betonarme yapilarin kolon – k İrİŞ b İrle Şİ m bÖlgeler...
TRANSCRIPT
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ���� FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BETONARME YAPILARIN KOLON – KİRİŞ BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN
DEPREM PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
İnş. Müh. Orkun İNCECİK
HAZİRAN 2007
Anabilim Dalı : İnşaat Mühendisliği
Programı : Deprem Mühendisliği
Tez Danışmanı: Doç.Dr. Alper İLKİ
Tez Danışmanı : Doç.Dr. Alper İLKİ
Diğer Jüri Üyeleri Prof.Dr. Zekai CELEP (İ.T.Ü.)
Doç.Dr. Oğuz Cem ÇELİK (İ.T.Ü.)
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ���� FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BETONARME YAPILARIN KOLON – KİRİŞ BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN
DEPREM PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ
Anabilim Dalı : İnşaat Mühendisliği Programı : Deprem Mühendisliği
(501031226)
HAZİRAN 2007
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 7 Mayıs 2007 Tezin Savunulduğu Tarih : 13 Haziran 2007
ii
ÖNSÖZ
Yüksek lisans eğitimim boyunca bilgi ve deneyimleri ile bana her konuda destek
olan sayın hocam Doç. Dr. Alper İlki′ye teşekkürlerimi sunarım.
Değerli katkıları için Prof. Dr. Mehmet Ali Taşdemir’e ve Prof. Dr. Nahit
Kumbasar’a; çalışma süresince yanımda olan İdris Bedirhanoğlu’na, Cem Demir’e,
İsmail Hakkı Başeğmez’e, Yasin Candan’a, Kayhan Kolcu’ya, Salih Aydın’a, Yapı
ve Deprem Laboratuarı personeline, Yapı Malzemesi Laboratuarı personeline,
Cengiz Şengül’e teşekkür ederim.
Çalışmayı destekleyen ve maddi desteğinden dolayı TÜBİTAK’a, İstanbul Teknik
Üniversitesi BAP’a, İston A.Ş. , Betonsa, BASF-YKS Yapı Kimyasalları Sanayi’ye
teşekkürü bir borç bilirim.
Eğitim hayatım boyunca, maddi ve manevi açıdan her türlü desteği gösteren aileme,
tüm kalbimle teşekkür ederim.
Mayıs 2007 Orkun İncecik
iii
İÇİNDEKİLER
ÖNSÖZ ii
İÇİNDEKİLER iii
TABLO LİSTESİ v
ŞEKİL LİSTESİ vi
SEMBOL LİSTESİ ix
ÖZET x
SUMMARY xii
1. GİRİŞ 1
2. NUMUNELERİN TASARIMI VE ÜRETİLMESİ 6
2.1 Giriş ................................................................................................................6
2.2 Numunelerin Tasarımı.....................................................................................7
2.3 Numunelerin Üretilmesi ..................................................................................8
2.3.1 Numunelerin Kalıplarının Yapılması ........................................................9
2.3.2 Numunelerin Donatılarının Bağlanması ..................................................10
2.3.3 Donatılara Şekildeğiştirmeölçerlerin Yapıştırılması ................................11
2.3.4 Numunelerin Beton Dökümü..................................................................14
3. MALZEME ÖZELLİKLERİ VE DENEYLERİ 17
3.1 Giriş ..............................................................................................................17
3.2 Numunelerin Üretiminde Kullanılan Malzemeler ..........................................17
3.2.1 Beton......................................................................................................17
3.2.2 Donatı Çeliği ..........................................................................................25
4. DENEY DÜZENEĞİ 29
4.1 Yükleme Sistemi ...........................................................................................29
4.2 Ölçüm Sistemi...............................................................................................32
4.3 Yükleme Patronu...........................................................................................39
5. DENEY SONUÇLARI 41
5.1 Giriş ..............................................................................................................41
5.2 Numune JO5 .................................................................................................42
5.3 Numune JO1 .................................................................................................54
iv
5.4 Deney Sonuçlarının Karşılaştırılması.............................................................69
6. BİRLEŞİM BÖLGESİ İÇİN TEORİK YAKLAŞIMLAR 79
5.1 Mevcut Yönetmelikler...................................................................................79
5.1.1 Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesinin Kesme Kapasitesinin Hesaplanması ....79
5.1.1.1 ACI 318 (1971) ................................................................................79
5.1.1.2 ACI 352 (1976) ................................................................................80
5.1.1.3 ACI 352 (1991) ve ACI (2002) .........................................................80
5.1.1.4 EUROCODE8 (1995) .......................................................................80
5.1.1.5 DBYBHY (2006)..............................................................................81
5.2 Yönetmeliklerin Karşılaştırılması ..................................................................82
7. SONUÇLAR 84
KAYNAKLAR 86
EK A. DENEY NUMUNELERİNİN KAPASİTE HESABI 89
ÖZGEÇMİŞ 95
v
TABLO LİSTESİ
Sayfa No
Tablo 2.1: Numune Detayları ...................................................................................7 Tablo 3.1: Beton Karışımlarına Ait 7. ve 28. Gün Deney Sonuçları ......................17 Tablo 3.2: Beton Karışımlarının ve Seçilen Karışımın Özellikleri ..........................18 Tablo 3.3: Taze Beton Çökme Deneyi Sonuçları ...................................................19 Tablo 3.4: Standart Silindir Basınç Deneylerinin Sonuçları ...................................24 Tablo 3.5: Boyuna Donatı Çekme Deneyi Sonuçları……………………………….25 Tablo 3.6: Enine Donatı Çekme Deneylerinin Sonuçları.........................................27 Tablo 4.1: Numune Üzerine Yerleştirilen Yerdeğiştirmeölçerlerin Özellikleri ve
Konumları ....................................................................................................... 36 Tablo 4.2: Beton Yüzeyine Yerleştirilen Şekildeğiştirmeölçerlerin özellikleri ........37 Tablo 4.3: Donatı Üzerine Yerleştirilen Şekildeğiştirmeölçerlerin Özellikleri ve
Konumları ........................................................................................................38 Tablo 5.1: Numune Özellikleri...............................................................................42 Tablo 5.2: JO5 Numunesi Ön Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri .............................................................................................46 Tablo 5.3: JO5 Numunesi Arka Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri .............................................................................................46 Tablo 5.4: JO5 Numunesinin Davranışının Özeti....................................................47 Tablo 5.5: JO1 Numunesi Ön Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri .............................................................................................57 Tablo 5.6: JO1 Numunesi Arka Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri .............................................................................................58 Tablo 5.7: JO1 Numunesi Enine Kirişteki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri .............................................................................................58 Tablo 5.8: JO1 Numunesinin Davranışının Özeti....................................................58 Tablo 5.9: JO5 ve JO1 Numunelerinin Arka Yüzlerinde Çatlak Genişlikleri ve
Diyagonal Şekildeğiştirmeleri ..........................................................................75 Tablo 5.10: JO5 ve JO1 Numunelerinin Arka Yüzlerinin Yerdeğiştirme ve
Şekildeğiştirme Durumları................................................................................76 Tablo 6.1: Yönetmeliklere Göre Birleşim Kayma Kapasitesi ve Sınır Değerler ......82
vi
ŞEKİL LİSTESİ
Sayfa No
Şekil 1.1: Kolon-Kiriş Birleşimi İdealizasyonu (Pessiki, 1990).................................3 Şekil 1.2: Depremde Hasar Görmüş Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesi ...........................5 Şekil 2.1: : JO1 Numunesinin Genel Görünümü .......................................................6 Şekil 2.2: JO5 Numunesinin Genel Görünümü .........................................................7 Şekil 2.3: Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesi Numuneleri Donatı Detayları
a) JO1 Numuneleri, b) JO5 Numunesi ................................................................8 Şekil 2.4: Donatı ve Kalıp Tahtaları..........................................................................9 Şekil 2.5: Numunelerin Kalıp İnşaatı ........................................................................9 Şekil 2.6: Kalıp Kuşakları.......................................................................................10 Şekil 2.7: Kolon ve Kiriş Donatılarının Kesilip Bağlanması ...................................10 Şekil 2.8: JO5 Numunesinin Donatı Detayının Oluşturulması.................................11 Şekil 2.9: : JO4 Numunesinin Donatı Detayı ..........................................................11 Şekil 2.10: JO1 ve JO5 Numunelerindeki Şekildeğiştirmeölçerlerin Yerleşim Planı12 Şekil 2.11: JO1 Numunesinin Enine Kiriş Etriyelerine ve Döşeme Boyuna
Donatılarına Yapıştırılan Şekildeğiştirmeölçerler .............................................12 Şekil 2.12: Şekildeğiştirmeölçerlerin Yerleşim Planı ..............................................13 Şekil 2.13: Birleşim Bölgesindeki Şekildeğiştirmeölçerler......................................13 Şekil 2.14: Hazırlanan Silindirler ve Çökme Deneyi İçin Gerekli Olan Malzemeler14 Şekil 2.15: Kalıbın Yağlanması ..............................................................................15 Şekil 2.16: Beton Dökümü .....................................................................................15 Şekil 2.17: Beton Yüzeylerin Mastarla Düzeltilmesi.............................................. 15 Şekil 2.18: Masterkure 107 Malzemesi İle Betonun Kürünün Yapılması.................16 Şekil 3.1: Karışım–1 Elek Analizi Eğrisi ................................................................18 Şekil 3.2: Silindirlerin Doldurulması ve Çökme Deneyi..........................................19 Şekil 3.3: Standart Silindir Basınç Deneyi Düzeneği...............................................20 Şekil 3.4: 28 Günlük Betonun Standart Silindir Basınç Deneyi Sonuçları: a) Birinci
TransMikser, b) İkinci TransMikser. ................................................................21 Şekil 3.5: 90 Günlük Betonun Standart Silindir Basınç Deneyi Sonuçları: a) Birinci
Mikser, b) İkinci Mikser .................................................................................22 Şekil 3.6: 180 Günlük Betonun Standart Silindir Basınç Deneyi Sonuçları: a) Birinci
Transmikser, b) İkinci Transmikser. .................................................................23 Şekil 3.7: Beton Yarma Çekme Deneyi ..................................................................23 Şekil 3.8: Boyuna Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkisi (Φ16) ..........................26 Şekil 3.9: Boyuna Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkisi (Φ16)...........................26 Şekil 3.10: Enine Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkisi (φ8)...............................27 Şekil 3.11: Enine Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkisi (φ8)...............................28 Şekil 4.1: Deney Düzeneğinin Üç Boyutlu ve İki Boyutlu Genel Görünümü...........29 Şekil 4.2: Numune ve Yükleme Sisteminin Genel Görünümü.................................30
vii
Şekil 4.3: Düzenekte Bulunan Profiller a) Numune Ayakları, b) Eksenel Yük Mesnetleri, c) Arkası Düz 20 mm’ lik Sac Levha, d) Arkası Eğimli 20mm’lik Sac Levha.........................................................................................................32
Şekil 4.4: Numune Üzerine Yerleştirilen Yerdeğiştirmeölçerler..............................34 Şekil 4.5: Numune Üzerine Yerleştirilen Şekildeğiştirmeölçerler............................35 Şekil 4.6: JO1 ve JO5 Numunelerindeki Donatı Şekildeğiştirmeölçerlerinin Yerleşim
Planı ................................................................................................................39 Şekil 4.7: JO1 Numunesinin Enine Kiriş Etriyelerine ve Döşeme Boyuna
