact tests, acceleration measurement and displacement measurements were taken from the top and the middle of the column respectively. Furthermore, impact loading values were measured from the hammer. The data obtained from the test were collected and transferred to computer using a data logger. The general behavior of test specimens, collapse mechanisms, acceleration and displacement time relationship were interpreted and the load displacement relationships were obtained to calculate absorbed energy during impact loading. The data from the experimental study was used to investigate the effect of variables on the impact performances of reinforced concrete columns. Important conclusions were deduced from the study.