Betonarme yapı elemanlarında basınç-kesme kırılmasının ve boyut etkisinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of compression shear fracture and size effect of reinforced concrete structural elements
Yazar: RAGIP İNCE
Danışman: DOÇ. DR. ABDUSSAMET ARSLAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme yapılar = Reinforced concrete structures ; Yapı elemanları = Building elements

Özet:
ÖZET Doktora Tezi BETONARME YAPI ELEMANLARINDA BASINÇ-KESME KIRILMASININ VE BOYUT ETKİSİNİN DENEYSEL VE NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ Ragıp İNCE Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı 1998, Sayfa: 140 Yapısal beton ve betonarme yapı elemanlarının tasarımı, kopleks davranış gösterdiklerinden dolayı henüz arzu edildiği kadar iyi tanımlanamamıştır. Ancak, mevcut nümerik ve deneysel araştırmalar gelecek için ümit verici sonuçlar içermektedir. Sunulan çalışma, nümerik ve deneysel çalışma olmak üzere iki ana gruptan oluşmaktadır. Bunun sebebi, malzeme bilimi araştırmalarında hem nümerik simulasyonların ve hem de deneysel çalışma yapılmasının öneminden kaynaklanmaktadır. Bu amaçla kayma donatışız ve kesme açıklığı oranı a/d=1.5 olan betonarme kirişler denenmiş ve sonuçlar mevcut boyut etkisi teorilerine uygulanmıştır. Daha sonra literatürde belirtilen mevcut kafes modellemesi kullanılarak yeni bir kafes modelleme tekniği geliştirilmiştir. Bu gelişmeler betonun temel kırılma mekaniği kavramları kullanılarak yapılmıştır. Geliştirilen kafes modelinin diğer önemli özelliği de meso-düzey modellemesi olarak adlandırılan betonun heterojen yapısının dikkate alınmasıdır. Yeni geliştirilen model İKİ PARAMETRELİ MODEL, EFEKTİF ÇATLAK MODELİ ve BOYUT ETKİSİ MODELİ olarak bilinen betonun kırılma mekaniğindeki üç en önemli teoriye uygulanmıştır. Geliştirilen modelin bu üç mevcut model ile iyi bir uyuşum sağladığı sonucuna varılmış, daha sonra da çalışma betonarme davranışının modellemesi için genişletilmiştir. Geliştirilen kafes modeli, diğer mevcut modellerden daha yüksek bilgisayar hafızası ve daha hızlı aritmetik işlemci gereksinimi duymasına karşın daha iyi tanımlama ve daha gerçekçi sonuçlar vermektedir. Çünkü bu model ile beton davranışının heterojen yapısının basitleştirme yapılmadan incelenmesi mümkün olmaktadır. Geliştirilmiş kafes modelinin beton ve betonarme elemanları daha iyi modelleme kapasitesine sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Özellikle betonarme modellemesinde kafes teorisinin bilinen ilk uygulamasının yapıldığının belirtilmesi gerekir. ANAHTAR KELİMELER: Beton, betonarme kiriş, kırılma mekaniği, boyut etkisi, nümerik malzeme modelleri, kafes modeli

Abstract:
IV SUMMARY PhD Thesis EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF COMPRESSION-SHEAR FRACTURE AND SIZE EFFECT OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURAL ANALYSIS Ragıp İNCE Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Civil Engineering 1998, Page: 140 The design of Reinforced Concrete structural elements has not yet been well defined as desired because of their complex behaviour. However, the existing numerical and experimental research studies provide promising results for future. The presented study was devided into two main groups as numerical and experimental studies. This is because of the importance of both numerical simulations and experiments in materials research. For this purpose, the reinforced concrete beams at a/d=1.5 ratio and without shear reinforcement were tested and the results were applied to existing size effect theories. Afterwords, a new lattice modelling technique was developed over existing informations about lattice modelling in literature. These developments were made based on basic fracture mechanics concepts on concrete. The other important feature of the developed lattice modelling was the consideration of heterogeneity of concrete structure as meso-level modelling. The newely developed model was applied to three most popular fracture mechanics concepts for concrete namely TWO-PARAMETER MODEL, EFFECTIVE CRACK MODEL and THE SIZE EFFECT MODEL. It was concluded that the developed model well agrees with these existing models, than the research extended to the modelling of reinforced concrete behaviour. Beside the requirement of higher computer memory and faster CPU's of the improved lattice model than the other existing models, it performs much better definition and provides more realistic results. Because it is possible to model the concrete without any simplifications on the heterogen structure. It was concluded that the improved lattice model is capable of better modelling of concrete and reinforced concrete. Particularly it must be pointed out that the reinforced concrete model is the first application in lattice theory so far. KEY WORDS: Concrete, Reinforced Concrete beams, Fracture Mechanics of Concrete, Size Effect, Numerical Materials Modelling, Lattice Modelling