Donatılarına Yapıştırılan Şekildeğiştirmeölçerler..............................................39 Şekil 4.8: Yükleme Patronu ....................................................................................40 Şekil 5.1: Kesme Kuvveti-Yerdeğiştirme İlişkisi (JO5) ..........................................42 Şekil 5.2: Ön Yüz Birleşim Bölgesi itmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal
Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümler, b) Şekildeğiştirmeölçer Ölçümleri ........................................................................................................43
Şekil 5.3: Arka Yüz Birleşim Bölgesi İtmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümler, b) Şekildeğiştirmeölçer Ölçümleri ........................................................................................................43
Şekil 5.4: Kolon Boyuna ve Enine Donatısı İçin Yük-Şekildeğiştirme İlişkisi.........44 Şekil 5.5: Kiriş Boyuna ve Enine Donatısı İçin Yük-Şekildeğiştirme İlişkisi ..........45 Şekil 5.6: JO5 Numunesi Ön ve Arka Yüze Ait Çatlakların Genel Görünüşü..........45 Şekil 5.7: Ön ve Arka Yüzde oluşan Eğilme Çatlakları...........................................48 Şekil 5.8: Ön ve Arka Yüzde Oluşan Birleşim Bölgesi İlk Eğik Kesme Çatlağı ......49 Şekil 5.9: Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Durumu ............................51 Şekil 5.10: δ = ± 54.4 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü..............................................................................................51 Şekil 5.11: δ = ± 108.8 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan
Çatlakların Genel Görünümü............................................................................52 Şekil 5.12: JO5 Numunesi Deney Sonu Çatlakların Görünümü ve Kalınlıkları
(δ = + 136 mm) ................................................................................................53 Şekil 5.13: Yük -Yerdeğiştirme İlişkisi (JO1) .........................................................54 Şekil 5.14: Ön Yüz Birleşim Bölgesi itmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal
Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümleri, b) Şekildeğiştirmeölçer Ölçümleri ........................................................................55
Şekil 5.15: Arka Yüz Birleşim Bölgesi itmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümleri, b) Şekildeğiştirmeölçer Ölçümleri ........................................................................55
Şekil 5.16: Kolon Boyuna ve Enine Donatısı İçin Yük-Yerdeğiştirme İlişkisi.........56 Şekil 5.17: Kiriş Boyuna ve Enine Donatısı Yük-Şekildeğiştirme İlişkisi................56 Şekil 5.18: JO1 Numunesi Ön ve Arka Yüze Ait Çatlakların Genel Görünüşü ........57 Şekil 5.19: Ön ve Arka Yüzde Boyuna Kirişte Oluşan İlk Eğilme Çatlakları...........60 Şekil 5.20: δ = ± 5.44 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü..............................................................................................61 Şekil 5.21: δ = ± 8.16 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü .............................................................................................62 Şekil 5.22: δ = ± 27.2 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü..............................................................................................63 Şekil 5.23: δ = ± 54.4 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü..............................................................................................64 Şekil 5.24: δ = ± 81.6 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü..............................................................................................65
viii
Şekil 5.25: δ = ± 108.8 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Görünümü............................................................................66
Şekil 5.26: Yükün Sıfır Olduğu δ = - 79.44 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Görünümü ....................................................67
Şekil 5.27: δ = + 148 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Görünümü..............................................................................................68
Şekil 5.28: Deney Sonunda Birleşim Bölgesinin Alt Bölümündeki Kiriş Boyuna Donatısının Durumu.........................................................................................69
Şekil 5.29: Deney Sonunda Birleşim Bölgesi Üst Bölümündeki Kiriş Boyuna Donatısının Durumu.........................................................................................69
Şekil 5.30: δ = ± 5.44 mm (ÖO = 4/1000) Hedef Yerdeğiştirmesi..........................70 Şekil 5.31: δ = ± 27.2 mm (ÖO = 20/1000) hedef yerdeğiştirmesi .........................71 Şekil 5.32: δ = ± 54.4 mm (ÖO = 40/1000) hedef yerdeğiştirmesi..........................72 Şekil 5.33: δ = ± 81.6 mm (ÖO = 60/1000) hedef yerdeğiştirmesi..........................73 Şekil 5.34: δ = ± 108.8 mm (ÖO = 80/1000) hedef yerdeğiştirmesi........................74 Şekil 5.35: Deney Sonu P = 0 kN ...........................................................................75 Şekil 5.36: JO5 ve JO1 Numuneleri İçin Numuneleri İçin Kesme Kuvveti-Öteleme
Oranı zarf İlişkisi .............................................................................................77 Şekil 5.37: JO5 ve JO1 Numuneleri İçin Enerji Yutma-Öteleme Oranı Zarf İlişkileri
.........................................................................................................................78 Şekil 6.1: Kuşatılmış Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesi ...............................................82 Şekil A.1: Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesine Etkiyen Yükler ve Kesit Detayları........89 Şekil A.2: Moment ve Kesme Kuvveti Diyagramları ..............................................91 Şekil A.3: Kolon, Kiriş Kesit ve Donatıları ............................................................92 Şekil A.4: Kirişe Etkiyen Moment..........................................................................93
ix
SEMBOL LİSTESİ
Ag : Brüt kesit alanı As : Çekme donatısı kesit alanı Ash : Enine donatı enkesit alanı b : Kesit genişliği bj : Birleşim bölgesi genişlik bw : Minimum kesit genişliği d : Eleman faydalı yüksekliği Ec : Sarılmamış beton için elastisite modülü
Ec,ort : Sarılmamış beton için ortalama elastisite modülü Es : Çelik elastisite modülü fc : Beton basınç gerilmesi f′′′′c : Sarılmamış beton silindir basınç dayanımı f′c,ort : Sarılmamış beton ortalama silindir basınç dayanımı
f´cj : j günlük beton için standart silindir basınç dayanımı fs : Donatı gerilmesi fy : Boyuna donatı akma dayanımı fyh : Enine donatı akma dayanımı h : Kesit yüksekliği hj : Birleşim bölgesi derinliği N : Eksenel kuvvet Vjemax :Kiriş moment kapasitesine ulaştığında birleşim bölgesine etki eden kesme
kuvveti Vjce : Kirişin taşıdığı herhangi bir moment durumunda birleşim bölgesine etki
eden kesme kuvveti Tbu :Kiriş moment kapasitesine ulaştığında kiriş çekme donatısından oluşan
çekme kuvveti Vkolon : Kiriş moment kapasitesine ulaştığında kolonun birleşim bölgesine birleştiği
yüzeydeki kesme kuvveti Vcol : Üst kolondaki kesme kuvveti Vje : Birleşim bölgesine etki eden kesme kuvveti Tb : Kiriş boyuna çekme donatısındaki çekme kuvveti Ф : Pekleşme katsayısı Mr : Kiriş pekleşmeli moment kapasitesi P : Kolona etki eden eksenel yük s : Enine donatı aralığı V : Kesme kuvveti φφφφe : Enine donatı çapı εεεε : Şekildeğiştirme εεεεs : Çelik şekildeğiştirmesi εs,tahmin: Tahmini şekil değiştirme değeri
x
BETONARME YAPILARIN KOLON-KİRİŞ BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN
DEPREM PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ
ÖZET
Önemli bölümü deprem riski altında bulunan ülkemizdeki mevcut yapıların büyük
bir çoğunluğu gerek 1975 Deprem Yönetmeliğinin gerekse şu an yürürlükte olan
Deprem Yönetmeliğinin çeşitli koşullarını sağlamamaktadırlar. Bundan dolayı
mevcut yapıların önemli bir bölümü deprem afetine karşı büyük risk altındadır.
Depremlerde sık gözlenen hasarlardan biri kolon-kiriş birleşim bölgesi hasarlarıdır.
Bu tür zayıflıkların bulunduğu binalarda, deprem performansını kabul edilebilir
düzeye çıkarmak üzere, kolon-kiriş birleşim bölgelerinin güçlendirilmesi gerekli
olabilmektedir. Bu güçlendirmeden önce kolon-kiriş birleşim bölgesinin deprem
yükleri altındaki davranışının detaylı bir şekilde incelenmesi gerekmektedir. Birleşim
bölgesi ulaşılması zor bir bölge olduğundan, daha önce yapılan çalışmalarda genel
olarak birleşim bölgelerinin özel halleri incelenmiş ve bazı detaylar ihmal edilmiştir.
Örneğin, kiriş kenarlarında olması gereken döşeme detayları ve düzlem dışından
düğüm noktasına birleşen enine kirişler çalışmaların çoğunluğunda göz önüne
alınmamıştır. Dolayısıyla bu çalışmalardan elde edilen sonuçların ve önerilen
güçlendirme detaylarının mevcut yapılarda karşımıza çıkan kolon-kiriş birleşim
bölgeleri düşünüldüğünde gerçekçiliği şüpheli olmaktadır. Ayrıca; ülkemizdeki yapı
stokunda genel olarak beton kalitesinin çok düşük olması, boyuna donatı olarak düz
yüzeyli donatı kullanılması ile enine donatı aralık ve detaylarının yeterli olmaması
gibi ülkemize has eksiklikler nedeni ile yurtdışında yapılmış olan bazı çalışmaların
ülkemizdeki yapılar için geçerliliği de şüphelidir. Buna göre Türkiye’deki yapılarda
kolon-kiriş birleşim bölgesi zayıflıklarını gidermek için deprem performanslarının
incelenmesi gereklidir. Ülkemize has yapısal özellikler ve uygulanabilir güçlendirme
xi
yöntemleri dikkate alınarak farklı çalışmaların yapılması gerekmektedir. Yukarıda
belirtilen, daha önceki çalışmalarda göz önüne alınmayan detaylar da göz önüne
alınarak kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem yükleri altındaki davranışları
incelenmiştir. Bu çalışma kapsamında 2 adet birleşim bölgesinde etriye bulunmayan
numuneler üretilmiştir. Numunelerden biri kolon, kiriş, enine kiriş ve döşeme detayı
içerirken, diğeri sadece kolon ve kirişten oluşacak şekilde tasarlanmıştır. iki numune
arasındaki belirleyici parametre enine kiriş ve döşemenin etkisi olarak belirlenmiştir.
Her iki numuneye de %12.5 (114 kN) eksenel yük verilmiş ve belirli yerdeğiştirme
adımları kullanılarak deneyler yerdeğiştirme kontrollü olarak yapılmıştır.
Deneylerde, sıyrılma ve kesme etkilerinin beraber ortaya çıkmasıyla birlikte
numunelerin göçme durumuna ulaştıkları gözlemlenmiştir. Enine kiriş ve döşeme
detayı bulunan numune diğerine oranla daha fazla yük taşımış ve enerji
sönümlemiştir. Enine kiriş ve döşemenin olması birleşim bölgesindeki çatlak
genişliklerinin diğer numuneye göre daha küçük olmasına etken olmuştur. Deney
sonuçları, ilgili yönetmeliklerin vermiş olduğu beton tarafından karşılanan (çekme ve
basınçta) kesme kuvvetinin sınır değerleri ile karşılaştırılmıştır.
Yapılacak deneysel çalışmalar ile hem birleşim bölgelerinin deprem yükleri
altındaki davranışı incelenecek hem de elde edilecek deneysel verilerin birleşim
bölgelerinin teorik hesapları için modeller geliştirilmesinde kullanılabileceği
düşünülmektedir. Bu çalışma, aynı zamanda Araş. Gör. İdris Bedirhanoğlu’nun
doktora tez çalışmasının bir bölümünü oluşturmaktadır.
xii
SEISMIC BEHAVIOUR OF BEAM-COLUMN JOINTS OF REINFORCED
CONCRETE STRUCTURES
SUMMARY
Majority of existing structures in earthquake prone areas of Turkey do not comply
with the provisions published in 2006, as well as the previous seismic design codes
of 1997 and 1975. One of the frequent damages suffered during major earthquakes is
the failure of beam-column connections of reinforced concrete structures. In order to
make these structures exhibit a better performance during earthquakes, retrofitting in
beam-column joints may be required. Before the retrofitting process, behavior of
beam-column joints under seismic loads should be examined. Since there are certain
difficulties of working at beam-column joints, researchers generally prefer to work
on some special cases by simplifying the actual cases. For example, slabs and beams
connecting to the joint in transverse direction are generally neglected. As a result,
retrofitting details proposed in these researches are far from being applicable to
actual beam-column joints. As well as unrealistically conservative predictions of the
behavior of the reference specimens which are not retrofitted. In addition to that, due
to deficiencies such as usage of low strength concrete, plain reinforcing bars, and
poorly detailed and widely spaced stirrups, which are specific for our country;
adaptation of foreign researches to our structures should be approached with care.
Consequently, research on retrofit of these types of structural members is vitally
important to be able to choose the most appropriate and economical retrofit
technique applicable to structures in Turkey. In this study, it is planned to perform
experimental and analytical works on the seismic behavior of beam-column joints,
regarding the local features, which are generally not taken into account by other
researchers. Later on, regarding the results derived from this project, it is planned to
xiii
make experimental and theoretical research on alternative retrofitting methods to
eliminate the weakness at column-beam joints. Within the extent of this study, two
specimens have been produced without using stirrups in the joint section. While one
of the specimens involves column, beam, transverse beam and slab details, the latter
is only composed of column and beam sections. The determining factor for these two
specimens has been stated as the effect of transverse beam and slab sections on the
behavior of the specimen. %12.5 (114 kN) of the bearing capacity of the column
section has been applied to both specimens as the axial force and using specific
displacement steps the experiments have been held displacement controlled. In the
experiments, it is observed that the specimens have reached the failure mechanism
with arise of slipping and shear effects together. The specimen with transverse beam
and slab section bared more load and absorbed more energy than the other specimen.
Transverse beam and slab caused the crack sizes in the joint to be smaller than the
ones in the other specimen. Experimental results are compared to limit values of
shear force, countered by concrete (in compression and tension), proposed by
pertinent codes.
With these experimental studies, behavior of beam-column joints under seismic loads
will be examined and derived data will be utilized to develop models for theoretical
analysis of beam-column joints. It should be note that this study is also a part of
doctorate thesis of Research Assistant Idris Bedirhanoglu.
1
1. GİRİŞ
Depreme dayanıklı yapı tasarımı kavramına göre, depremin şiddetine göre belirli bir
düzeyde hasarın meydana gelmesi normal bir durum olarak kabul edilir. Bu kavrama
göre; kolon, kiriş, perde gibi yapı elemanları, yapının ekonomik ömrü içinde
olabilecek hafif şiddetteki depremlerde dikkate değer hasar görmemelidir. Bu süre
içinde orta şiddetteki depremlerde, taşıyıcı olan elemanlarında onarılabilir düzeyde
hasar görülebileceği gibi yapının taşıyıcı olmayan bölümlerinde de hasarlar
görülebilir. Yapının ekonomik ömrü içinde en çok bir kez olabilecek çok şiddetli
depremde ise taşıyıcı elemanlar onarılamayacak derecede hasar görebilir. Fakat bu
durumda bile can kaybı meydana getirecek yıkımlar olmamalıdır. Normal olarak
depreme dayanıklı bir yapı, bu kavrama uyan bir yapı olarak kabul edilir. Yapının
yönetmelik esaslarına göre yapılmaması halinde ise, hafif veya orta şiddetteki
depremlerde bile yapıda büyük hasarlar görülebilir. Tasarım ve yapım sırasında
gerekli özenin gösterilmemesi, ihmaller, kusurlar depremde hasarının büyümesine
neden olur. Yurdumuzda deprem hasarlarının fazla olmasının ana nedenleri arasında;
beton dayanımının düşük olması, etriye, donatı ekleri ve ankraj konusundaki
yetersizlikler sıralanabilir.
Depremin yarattığı yatay kuvvetlerin etkileri kolon-kiriş birleşim noktalarında
yoğunlaşır ve bu düğüm yerlerindeki eğilme momentleri ve kayma gerilmeleri büyük
değerler alır. Yapı elemanlarının ve özellikle kolon-kiriş birleşim bölgelerinin bu
kuvvetlere karşı koyabilmesi ve deprem enerjisinin yutulabilmesi için yeterli
dayanıma ve sünekliğe sahip olmaları gerekmektedir. Bu davranışı sağlamak yeterli
beton dayanımına sahip ve projeye uygun şekilde yapılmış yapı ve yapı elemanları
ile mümkün olmaktadır. Ülkemizdeki mevcut yapılar düşünüldüğünde, beton
kalitesinin düşük olması, enine donatıların yetersizliği ve donatı detaylarındaki
hatalardan dolayı, yapı elemanları deprem sırasında yeterli sünekliği gösterememekte
ve deprem sırasında büyük hasarlar meydana gelebilmektedir. Tüm bu durumların
önüne geçebilmek için; yeni yapılar, yönetmeliklerde yer alan şartlar doğrultusunda
inşa edilmeli, mevcut yetersiz yapılar ise uygun teknikler kullanılarak
güçlendirilmeli ya da yıkılarak yeniden inşa edilmelidir.
2
Betonarme yapıların kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem yükleri altındaki
davranışını incelemek üzere çok sayıda çalışma yapılmıştır. Birleşim bölgelerinin
davranışını konu alan çalışmalar genellikle yurt dışında yapıldığı için, Türkiye’deki
yapılara has yetersizlikler ve uygulama hataları dikkate alınmamıştır. Bu nedenle
yurtdışında yapılmış olan çalışmaların Türkiye’deki yapılar için geçerliliği
şüphelidir. Burada kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem etkisi altında davranışı
üzerine, özellikle son yıllarda yapılmış olan, deneysel çalışmalara özet bir şekilde
değinilmiştir.
Hanson ve Conner (1967) kolon-kiriş birleşim bölgesi ile ilgili ilk deney
yapanlardandır. Ehsani ve Wight (1986)’ın yaptıkları deneyler sonucu, enine
kirişlerin birleşimde ilave sargılama etkisi yaptığını ve birleşimin davranışını
etkilediğini gözlemlemişlerdir. Pessiki ve diğ. (1990), tarafından yapılan deneylerde
birleşim bölgesine kesme donatısı konulmamış ve birleşim bölgesinde altta sürekli
donatı konulmuştur. Deneyler sonucunda göçme durumunda birleşim bölgesinde
yoğun kesme çatlakları gözlenmiştir. Buna karşılık alttaki boyuna donatısı sürekli
olmayan kirişlere sahip birleşim bölgesi üzerine yaptıkları deneylerde göçmenin
tekrarlı yükler altında boyuna donatının sıyrılmasından meydana geldiğini
görmüşlerdir. Kaku ve Asakusa (1991), kirişlerin akma durumundaki kesme
kuvvetlerinin birleşim bölgesi kesme kuvvetlerine oranları 0.50’den küçük olan
numuneler üzerinde yaptıkları deneylerde çoğu birleşim bölgesinin kesmeden
göçtüğü gözlemlenmiştir. Kayma şekildeğiştirmesi %0.8’i aştıktan sonra kesme
deformasyonlarının aniden arttığı görülmüştür. Beres ve diğ. (1992) birleşim
bölgesinde beton tarafından karşılanan kesme kuvvetinin ACI-ASCE 352R
(1976)’da verilen denklem ile bulunandan çok daha yüksek çıktığını
gözlemlemişlerdir. Tsonos ve diğ. (1992), eğik donatılı dış kiriş-kolon birleşim
bölgesinin davranışını incelemek amacıyla 20 adet tam ölçekli numune
denemişlerdir. Deney sonuçları, birleşim bölgesinde çapraz olarak konan eğik donatı
kullanımının, dış birleşim bölgesinin deprem dayanımının arttırılması için
kullanılabilecek en etkili yöntemlerden birisi olduğunu göstermiştir. Higazy ve diğ.
(1996), iç birleşim bölgesinin düşük eksenel basınç ve eksenel çekme altındaki
davranışını incelemek için 6 adet normal ve yüksek dayanımlı birleşim bölgesini
denemişlerdir. Normal dayanımlı düğüm noktalarında beton dayanımı ortalama 28
MPa, yüksek dayanımlı düğüm noktalarında ise ortalama 42 MPa olarak
3
ölçülmüştür. Kolon eksenel yükünün birleşim bölgesinin davranışı üzerinde etkili
olduğu gözlemlenmiştir. Kolon eksenel yükünün düşük olması, özellikle çekme
olması durumunda süneklikte, düğüm kesme dayanımında ve enerji yutma
kapasitesinde bir azalma olduğu gözlemlenmiştir. Tsonos, (2000), birleşim
bölgesinde boyuna etriye kullanılmış üç adet kolon-kiriş birleşim bölgesini
incelemiştir. Test sonuçları MC-SD 85 (CEB), Eurocode 8 ve NZS 3101:82
yönetmeliklerine uygun boyuna birleşim kesme donatısı kullanılarak inşa edilen
numunelerin test sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Test sonuçları birleşim bölgesinin
deprem dayanımını artırmada boyuna etriyelerin etkili bir yöntem olduğunu
göstermiştir.
Birleşim bölgesi için geliştirilmiş olan kesme ve sıyrılma deformasyonlarını göz
önüne alan çok az sayıda analitik model bulunmaktadır. Bunlardan bazıları aşağıda
açıklanmıştır.
Birleşim bölgesinin davranışını ilk olarak Park ve Paulay (1975) ve Paulay ve diğ.
(1978) detaylı bir şekilde açıklamışlardır. Pessiki ve diğ. (1990) çerçeve analiz
programlarının çoğunun birleşim bölgesini tam rijit olarak gözönüne aldığını
belirtmiş ve alternatif bir yaklaşım sunmuşlardır. Şekil 1.1’de görüldüğü gibi
birleşim bölgesi bir kutu ile idealize edilmiş ve kutunun stabilitesi diyagonal bir yay
ile sağlanmıştır.
Şekil 1.1: Kolon-Kiriş Birleşimi İdealizasyonu (Pessiki, 1990)
Hoffmann ve diğ. (1992) birleşim bölgesinin modellenme problemini düğüme
birleşen çerçeve elemanlarının özelliklerini düğüme uydurma ile inceleyerek
problemi dolaylı olarak çözmüşlerdir. Eğilme elemanlarının kapasitesi düşürülerek
birleşim bölgesinin kesme kapasitesi azaltılmıştır. Analizde birleşim bölgesi
kapasitesinin hesabı için ACI-ASCE 352R (1976)’daki formüller kullanılmıştır. Aynı
yaklaşım kiriş boyuna donatılarının birleşim bölgesi çekirdeğindeki sıyrılma
problemi için kullanılmıştır. Boyuna donatının süreksizliği kiriş moment kapasitesi
4
için bir eşdeğer moment (boyuna donatının sıyrılmaya başladığı andaki kirişin
momenti, sıyrılma momenti) alınarak gözönüne alınmıştır. Hoffmann ve diğ. (1992)
tarafından önerilen yaklaşım iyi sonuçlar vermemektedir (Elmorsi, 1998). Bracci ve
diğ. (1992), kolon ve kiriş atalet momentlerinin bazı katsayılar ile çarpılarak
rijitliklerinin azaltılması esasına dayanan bir model önermişlerdir. Bu katsayılar ya
mühendislik yaklaşımı ile ya da deney sonuçlarına dayanarak belirlenmektedir. Bu
yaklaşımda da Hoffmann ve diğ. (1992)’de olduğu gibi birleşim bölgesi problemi
dolaylı olarak çözülmüştür. Fleury ve diğ. (2000), donatı, beton ve aderans-sıyrılma
davranışlarını içeren bir model önermişlerdir. Literatürde kesme ve aderans-sıyrılma
şekildeğiştirmelerini gözönüne alan sonlu elemanlar ile geliştirilmiş modeller de
bulunmaktadır (Pantazopoulou ve Bonacci, 1994, Elmorsi, 1998).
Bu çalışmada betonarme elemanların dış kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem
yükleri altındaki davranışlarının deneysel ve analitik olarak incelenmesi
planlanmaktadır.
Birleşim bölgesi ulaşılması zor bir bölge olduğundan, daha önce yapılan çalışmalarda
genel olarak birleşim bölgelerinin özel halleri incelenmiş ve bazı detaylar ihmal
edilmiştir. Örneğin, kiriş kenarlarında olması gereken döşeme detayları ve düzlem
dışından düğüm noktasına birleşen enine kirişler çalışmaların çoğunluğunda göz
önüne alınmamıştır.
ACI-ASCE Committee 352 (2002)’de çeşitli araştırmacılara dayanarak belirtildiği
üzere döşemeler birleşim bölgelerinin performansını önemli derecede etkilemektedir.
Özetlenen çalışmalarda ulaşılan sonuçlardan görüldüğü üzere ve ayrıca daha önceki
araştırmacıların tecrübe ettiği gibi döşeme ve enine kiriş birleşim bölgesinin
davranışını etkilemektedir (Ammerman ve French, 1988, Zerbe ve Durani, 1990,
Yalçin ve Durrani, 1993).
Hegger ve diğerleri (2003) deprem yüklerine göre tasarlanmamış birleşim
bölgelerinin kesme kuvveti kapasitelerinin ve göçme modunun tahmini için bir
model önermişlerdir.
Hwang ve diğ. (2006) birleşim bölgesine yerleştirilen etriyelerin birleşim bölgesi
kayma kapasitesine olan etkilerini incelemişlerdir.
Ülkemizdeki yapı stokunda genel olarak beton kalitesinin çok düşük olması, boyuna
donatı olarak düz yüzeyli donatı kullanılması ile enine donatı aralık ve detaylarının
5
yeterli olmaması gibi ülkemize has eksiklikler nedeni ile yurtdışında yapılmış olan
bazı çalışmaların ülkemizdeki yapılar için geçerliliği şüphelidir. Buna göre
Türkiye’deki yapılarda kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem davranışını
incelemek için ülkemize has yapısal özellikler dikkate alınarak farklı çalışmaların
yapılması gerekmektedir. Depremde hasar görmüş kolon-kiriş birleşim bölgesi
örneği Şekil 4.2’de verilmiştir.
Şekil 4.2: Depremde Hasar Görmüş Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesi
Bu çalışma kapsamında, yukarıda belirtilen çalışmalarda göz önüne alınmayan
detaylar da göz önüne alınarak kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem davranışı
üzerine deneysel ve kuramsal araştırma yapılması düşünülmektedir. Bu amaçla 1
adet enine kiriş ile döşeme detayı olan ve 1 adet sadece kolon-kirişten oluşan
numune üretilmiştir. Ülkemizdeki yapılarda birleşim bölgelerine son zamanlara
kadar genellikle etriye konulmadığından dolayı numunelerin birleşim bölgeleri
etriyesiz olarak üretilmiştir. İki numune arasındaki belirleyici parametre enine kiriş
ve döşemenin etkisidir.
Bu çalışma kapsamında kesme açısından yetersiz düşük dayanımlı betonarme kolon-
kiriş birleşim bölgelerinin sabit eksenel yük ve yön değiştiren tekrarlı yatay yükler
altında davranışı incelenmiştir. Kolon-Kiriş birleşim bölgelerinin deprem
performansları hakkında bilgi edinmeyi sağlayan bu çalışma sırasıyla malzeme
özellikleri ve deneyleri (3. Bölüm), deney düzeneği (4. Bölüm), deney sonuçları (5.
Bölüm), yönetmeliklerde birleşim bölgeleri ile ilgili detaylar (6. Bölüm) olmak üzere
beş bölümden oluşmaktadır.
6
2. NUMUNELERİN TASARIMI VE ÜRETİLMESİ
2.1 GİRİŞ
Bu çalışma kapsamında mevcut yapıların pek çoğunda karşılaşılan ve eleman
davranışını olumsuz yönde etkileyen, düşük beton dayanımına sahip ve S220
kalitesinde inşaat demiri kullanılarak 2 adet kolon-kiriş birleşim bölgesi numunesi
üretilmiştir. Kolon-kiriş birleşim bölgesinde enine donatı bulunmayan numunelerden
ilki kolon-kiriş-döşemeden ve enine kirişten oluşan JO1 ve diğeriyse sadece kolon-
kiriş’ten oluşan JO5 numunesidir. Her iki numunede sabit eksenel yük ve yön
değiştiren tekrarlı eğilme etkileri altında deneye tabi tutulmuştur. Bu eksiklikleri
içeren kolon-kiriş birleşim bölgeleri bu çalışmanın test bölgesini oluşturmaktadır,
Şekil 2.1 ve Şekil 2.2.
Üst kat kolonuAlt kat kolonu
Betonarme döşeme
Betonarme kiri?
Enine kiriş
Kolon kesiti
Kiriş kesitiA-A Kesiti
AA
Bütün birimler mm
Şekil 2.1: JO1 Numunesinin Genel Görünümü
7
Üst kat kolonuAlt kat kolonu
Betonarme kiri?
Kolon kesiti
Kiriş kesitiA-A Kesiti
AA
Bütün birimler mm
Şekil 2.2: JO5 Numunesinin Genel Görünümü
2.2 NUMUNELERİN TASARIMI
Birleşim bölgelerini temsil edecek gerçek ölçülerde 2 adet kolon-kiriş birleşim
bölgesi numunesi üretilmiştir. Numunelerden biri enine kiriş ve döşeme detayı da
düşünülerek tasarlanmıştır (JO1). Diğer numune sadece kolon ve kirişten
oluşmaktadır (JO5). Bu iki numune ile kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem
performansları incelenecektir. Çalışmada, enine kiriş ve döşemenin birleşim bölgesi
davranışına etkisi incelenmektedir. Numune detayları Tablo 2.1’de verilmiştir.
Tablo 2.1: Numune Detayları
Numune f'c Eksenel Yük İsmi (Mpa) (kN)
enine kiriş ve döşemeetriye yok ve
etriye yokve enine kiriş ve
Birleşim Bölgesinde
114
114
Birleşim Detayı
JO 5
8.53
8.53
Birleşim Bölgesinde
JO 1
detayı var.
döşeme detayı yok.
Kolon-kiriş bölgesi numunelerinde incelenen bölge sadece birleşim bölgesidir. Bu
yüzden donatı detayı diğer bölgeler güçlü birleşim bölgesi zayıf olacak şekilde
8
tasarlanmıştır. Öngörülen göçme modu kirişin eğilme kapasitesine ulaşılmadan
birleşim bölgesinde kayma kapasitesinin aşılması ya da kiriş boyuna donatılarında
sıyrılma olmasıdır. Şekil 2.3’te numunelerde uygulanan donatı detayları verilmiştir.
4φ164φ16
φ8/150
4φ16
4φ164φ16
φ8/100
2φ8 φ8/100
φ8/150/50 8φ16
φ8/100/45 8φ16
4φ16
φ8/100/45
φ8/150/50 8φ16
φ8/100/45 8φ16
4φ164φ16
φ8/150φ8/150
4φ16
4φ16
φ8/100
4φ16
φ8/100/45
(b)
Şekil 2.3: Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesi Numuneleri Donatı Detayları
a) JO4 Numuneleri, b) JO5 Numunesi
2.3 NUMUNELERİN ÜRETİLMESİ
Numunelerin inşasında kalıp ve donatı detaylarına büyük önem verilmiştir.
Numunelerin inşası için 2 ton 16 mm, 1 ton 8 mm çapında S220 kalitesinde donatı ve
3 m3 iki tarafı film tabakasıyla kaplı kalıp alınmıştır, Şekil 2.4.
(a)
9
Şekil 2.4: Donatı ve Kalıp Tahtaları
2.3.1 Numunelerin Kalıplarının Yapılması
İki tarafı film tabakasıyla kaplı kalıplar ve 5×10 cm ebatlarındaki keresteler
kullanılarak düzgün bir zemin elde edilmiştir. Düz bir zemin elde edildikten sonra bu
düz zeminin üstünde daha önce bütün parçaları kesilerek hazırlanan üst yapının
kalıbının inşasına geçilmiştir, Şekil 2.5. Üst yapının kalıbının bir kısmı yapıldıktan
sonra donatısı bağlanmış olan numuneler kalıbın içine alınmış ve donatıların döşeme
enine kiriş bölümleri kalıp içinde bağlanmıştır. Daha sonra kalıbın kalan kapakları
monte edilmiştir. Kalıplar 5×10 cm ebatlarındaki keresteler kullanılarak kuşaklar ile
desteklenmiştir, Şekil 2.6.
Şekil 2.5: Numunelerin Kalıp İnşaatı
10
Şekil 2.6: Kalıp Kuşakları
2.3.2 Numunelerinin Donatılarının Bağlanması
Kalıp inşasına devam ederken numune donatı iskeletleri kalıp dışında
oluşturulmuştur. Kolon ve kiriş demirleri ayrı ayrı bağlanmıştır, Şekil 2.7. Daha
sonra bu kirişler kolonlara bağlanarak kolon-kiriş birleşim bölgesi düz çerçeve olarak
elde edilmiştir, Şekil 2.8.
Şekil 2.7: Kolon ve Kiriş Donatılarının Kesilip Bağlanması
11
Şekil 2.8: JO5 Numunesinin Donatı Detayının Oluşturulması
Enine kiriş ve döşeme donatıları kalıp içinde bağlanmıştır, Şekil 2.9.
Şekil 2.9: JO4 Numunesinin Donatı Detayı
2.3.3 Donatılara Şekildeğiştirmeölçerlerin Yapıştırılması
JO1 ve JO5 numunelerine birleşim bölgesindeki kolon ve kiriş boyuna donatılarına
ve eetriyelerine toplam 24 adet şekildeğiştirmeölçerler yerleştirildi. JO1 numunesine
JO5’den farklı olarak enine kiriş etriyelerine ve döşeme boyuna donatılarına toplam
12
dokuzar adet şekildeğiştirmeölçer yerleştirilmiştir. Şekildeğiştirmeölçerlerin
yerleştirildiği yerler Şekil 2.10 ve Şekil 2.11’de görülmektedir.
SGBT3-4
SGBT1-2
SGBL1-2 SGBL3-4
SGCL1-2 SGCL3-4
SGCL5-6SGCT1-2 SGJL1-2SGJL1-2
SGCT3-4SGCL7-8
Şekil 2.10: JO1 ve JO5 Numunelerindeki Şekildeğiştirmeölçerlerin Yerleşim Planı
SGTB1-2
SGTB3-4
SGTB5-6
SGTB7
SGF1
SGF2
Şekil 2.11: JO1 Numunesinin Enine Kiriş Etriyelerine ve Döşeme Boyuna
Donatılarına Yapıştırılan Şekildeğiştirmeölçerler
13
Şekildeğiştrmeölçerler donatı yüzeyine yapıştırılmadan önce donatı yüzeyi
zımparalanarak düzgün bir yüzey elde edilmiştir, Şekil 2.12.
Şekil 2.12: Şekildeğiştirmeölçerlerin Donatı Yüzeyine Yapıştırılması
Elde edilen bu düzgün yüzey aseton ile iyice temizlenmiştir. Daha sonra
şekildeğiştirmeölçerler cyonoaciylate esaslı özel bir yapıştırıcı ile donatı yüzeylerine
yapıştırılmıştır. Şekildeğiştirmeölçerler beton içinde kalacağından dolayı sudan ve
darbeden korunmalıdır. Bu amaçla önce şekildeğiştirmeölçerlerin üzerine N1
malzemesi sürülerek suya karşı korunması sağlanır. N1 malzemesi kuruduktan sonra
şekildeğiştirmeölçerlerin üzeri bir kat vinil mastik izolasyon bandı ile sarılmış ve bu
bandın üzerine de 2-3 kat elektrik bandı ile sarılmıştır, Şekil 2.13.
Şekil 2.13: Birleşim Bölgesindeki Şekildeğiştirmeölçerler
14
2.3.4 Numunelerin Beton Dökümü
Ülkemiz’deki mevcut eski yapıları temsil etmek amacı ile numunelerin ortalama
beton basınç dayanımının yaklaşık 10 MPa olması düşünülmüştür. Bu kadar düşük
dayanıma sahip beton üretilmediğinden dolayı, bu dayanımı tutturmak için betonun
temin edileceği İston A.Ş. firmasından ön deneme beton karışımları yapılması
istenmiştir. İston A.Ş. firması tarafından beş adet deneme beton karışımı yapılmıştır.
Kullanılan betonun karışımıyla ve mekanik özellikleriyle ilgili ayrıntılı bilgi
Malzeme Özellikleri ve Deneyleri bölümü başlığı altında sunulmuştur. Deneme
karışımlarından gelen 7. ve 28. gün deney sonuçlarına bakılarak beton seçilmiş ve
İston A.Ş. firmasından istenmiştir. Betonu dökmek için Betonsa firmasından 34
metrelik bir pompa temin edilmiştir. Beton dökümünden önce betonun mekanik
özelliklerini belirlemek için 30 adet standart silindir kalıp ve ayrıca döküm esnasında
betonun kıvamını ölçmek için yapılması düşünülen çökme deneyi için çökme konisi
ve diğer malzemeler hazırlanmıştır, Şekil 2.14. Numunelerin kalıptan çıkarılması ve
taşınması amacı ile beton dökümünden önce numune içinde bırakılan 12 mm çapında
nervürlü donatılardan oluşturulan kancalar kullanılmıştır.
Şekil 2.14: Hazırlanan Silindirler ve Çökme Deneyi İçin Gerekli Olan Malzemeler
Beton dökümünden önce kalıp BASF YKS firmasından temin edilen özel kalıp yağı
ile yağlanmıştır, Şekil 2.15. Beton döküm sırasında betonun daha iyi yerleşmesini
sağlamak amacı ile vibratör kullanılmıştır, Şekil 2.16.
15
Şekil 15: Kalıbın Yağlanması
Şekil 2.16: Beton Dökümü
Beton dökümü sürerken bir yandan da dökümü biten kısımlar mastar ile
düzeltilmiştir, Şekil 2.17. Beton dökümü sırasında şekildeğiştirmeölçerlerin
kablolarına zarar verilmemesi için özen gösterilmiştir.
Şekil 2.17: Beton Yüzeylerin Mastarla Düzeltilmesi
Beton dökümü bittikten sonra beton yüzeyine Masterkure 107 su esaslı kür
malzemesi püskürtülmüştür, Şekil 2.18. Bu malzeme betonun içindeki suyun dışarı
çıkmasını engelleyerek betonun su ihtiyacını gidermektedir. Beton döküldükten
16
sonraki bir hafta hava sıcaklığı 14 ile 16 derece arasında ve nem de % 47 ile % 74
arasında değişmiştir.
Şekil 2.18: Masterkure 107 Malzemesi İle Betonun Kürünün Yapılması
17
3. MALZEME ÖZELLİKLERİ VE DENEYLERİ
3.1 GİRİŞ
Numunelerin üretiminde, ülkemizdeki mevcut yapıların önemli bir bölümündeki
beton kalitesi göz önüne alınarak, 28 günlük standart silindir dayanımı yaklaşık 8-10
MPa (deney günlerinde yaklaşık 10-12 MPa) olan beton ve donatı olarak düz yüzeyli
S220 kalitesinde inşaat demiri kullanılmıştır. Bu bölümde, deney numunelerinin
üretiminde kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri malzeme deneylerinden elde
edilen sonuçlar ile birlikte sunulmuştur.
3.2 NUMUNELERİN ÜRETİMİNDE KULLANILAN MALZEMELER
3.2.1 Beton
Numunelerin üretiminde kullanılacak betonun istenilen basınç dayanımına sahip
olmasını sağlamak amacı ile uygun karışım çalışması yapılmıştır. Bu amaçla İston
A.Ş. firması tarafından beş adet 0.028 m3’lük deneme beton karışımları yapılmış ve
her karışım için 15×15×15 cm ebatlarında üçer adet küp numune üretilmiştir. Bu
karışımlara ait 7. gün 28. gün basınç deneyleri yapılmıştır. Bu deneylerden elde
edilen 7. gün ve 28. gün ortalama basınç dayanımları Tablo 3.1’de verilmiştir.
Tablo 3.1: Beton Karışımlarına Ait 7. ve 28. Gün Deney Sonuçları
Numunelerin 7. Gün Ortalama Basınç 28. Gün Ortalama Basınç Slump Birim Ağırlık
Boyutları (cm) Dayanımı (N/mm2) Dayanımı (N/mm2) (cm) (Kg/m3)1. Karışım 15x15x15 8.8 13.2 21 23262. Karışım 15x15x15 10.4 14.8 21 22703. Karışım 15x15x15 5.9 9.2 20 23184. Karışım 15x15x15 10.2 16.7 23 23405. Karışım 15x15x15 9.6 15.6 20 2310
Karışımlar
Küp ile standart silindir (150×300 mm) arasındaki dayanım geçişi için kullanılan
korelasyon katsayısı 0.8’dir. Dolayısı ile 1. karışım için elde edilen 13.2 değeri
standart silindir için 10.6 değerine karşılık gelmektedir. Bu veriler karşılaştırıldığında
1. beton karışımının bu çalışma için uygun olduğuna karar verilmiştir. 1. karışım
betonunun laboratuarda yapılan çökme deneyi sonucunda 21 cm ve birim hacim
18
ağırlığı 2326 kg/m3 olarak elde edilmiştir. Bu deneyler sonucunda İston A.Ş.
tarafından üretilen hazır beton; her iki numune için aynı şartlarda, 17.12.2006
tarihinde, kalıplara dökülmüştür. Beton karışımlarının ve seçilen 1. karışımın
özellikleri Tablo 3.2’de, kullanılan agregaların elek analizi sonuçları da Şekil 3.1’de
verilmiştir.
Tablo 3.2: Beton Karışımlarının ve Seçilen Karışımın Özellikleri
1 m3'lük Çimento Katkı (Ecopon
Karışımlar PÇ 42.5 SP 515 N)
1. Karışım 200 880 821.7 0 487.6 104 2.1 2495.4
2. Karışım 200 1012 756.8 0 421.1 104 2.1 2496.1
3. Karışım 200 616 756.8 332.8 487.6 104 2.1 2499.3
4. Karışım 200 704 670.3 332.8 487.6 104 2.1 2500.8
5. Karışım 200 1012 756.8 0 421.1 104 2.1 2496.1
No I Mıcır Deniz Kumu No II Mıcır Taş Tozu Su Toplam (kg/m3)
0
15
4045
5159
75
100 100
0
20
40
60
80
100
120
0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 16 31.5ELEK AÇIKLIKLARI
% MİK
TA
R
KARIŞIM-1
A32
B32
C32
Şekil 3.1: Karışım–1 Elek Analizi Eğrisi
Taze betonda kıvamı belirlemek amacı ile 3 adet çökme deneyi yapılmıştır. Çökme
konisi 3 aşamada doldurulmuş ve her aşamanın ardından uzun demir bir çubukla
beton 25 defa şişlenerek iyi bir yerleşme sağlanmıştır, Şekil 3.1.
19
Şekil 3.2: Silindirlerin Doldurulması ve Çökme Deneyi
Tamamı doldurulan koninin yavaşça çekilmesiyle oluşan çökme, çelik şerit metre
yardımıyla ölçülmüştür. Taze betonda yapılan çökme deneyinin sonuçları Tablo
3.3’te verilmiştir.
Tablo 3.3: Taze Beton Çökme Deneyi Sonuçları
Deneme 1 2 3
Çökme (mm) 23 24 23
Betonun basınç ve çekme dayanımlarının belirlenebilmesi amacı ile 30 adet standart
silindir (150×300 mm) numunesi alınmıştır. Bu numunelerin yüzeyine birleşim
bölgesi numunelerinde de kullanılan Masterkure 107 su esaslı kür malzemesi
püskürtülerek kürü yapılmıştır. 5000 kN kapasiteli Amsler yükleme aygıtı
kullanılarak 28. ve 90. gün standart silindir basınç deneyleri yapılmıştır. Deneyler
sırasında gerilme-şekildeğiştirme ilişkisinin belirlenebilmesi amacıyla TML CM–15
ölçüm çerçevesi (kompresometre) kullanılmıştır. Standart silindirin ölçüm boyundaki
(yükseklik boyunca ortadaki 150 mm) yerdeğiştirmeleri ölçmek üzere, ölçüm
çerçevesine bağlı konumdaki iki adet yerdeğiştirmeölçer (TML CDP–5), tüm
boydaki (300 mm) yerdeğiştirmeleri ölçmek üzere de iki adet yerdeğiştirmeölçer
(TML CDP–25) kullanılmıştır. CDP-25 türündeki yerdeğiştirmeölçerler, standart
silindire 100 mm mesafede yerleştirilmişlerdir, Şekil 3.3. Elektronik veri toplayıcı
yardımıyla (TML TDS-303) kaydedilen veriler, bilgisayar ortamında
değerlendirilmiştir.
20
Şekil 3.3: Standart Silindir Basınç Deneyi Düzeneği
28. gün standart silindir deneyi için 6 adet beton silindir numunesi denenmiştir.
Silindir numunelerden 3’ü birinci transmikserden, diğer 3’ü ise ikinci transmikserden
alınan numunelerdendir. 90. ve 180. gün standart silindir deneyi için de birinci
transmikserden 3, ikinci mikserden de 3 adet silindir numunesi alınmıştır. 28, 90 ve
180 günlük betonun, standart silindir basınç deneylerinden elde edilen gerilme-
şekildeğiştirme grafikleri, sırasıyla; Şekil 3.4, Şekil 3.5 ve Şekil 3.6’da verilmiştir.
Grafiklerdeki eksenel şekildeğiştirmelerin hesabı için orta bölgeden (yükseklik
boyunca ortadaki 150 mm) alınan yerdeğiştirme değerleri kullanılmıştır. İkinci
transmiksere ait olup 28. günde denenen bir adet silindir numunesi deney esnasında
ölçüm çerçevesinden düzgün sonuç alınamadığından dolayı bilgisayar ortamında
değerlendirmeye alınmayıp grafiği çizdirilmemiştir.
Yarma çekme deneyleri için 28 ve 90. günden bir gün önce birinci ve ikinci
transmikserden alınan birer adet, toplamda iki adet silindir beton numunesi 150x300
mm standart silindir beton örnekleri 150 mm çapında ve yaklaşık 60 mm yüksekliğe
sahip, dörder parçaya kesilip 1000 kN kapasiteli Amsler yükleme aygıtı kullanılarak;
28. ve 90. günde yarma çekme deneyleri yapılmıştır. 180. günde ise birinci
transmikserden alınan bir adet silindir beton numunesi 28. ve 90. günde olduğu gibi
aynı işlemlere tabi tutulup yarma çekme deneyleri yapılmıştır, Şekil 3.7.
Yarma çekme deneylerinde betonun çekme dayanımı, denklem (3.1) yardımıyla
hesaplanmıştır.
21
l.d.
P2f cts
π= (3.1)
Bu denklemde; fcts beton’un yarma çekme dayanımını, P yarma yükünü, d disk çapını
(standart yarma diskleri için 150 mm), l ise disk boyunu (standart yarma diskleri için
75 mm) simgelemektedir.
0
3
6
9
12
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (M
Pa)
28-1-1 (GL:150 mm)
28-1-2 (GL:150 mm)
28-1-3 (GL:150 mm)
(a)
0
3
6
9
12
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (M
Pa)
28-2-2 (GL:150 mm)
28-2-3 (GL:150 mm)
(b)
Şekil 3.4: 28 Günlük Betonun Standart Silindir Basınç Deneyi Sonuçları: a) Birinci
Transmikser, b) İkinci Transmikser.
22
0
3
6
9
12
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (M
Pa)
90-1-1 (GL:150 mm)
90-1-2 (GL:150 mm)
90-1-3 (GL:150 mm)
(a)
0
3
6
9
12
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (M
Pa)
90-2-1 (GL:150 mm)
90-2-2 (GL:150 mm)
90-2-3 (GL:150 mm)
(b)
Şekil 3.5: 90 Günlük Betonun Standart Silindir Basınç Deneyi Sonuçları: a) Birinci
Transmikser, b) İkinci Transmikser.
Yarma çekme deneylerinin sonucunda betonun ortalama çekme dayanımı 28. günde
1. transmikserden 0.723 MPa, 2. transmikserden 0.759 MPa olarak bulunmuştur.
Betonun 90. gün ortalama çekme dayanımı 1. transmikserden 1.52 MPa ve 2.
transmikserden 1.03 MPa olarak bulunmuştur. 180. günde ise betonun ortalama
çekme dayanımı 1. transmikserden alınan silindir numunesinden 1.302 MPa olarak
bulunmuştur.
23
0
3
6
9
12
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (M
Pa)
180-1-1 (GL:150 mm)
180-1-2 (GL:150 mm)
180-1-3 (GL:150 mm)
(a)
0
3
6
9
12
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (M
Pa)
180-2-1 (GL:150 mm)
180-2-2 (GL:150 mm)
180-2-3 (GL:150 mm)
(b)
Şekil 3.6: 180 Günlük Betonun Standart Silindir Basınç Deneyi Sonuçları: a) Birinci
Transmikser, b) İkinci Transmikser.
Şekil 3.7: Beton Yarma Çekme Deneyi
Numuneler için elastisite modülü belirlenirken, gerilme-şekildeğiştirme ilişkisinde
yaklaşık olarak dayanımın %5 ve %45’i arasında elde edilen deneysel noktalar
arasından en küçük kareler yöntemi kullanılarak bir doğru geçirilmiş, belirlenen
24
doğrunun eğimi elastisite modülü olarak kabul edilmiştir. Standart silindirlerin basınç
deneylerinden elde edilen betonun mekanik özellikleri Tablo 3.4′ te özetlenmiştir.
Tablo 3.4: Standart Silindir Basınç Deneylerinin Sonuçları
Standart
Silindir
Beton
Yaşı
(Gün)
Basınç
Dayanımı
f′c (MPa)
Ort. Basınç
Dayanımı
f′c,ort (MPa)
Elastisite
Modülü Ec
(MPa)
Ort. Elastisite
Modülü Ec,ort
(MPa)
28-1-1 28 6.11 13751
28-1-2 28 6.55 12559
28-1-3 28 6.44
6.37
14725
13678
28-2-1 28 7.24 *
28-2-2 28 7.11 12108
28-2-3 28 5.88
6.74
13025
12567
90-1-1 90 9.66 12410
90-1-2 90 8.84 12095
90-1-3 90 7.77
8.76
13329
12611
90-2-1 90 8.27 12549
90-2-2 90 8.19 13573
90-2-3 90 8.49
8.32
12662
12928
180-1-1 180 8.83 12280
180-1-2 180 7.49 13770
180-1-3 180 8.05
8.12
12014
12688
180-2-1 180 8.44 13829
180-2-2 180 9.38 13062
180-2-3 180 7.44
8.42
13905
13599
* Bu veri hatalı olduğundan kullanılmadı.
3.2.2. Donatı Çeliği
Tüm numunelerde boyuna ve enine donatı için düz yüzeyli donatı çeliği
kullanılmıştır. Boyuna donatı olarak 16 mm çapında ortalama 336.5 MPa akma
25
dayanımına sahip, enine donatı olarak ise 8 mm çapında ve ortalama 327 MPa akma
dayanımına sahip donatı çeliği kullanılmıştır. Çelik çekme deneyleri İTÜ İnşaat
Fakültesi Yapı Malzemesi Laboratuarında 20 t kapasiteli Amsler mekanik çekme
cihazı kullanılarak TS708 standardına uygun olarak yapılmıştır. Boyuna donatı çeliği
için yapılan çelik çekme deneyi sonuçları Tablo 3.5’de, gerilme-şekildeğiştirme
ilişkileri Şekil 3.8 ve Şekil 3.9’ da verilmiştir. Tabloda Es, donatı elastisite modülünü
göstermektedir. Enine donatı çeliği için yapılan çelik çekme deneyi sonuçları Tablo
3.6’da, gerilme-şekildeğiştirme ilişkileri Şekil 3.10 ve Şekil 3.11’da verilmiştir.
Tablo 3.5: Boyuna Donatı Çekme Deneyi Sonuçları
Φ16 No.1 No.2 No.3 No.4 Ortalama
Donatı Çapı (mm) 16.0 16.0 16.2 16.0 16.05
Akma Gerilmesi (MPa) 337 325 312 327 325
Akma Şekildeğ. 0.0018 0.0018 0.0016 0.0018 0.00175
Pekleşme Gerilmesi (MPa) 337 334 338 337 336.5
Pekleşme Şekildeğ. 0.030 0.030 0.033 0.030 0.031
Maksimum Gerilme (MPa) 464 459 450 454 457
Maksimum Gerilmeye
Karşı Gelen Şekildeğ. 0.203 0.220 0.192 0.205 0.205
Kopma Gerilmesi (MPa) 327 322 314 317 320
Kopma Şekildeğ. 0.332 0.352 0.349 0.341 0.344
Es (MPa) 185500 187940 207137 228213 202198
26
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (
Mpa
)
Şekil 3.8: Boyuna Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkileri (Φ16)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (
Mpa
)
Şekil 3.9: Boyuna Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkileri (Φ16)
27
Tablo 3.6: Enine Donatı Çekme Deneyi Sonuçları
φ8 No.1 No.2 Ortalama
Donatı Çapı (mm) 8.55 8.54 8.55
Akma Gerilmesi (MPa) 299 317 308
Akma Şekildeğ. 0.0016 0.0015 0.0016
Pekleşme Gerilmesi (MPa) 316 317 317
Pekleşme Şekildeğ. 0.030 0.040 0.035
Maksimum Gerilme (MPa) 410 411 411
Maksimum Gerilmeye Karşı
Gelen Şekildeğ. 0.205 0.190 0.198
Kopma Gerilmesi (MPa) 256 274 265
Kopma Şekildeğ. 0.413 0.471 0.442
Es (MPa) 192318 203050 197684
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (
Mpa
)
Şekil 3.10: Enine Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkileri (φ8)
28
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
Şekildeğiştirme
Ger
ilm
e (
Mpa
)
Şekil 3.11: Enine Donatı Gerilme-Şekildeğiştirme İlişkileri (φ8)
29
4. DENEY DÜZENEĞİ
4.1. YÜKLEME SİSTEMİ
Deney düzeneği rijit bir yükleme duvarı önünde ve laboratuar döşemesine yüksek
mukavemetli bulonlarla sabitlenmiş, çelik profiller ve levhalardan oluşturulmuştur.
Deney düzeneği şematik olarak Şekil 4.1’de verilmiştir.
AYAK PROFILIZEMIN PROFILI
NUMUNE AYAGI
EKSENEL YÜK MESNETI
BETONARME DOSEME
YUK VEREN
YUKLEME DUVARI
Şekil 4.1: Deney Düzeneğinin Üç Boyutlu ve İki Boyutlu Genel Görünümü
30
Numuneler iki kenarından deney düzeneğine basit mesnetli olarak bağlanarak, sabit
eksenel yük ve yön değiştiren tekrarlı yatay yükler etkisinde denenmişlerdir.
Numuneler deney düzeneği içerisine kiriş dikey konumda olacak şekilde
yerleştirildiği için, yükler yatay doğrultuda uygulanmıştır. Numune ve yükleme
sisteminin genel görünümü Şekil 4.2’de gösterilmiştir.
Şekil 4.2: Numune ve Yükleme Sisteminin Genel Görünümü
Deprem esnasında yapı elemanları dinamik yön değiştiren tekrarlı eğilme ve kesme
kuvvetlerinin yanı sıra değişken eksenel kuvvetlerin etkisindedir. Ancak bu durumun
laboratuar ortamında modellenmesi oldukça zor olduğundan yükler statik olarak
etkitilmiştir. Statik yüklemeli deneylerin en büyük avantajı yüklemenin adım adım ve
geniş bir zaman aralığında gerçekleşmesi nedeniyle eleman davranışının ve hasar
durumunun çok daha sağlıklı ve detaylı bir şekilde gözlenebilmesidir.
Yükleme çevrimleri numuneye adım adım uygulanan yerdeğiştirmeler ile
gerçekleştirilmiştir. Her bir yerdeğiştirme adımı 7 saniyelik sürede verilmiştir. Bu
sürenin ilk 2 saniyesinde hedeflenen yerdeğiştirme artışı gerçekleşmektedir. Sonraki
1 saniyede yükleme sistemi veri toplama sistemine sinyal göndermekte, son 4
saniyede ise ölçüm cihazlarından alınan veriler toplanmaktadır. Veri toplama sistemi
31
1 kanaldan 0.06 saniyede veri alabilmektedir. Her bir yükleme adımında verilen
yerdeğiştirme artışı genel olarak o çevrimdeki hedef yerdeğiştirmenin 1/20’si kadar
olacak şekilde belirlenmiştir. Ancak büyük hedef yerdeğiştirmelere ulaşıldığında
yükleme hızı hiç bir zaman 1 mm/adım seviyesinin üzerine çıkarılmamıştır.
Eğilme momenti ve kesme kuvveti oluşturmak üzere uygulanan yatay yükler
bilgisayar kontrollü MTS hidrolik veren kullanılarak etkitilmiştir. Tekrarlı ve yön
değiştiren yatay yük numunelerin 250x500 mm enkesitli boyuna kiriş parçasına
etkitilmiştir. Hidrolik veren itme ve çekmede 250 kN yük kapasitesine ve toplam 600
mm yerdeğiştirme kapasitesine sahiptir. Tüm deneyler yerdeğiştirme kontrollü olarak
yapılmış ve kontrol sisteminde MTS verenin yerdeğiştirme aralığı ±150 mm olarak
tanımlanmıştır. Yükleme hem itme, hem çekme yönünde yapılmış ve mesnetlerde
numunenin kolonunun uç kısımlarına yerleştirilen numune ayakları ile basit mesnet
koşullarını sağlamıştır. Kolonun uç kısımlarına yerleştirilen numune ayakları, dikine
yerleştirilmiş iki adet 1300 mm uzunluğunda U160 profilleri ve bunlara iki yandan
payandalı olarak kaynatılmış ikişer adet 700 mm uzunluğunda U120 profillerinden
oluşturulmuştur. Numune ayakları kolon uç bölgelerine ikişer adet karşılıklı olarak
konulup, düzenekte iki adet U200 profil ve 5 mm’lik levhadan oluşan ayak
profillerine yandan kaynatılmıştır. Düzenek ayakları yüzeylerine açılan φ52’lik
deliklerden numune yerleştirildikten sonra φ50’lik ST52 çelikleri geçirilerek kolonun
alt ve üst bölgelerinden birbirlerine bağlantısı sağlanmıştır, Şekil 4.3.
Eksenel yükün uygulanması için numune, yükölçer ve hidrolik kriko kullanılmıştır.
Kolon uç bölgelerine eksenel doğrultuda yükü karşılayabilecek 1000 mm
uzunluğunda 5 adet 20 mm’lik saclardan yapılmış mesnetler yerleştirilmiştir, Şekil
4.3. Daha sonra hidrolik krikoya yük verilerek, numuneye eksenel kuvvet etkitilmesi
sağlanmıştır.
Tasarımın başında beton basınç dayanımının 10 MPa olacağı düşünülmüş ve
Denklem 4.1’e göre eksenel yük hesabı yapılmıştır. Bu bağıntıda ν, N, f’c, b ve h
sırasıyla eksenel yük oranı, eksenel yük, beton eleman basınç dayanımı, kolon
enkesit genişliği ve yüksekliğidir.
'c
N
f bhν =
(4.1)
32
Eksenel kuvvet 600 kN kapasiteli Enerpac hidrolik kriko kullanılarak uygulanmıştır.
Deney süresince numuneye 114 kN’luk sabit eksenel yük uygulanmıştır. Bu eksenel
yük miktarı 10 MPa’lık beton dayanımına göre eksenel yük kapasitesinin %12.5’una
karşı gelmektedir. Deney boyunca numune ile kriko arasına yerleştirilen 1000 kN
kapasiteli TML (CLP-100CMP) yükölçer aracılığı ile eksenel yük seviyesi kontrol
edilmiş ve gerektiğinde kriko kullanılarak eksenel yükün 114 kN’da sabit kalması
sağlanmıştır. Eksenel yükün numune üzerinde üniform dağılmasını sağlamak
amacıyla numunenin eksenel kuvvetin etkidiği ucunda 20 mm kalınlığında 250x500
mm enkesitli düz çelik levha yerleştirilmiş, diğer uca da 30 mm’lik sac levha CNC
tezgahında işlenerek levhanın arkası 10 mm yarıçapında eğimli hale getirilmiştir,
Şekil 4.3.
(a) (b) (c) (d)
Şekil 4.3: Düzenekte Bulunan Profiller a) Numune Ayakları, b) Eksenel Yük
Mesnetleri, c) Arkası Düz 20 mm’ lik Sac Levha, d) Arkası Eğimli 20mm’lik Sac
Levha
4.2. ÖLÇÜM SİSTEMİ
Ölçüm sistemi TML yerdeğiştirmeölçerler, TML YFLA–5, KYUWA KFG–5 ve PL–
60 tipi şekildeğiştirmeölçerler ve 1000 kN kapasiteli TML yükölçer ile MTS verenin
dahili yükölçeri ve yerdeğiştirme ölçerinden oluşmaktadır. Bu ölçme cihazlarından
gelen veriler TML ASW-50C veri çoğaltma kutusuna, ardından TML TDS 303 veri
toplayıcıya ulaşmaktadır. Toplanan veriler daha sonra işlenmek üzere bilgisayara
aktarılmaktadır. Alt ve üst kolon ile kirişin kayma açıklıklarında ortalama kesit
eğriliklerini belirleyebilmek üzere 50 mm, 250 mm ve 500 mm ölçüm boylarında
toplam 2 adet CDP50 ve 4 adet CDP25 tipi yerdeğiştirmeölçer yerleştirilmiştir. Alt
ve üst kolonda da kayma açıklıklarında ortalama kesit eğriliklerini belirleyebilmek
33
üzere 50 mm ve 25 mm ölçüm boylarında toplam 8 adet CDP50 ve 8 adet CDP25
tipi yerdeğiştirmeölçer yerleştirilmiştir. Alt ve üst kolon ölçüm bölgesiyle, boyuna
kiriş üzerine yerleştirilen yerdeğiştirmeölçerlerin özellikleri ve adları Tablo 4.1’de
verilmiştir. Bu yerdeğiştirmeölçerler betona 7 cm gömülen 10 mm çapında bulonlara
mesnetlendirilmiştir. Bu yerdeğiştirmeölçerlerin uçları için (stroke) 10 mm çaplı
bulonlara tutturulan L şeklindeki korniyerler üst mesnet olarak kullanılmıştır. Ölçüm
boyları belirlenirken enine ve boyuna donatının konumlarına dikkat edilmiştir.
Eğilme momenti ve kesme kuvveti etkisi altındaki kolon – kiriş birleşim bölgelerinde
iki eksenli bir gerilme durumu ortaya çıkar. Yalnız, kayma gerilmesinin bulunması
durumunda asal basınç ve çekme gerilmeleri eşit olarak 450 eğimle bu bölgede
gelişmektedir. Bu sebeple, diyagonal doğrultudaki şekildeğiştirmeleri
belirleyebilmek için bazı ölçüm aletleri numune üzerine 450 bir açıyla
sabitlenmişlerdir. Diyagonal şekildeğiştirmelerin ölçümü için, birleşim bölgesinin
500x500 mm’ lik kesit boyutuna sahip bölgesine, 2 adet CDP50 tipi
yerdeğiştirmeölçer köşelerde bulunan 10 mm’lik bulonlara mesnetlenmiştir. Ayrıca
bu kesitte oluşabilecek boyuna ve enine yerdeğiştirmeleri ölçmek amacıyla yatayda
ve düşeyde ikişer adet CDP25 tipi yerdeğiştirmeölçerler de yerleştirilmiştir.
Numunenin diğer cephesinde bulunan birleşim bölgesinden 250x500 mm kesit
boyutunda enine kiriş çıkmaktadır. Bu bölgede diyagonal doğrultudaki
şekildeğiştirmeleri belirlemek amacıyla enine kiriş ve birleşim bölgesinin orta
noktalarına köşelerde yer alan 10 mm’lik bulonlara mesnetlenmiş 2 adet CDP25 tipi
yerdeğiştirmeölçerler yerleştirilmiştir. Bütün bu yerdeğiştirme ölçerlerin uçları için
(stroke), diyagonal doğrultuda 450, yatayda ve düşeyde 900 olacak şekilde 10 mm
çaplı bulonlara tutturulan L şeklindeki korniyerler üst mesnet olarak kullanılmıştır.
Numune üzerine yerleştirilen yerdeğiştirmeölçerlerin genel görüntüsü Şekil 4.4’de
verilmiştir.
34
CDP25
CDP10 CDP10CDP25 CDP25
CDP50
CDP25
CDP25
CDP25
CDP25
CDP50
CDP100
SDP200
Ön Yüz
CDP10 CDP10CDP25 CDP25
CDP50
CDP25
CDP25
CDP25
CDP25
CDP50
CDP100
SDP200
Arka Yüz
Şekil 4.4: Numune Üzerine Yerleştirilen Yerdeğiştirmeölçerler
Deneyler yerdeğiştirme kontrollü olarak gerçekleştirildiğinden, boyuna kiriş üst
ucunun yapmış olduğu yerdeğiştirme kontrol yerdeğiştirmesi olarak esas alınmıştır.
Bu amaçla, deney başlangıcında hassas ölçüm alabilmek için kiriş üst ucuna
yükveren doğrultusunda CDP10 yerleştirilmiştir. daha sonraki yerdeğiştirmelerde ise
35
sırasıyla CDP25, CDP100 ve SDP200 yerleştirilmiştir. Deney sırasında numunenin
dönmesini kontrol etmek amacıyla her iki numuneninde birleşim bölgelerinin alt
yüzüne düşey konumda 4 adet CDP25 tipi, alt ve üst kat kolonlarının alttan düzeneği
kolonla birleştiren ST52 çeliğinin geçtiği bölgeye de birer adet CDP10 tipi ve kirişin
yan yüzüne de ayrıca 2 adet CDP100 tipi yerdeğiştirmeölçerler yerleştirilmiştir.
yerdeğiştirmeölçerler yerleştirilmiştir, Şekil 4.4. Deney düzeneğinin sağlıklı olarak
kurulup kurulmadığını ve yüklemenin sağlıklı olarak sürdürülüp sürdürülmediğinin
kontrol edilmesi amacı ile ilave yerdeğiştirmeölçerler kullanılmıştır. Düzlem dışı
hareketin kontrolü için deney düzeneğinden bağımsız çerçeveler kullanılarak kiriş
açıklık ortasına CDP100 tipi yerdeğiştirmeölçer yerleştirilmiştir. Düzeneğin deney
esnasında hareketini kontrol etmek amacıyla düzeneği zemine bağlayan ön ve arka
ayaklara düşeyde ve yatayda olmak üzere ikişer adet CDP5 tipi
yerdeğiştirmeölçerleri yerleştirilmiştir. Deneylerde numune üzerine yerleştirilen
yerdeğiştirmeölçerlerin özellikleri ve konumları Tablo 4.1’de verilmiştir.
Beton yüzeyine diyagonal şekildeğiştirmelerin ölçümü için, birleşim bölgesinin
500x500 mm’ lik kesit boyutuna sahip bölgesine, 2 adet diyagonal doğrultuda PL-60
tipi şekildeğiştirmeölçerler yerleştirilmiştir. Ayrıca bu kesitte oluşabilecek boyuna ve
enine yerdeğiştirmeleri ölçmek amacıyla kesitin orta bölgesine yatay ve düşey olacak
şekilde iki adet PL-60 tipi şekildeğiştirmeölçerler yerleştirilmiştir. Arka yüz enine
kiriş ve birleşim bölgesinde diyagonal doğrultudaki şekildeğiştirmeleri belirlemek
amacıyla çapraz ikişer adet ikişer adet PL-60 tipi şekildeğiştirmeölçerler
yerleştirilmiştir. Numune üzerinde diyagonal şekildeğiştirmeleri ölçen alet sistemi
Şekil 4.5’de verilmiştir.
4 ADET PL-60
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu Alt Kat Kolonu
2ADET PL-60
2 ADET PL-60
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu Alt Kat Kolonu
Ön Yüz Arka Yüz
Şekil 4.5: Numune Üzerine Yerleştirilen Şekildeğiştirmeölçerler
36
Tablo 4.1: Numune Üzerine Yerleştirilen Yerdeğiştirmeölçerlerin Özellikleri ve Konumları
Alet Tipi
1 CDP-50
2 CDP-50
3 CDP-25
4 CDP-25
5 CDP-25
6 CDP-25
7 CDP-25
8 CDP-25
9 CDP-25
10 CDP-25
11 CDP-50
12 CDP-50
13 CDP-25
14 CDP-25
15 CDP-25
16 CDP-25
17 CDP-50
18 CDP-50
19 CDP-25
20 CDP-25
21 CDP-25
22 CDP-25
23 CDP-50
24 CDP-50
25 CDP-50
26 CDP-50
27 CDP-25
28 CDP-25
29 CDP-25
30 CDP-25
31 CDP-50
32 CDP-50
33 CDP-50
34 CDP-50
35 CDP-25
36 CDP-25
37 CDP-25
38 CDP-25
39 CDP-25
40 CDP-25
41 CDP-25
42 CDP-25
43 CDP-10
44 CDP-10
45 CDP-100
46 CDP-100
47 CDP-100
48 CDP-10
49 CDP-25
Üst
Kat
Kol
on
Mom
ent
Eğr
ilik
Alt
Kat
Kol
on
Mom
ent
Eğr
ilik
Kol
ona
ve K
iriş
e
Dış
tan
Tak
ılan
lar
Bir
leşi
m
Alt
Eğr
ilik
JO1 - JO5Numune Üzerindeki Konumları
Numunesi
Bir
leşi
m B
ölge
si
Diy
agon
al Ö
lçüm
ler
Kir
iş M
omen
t
Sıra
213 4
5
6JO1 ÖN YÜZ
123 4
5
6JO5 ÖN YÜZ
JO1 ARKA YÜZ
7 89
10
121113 14
15
16JO5 ARKA YÜZ
JO 1
18
20
22
17
19
21
JO 5
17
19
21
18
20
22
JO1
23-2427-28
25-2629-30
JO5
23-24 27-28
25-26 29-30
JO 1 39-40 41-42 JO 5 41-42 39-40
43 44
45-46
48
47
49
JO1
31-3235-36
33-34 37-38
JO5
31-3235-36
33-3437-38
37
Beton yüzeyine yerleştirilen şekildeğiştirmeölçerlerin özellikleri Tablo 4.2’de
verilmiştir.
Tablo 4.2: Beton Yüzeyine Yerleştirilen Şekildeğiştirmeölçerlerin özellikleri
Alet KapasiteTipi (mm)
1 PL-60-11L 602 PL-60-11L 603 PL-60-11L 604 PL-60-11L 605 PL-60-11L 606 PL-60-11L 607 PL-60-11L 608 PL-60-11L 60
Sıra Şekil
4
321
F
6
8
5
7
F
Donatıların şekildeğiştirmelerini belirlemek için TML YFLA-5 ve KYUWA KFG-5
tipi şekildeğiştirmeölçeri kullanılmıştır. Bu iki tip şekildeğiştirmeölçer de aynı
özelliklere sahip olup, en önemli özellikleri yapıştırıldıkları donatıların akmasından
sonra da sağlıklı ve güvenilir sonuç vermeleridir. Şekildeğiştirmeölçerler numunede
6 ayrı bölgeye yerleştirilmiştir. Alt ve üst kat kolonlarının boyuna donatılarına 8 adet
ve ayrıca etriyelere de toplam 4 adet şekildeğiştirmeölçer yapıştırılmıştır. Boyuna
kirişte boyuna donatılara 4 adet, etriyelere de 4 adet şekildeğiştirmeölçer
yerleştirilmiştir. Birleşim bölgesinde ise boyuna donatılara 4 adet
şekildeğiştirmeölçer yapıştırılmıştır, Şekil 4.6. Şu ana kadar bahsedilen
şekildeğiştirmeölçerlerin konumları JO1 ve JO5 numunesi için aynıdır. JO1
numunesinde JO5’ den farklı olarak enine kiriş ve döşeme bulunduğundan ilave
olarak şekildeğiştirmeölçerler yerleştirilmiştir. JO1 numunesinin enine kiriş
etriyelerine 7 adet, döşemenin boyuna donatılarınada toplam 2 adet
şekildeğiştirmeölçer yapıştırılmıştır. Böylece JO1 numunesindeki
şekildeğiştirmeölçer sayısı JO5 numunesine göre 9 adet daha fazla olmuştur, Şekil
4.7. Donatı üzerine yerleştirilen şekildeğiştirmeölçerlerin özellikleri ve konumları
Tablo 4.3’de verilmiştir.
38
Tablo 4.3: Donatı Üzerine Yerleştirilen Şekildeğiştirmeölçerlerin Özellikleri ve
Konumları
Alet DeneyselTipi Adlandırma
1 TML YFLA-5 SGBL1
2 TML YFLA-5 SGBL2
3 TML YFLA-5 SGBL3
4 TML YFLA-5 SGBL4
5 TML YFLA-5 SGCL16 TML YFLA-5 SGCL27 TML YFLA-5 SGCL38 TML YFLA-5 SGCL49 TML YFLA-5 SGCL5
10 TML YFLA-5 SGCL611 TML YFLA-5 SGCL712 TML YFLA-5 SGCL813 TML YFLA-5 SGJL114 TML YFLA-5 SGJL215 TML YFLA-5 SGJL316 TML YFLA-5 SGJL417 TML YFLA-5 SGBT118 TML YFLA-5 SGBT219 TML YFLA-5 SGBT320 TML YFLA-5 SGBT4
21 TML YFLA-5 SGCT1
22 TML YFLA-5 SGCT2
23 TML YFLA-5 SGCT3
24 TML YFLA-5 SGCT4
25 KYUWA KFG-5 SGF1
26 KYUWA KFG-5 SGF2
27 KYUWA KFG-5 SGTB128 KYUWA KFG-5 SGTB229 KYUWA KFG-5 SGTB330 KYUWA KFG-5 SGTB431 KYUWA KFG-5 SGTB532 KYUWA KFG-5 SGTB633 KYUWA KFG-5 SGTB7
JO1 - JO5Sıra
Kir
iş B
oyun
aK
olon
Boy
una
Numunesi
Döş
eme
Eni
ne K
iriş
JO1
VE
JO
5 N
umun
eler
ine
Yap
ıştı
rıla
n D
onat
ı Ş
ekil
deiş
tirm
eölç
erle
riJO
1'e İl
ave
Yer
leşt
iril
en DŞ
Kir
iş E
triy
eK
olon
Etr
iye
Bir
leşi
m
Donatı Üzerindeki Konumları
SGTB1-2
SGTB3-4
SGTB5-6
SGF1
SGF2
SGBL1-2 SGBL3-4
SGCL1-2 SGCL3-4
SGCL5-6SGCT1-2 SGJL1-2SGJL1-2
SGCT3-4SGCL7-8
SGBT3-4
SGBT1-2
SGBL3-4
SGCL3-4
SGCL5-6SGCT1-2 SGJL1-2SGJL1-2
SGCT3-4SGCL7-8
* DŞ: Donatı Şekildeğiştirmeölçeri
39
SGBT3-4
SGBT1-2
SGBL1-2 SGBL3-4
SGCL1-2 SGCL3-4
SGCL5-6SGCT1-2 SGJL1-2SGJL1-2
SGCT3-4SGCL7-8
Şekil 4.6: JO1 ve JO5 Numunelerindeki Donatı Şekildeğiştirmeölçerlerinin Yerleşim
Planı
SGTB1-2
SGTB3-4
SGTB5-6
SGTB7
SGF1
SGF2
Şekil 4.7: JO1 Numunesinin Enine Kiriş Etriyelerine ve Döşeme Boyuna
Donatılarına Yapıştırılan Şekildeğiştirmeölçerler
4.3. YÜKLEME PATRONU
Tüm deneyler yerdeğiştirme kontrollü statik yükleme şeklinde gerçekleştirilmiştir.
Numuneye deprem yükünü yansıtmak üzere itme ve çekme yönünde tekrarlı yatay
yerdeğiştirmeler uygulanmıştır. Yükleme, adım adım gerçekleştirildiğinden her
adımdan sonra numunenin davranışı göz önüne alınmış ve bir sonraki yükleme
40
adımına karar verilmiştir. Bu yükleme adımları arasında numunenin hasar
durumunun gözlenmesi için yeterli zaman olmasından dolayı hasar oluşumunun ve
numunenin davranışının sağlıklı gözlenebilmesi mümkün olmuştur. Numunenin kiriş
tepe noktasının yaptığı yatay yerdeğiştirme (kontrol yerdeğiştirmesi, δ), kiriş L
boyuna bölündüğü takdirde elde edilen oran ötelenme oranı (δ/L ) olarak tanımlanır.
İşte bu ötelenme oranının belli değerleri seçilerek yükleme adımları belirlenmiştir.
Yükleme patronunun içerdiği hedef yerdeğiştirme değerlerine karşı gelen ötelenme
oranları; ±0.00025 (±0.34 mm), ±0.00050 (±0.68 mm), ±0.0010 (±1.36 mm),
±0.0020 (±2.72 mm), ±0.0040 (±5.44 mm), ±0.00795 (±10.80 mm), ±0.0100 (±13.60
mm), ±0.0200 (±27.2 mm), ±0.0400 (±54.4 mm), ±0.0600 (±81.6 mm) ve ±0.0800
(±108.8 mm) şeklinde uygulanmıştır. Her bir yerdeğiştirme seviyesinde bir yükleme
uygulanmıştır. Örneğin, ±0.00025 (±0.34 mm) çevriminde, 1 defa +0.34 itme
değerine, 1 defa da -0.34 mm çekme değerine gidilerek bir çevrim tamamlanmıştır.
Sekil 4.8’da yükleme patronu gösterilmiştir.
-150
-100
-50
0
50
100
150
0 5 10 15 20 25
Adım Sayısı
Yer
değişt
irm
e (m
m)
itm
eÇ
ekm
e
Öte
lem
e O
ranı
(%
)
Şekil 4.8: Yükleme Patronu
41
5. DENEY SONUÇLARI
5.1 GİRİŞ
Deprem etkisinde yapı elemanlarının yön değiştiren tekrarlı yüklere maruz kaldığı
bilinmektedir. Betonarme elemanların, yön değiştiren tekrarlı yükler altında elastik
ötesi şekildeğiştirmelere ulaşması sonucu elemanda dayanım ve rijitlik kaybı
oluşmaktadır. Ayrıca ileri şekildeğiştirme seviyelerinde plastik şekildeğiştirmeler
çok artmakta ve bundan dolayı yapının yutabildiği enerji miktarı da önemli ölçüde
artmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, kolon, kiriş (boyuna ve enine) ve
döşemeden oluşmuş birleşim bölgesi numunelerinin sabit eksenel yük ve yön
değiştiren tekrarlı yatay yükler altında davranışları incelenmiştir. Deneyler sırasında
uygulanan yatay yük, MTS hidrolik veren tarafından uygulanan yük olup,
yükverenin dahili yükölçeri ile belirlenen yük değeri kullanılmıştır. Yerdeğiştirme
kontrollü olarak gerçekleştirilen deneylerde, numunenin yükverenin itme-çekme
doğrultusunda yapmış olduğu kiriş üst ucundaki yatay yerdeğiştirmeler kontrol
yerdeğiştirmesi olarak esas alınmıştır. Bu noktadan hassas ölçüm alabilmek için
deney başlangıcında CDP10 yerdeğiştirmeölçer yerleştirilmiş olup daha sonraki
çevrimlerde hedeflenen yerdeğiştirme düzeylerine göre CDP10 yerine sırasıyla
CDP25, CDP100 ve SDP200 tipi yerdeğiştirmeölçerler kullanılmıştır. Deneysel
yatay yük yerdeğiştirme ve öteleme oranı ilişkileri, yukarıda sözü edilen verenin
dahili yükölçeri ile elde edilen yük değerleri ve kiriş üst ucunda ölçülen
yerdeğiştirme değerleri kullanılarak elde edilmiştir. Ayrıca, diğer
yerdeğiştirmeölçerlerden ve numune yüzeyinin çeşitli bölgelerine yerleştirilmiş olan
şekildeğiştirmeölçerlerden elde edilen sonuçlar grafikler ile sunulmuştur. Tablo
5.1’de numunelere ait genel özellikler, Tablo 5.2’de ise deney sonuçlarına ait sayısal
büyüklükler sunulmuştur.
42
Tablo 5.1: Numune Özellikleri
Donatı Akma Değeri
(MPa) Numune
Deney
Günü
Numune
Yaşı
(Gün)
ν
(%)
Std. Sil.
Basınç
Day.
(MPa)
Eleman
Basınç
Day.
(MPa) Enine(φφφφ8) Boyuna(φφφφ16)
JO5 11.05.2007 145 12.5 8.53 7.3 327 337
JO1 30.05.2007 164 12.5 8.53 7.3 327 337
5.2 NUMUNE JO5
JO5 numunesi kolon ve kirişten oluşan, enine kiriş ve döşeme detayı olmayan
numunedir. JO5 numunesine %12.5 (114 kN) eksenel yük verilmiştir. JO5 numunesi
145. günde deneye tabi tutulmuştur.
Şekil 5.1’de JO5 numunesine ait yük, yerdeğiştirme ve öteleme oranı ilişkisi
verilmiştir.
-0.12 -0.09 -0.06 -0.03 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80-160 -120 -80 -40 0 40 80 120 160
Kes
me
Kuv
veti
(kN
)
Öteleme Oranı (mm/mm)
δ
h
F
∆=δ/h
Kirişte İlk Eğilme Çatlağı Birleşim Bölgesi İle Kiriş Ara Yüzündeki Çatlak Birleşim Bölgesi İlk Eğik Kesme Çatlağı Birleşim Bölgesinde Kiriş Boyuna Donatısına Paralel İlk Çatlak Birleşim Bölgesinde Kolon Boyuna Donatısına Paralel İlk Çatlak Kiriş Boyuna Donatısında Gözlenen En Büyük Şekildeğiştirme Değeri Kiriş Ucundaki Betonda Ezilme Başlangıcı Birleşim Bölgesinde Ezilme Başlangıcı Birleşim Bölgesinin Kolon donatısının Altındaki Betonda Dökülme
Yerdeğiştirme (mm)
JO5
Şekil 5.1: Kesme Kuvveti-Yerdeğiştirme İlişkisi (JO5)
43
JO5 numunesi ön ve arka yüz birleşim bölgesine diyagonal olarak yerleştirilen 2 ve
11 numaralı yerdeğiştirmeölçerler (4. Bölüm Tablo 4.1) ile 1 ve 5 numaralı
şekildeğiştirmeölçerden (4. Bölüm Tablo 4.2) elde edilen yatay kuvvet-diyagonal
şekildeğiştirme ilişkisi ön yüz için Şekil 5.2’de, arka yüz için de Şekil 5.3’de
verilmiştir.
-60
-40
-20
0
20
40
60
-0.003 -0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002 0.003
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(k
N)
F
-60.00
-40.00
-20.00
0.00
20.00
40.00
60.00
-0.003 -0.002 -0.001 0 0.001 0.002 0.003
Şekildeğiştirme (mm/mm)Y
ük (
kN)
F
(a) (b)
Şekil 5.2: Ön Yüz Birleşim Bölgesi itmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal
Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümler, b) Şekildeğiştirmeölçer
Ölçümleri
-60.00
-40.00
-20.00
0.00
20.00
40.00
60.00
-0.003 0 0.003 0.006 0.009
Şekilğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
F
-60.00
-40.00
-20.00
0.00
20.00
40.00
60.00
-0.003 -0.002 -0.001 0 0.001 0.002 0.003
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
F
Şekil 5.3: Arka Yüz Birleşim Bölgesi İtmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal
Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümler, b) Şekildeğiştirmeölçer
Ölçümleri
44
Yerdeğiştirmeölçerlerden elde edilen grafiklerden de görüleceği üzere birleşim
bölgesinde ilk eğik kesme çatlağı oluşana kadar olan bölümde itmede uzama,
çekmedeyse kısalma okunmaktadır. Daha sonrasında birleşim bölgesinde eğik kesme
çatlaklarının genişliklerinin artması ile itmede uzama okunurken çekmede çatlak
geniş olup tam kapanmadığından kısalma okunamamaktadır. İleriki
yerdeğiştirmelerde birleşim bölgesindeki çatlakların yoğunlaşması ve genişliklerinin
artması bu sonucu vermektedir. Şekildeğiştirmeölçerden elde edilmiş grafiğe
bakıldığında birleşim bölgesinde ilk eğilme çatlağı oluşana kadar itmeye ve çekmeye
gidilirken uzama ve kısalmalar birbirleriyle uyumlu gitmişlerdir. Daha sonra birleşim
bölgesinde çatların yoğunlaşıp genişliklerini arttırdıklarında büyük
şekildeğiştirmelerin okunduğu görülmüştür. İlerleyen yerdeğiştirmelerde
yerdeğiştirmeölçerlerden okuma alınırken, şekildeğiştirmeölçerlerden okuma
alınamamıştır. Çünkü ilerleyen yerdeğiştirmelerde birleşim bölgesi ezildiğinden
dolayı şekildeğiştirmeölçerler kopmuştur.
Şekil 5.4’de JO5 numunesinin kolon boyuna ve enine donatısına yerleştirilen
şekildeğiştirmeölçerlerden elde edilen yük-şekildeğiştirme ilişkileri gösterilmiştir.
-60
-40
-20
0
20
40
60
-0.003 -0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002 0.003
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
-60
-40
-20
0
20
40
60
-0.00010 -0.00005 0.00000 0.00005 0.00010
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
Kolon Boyuna Donatı Kolon enine Donatı
Şekil 5.4: Kolon Boyuna ve Enine Donatısı İçin Yük-Şekildeğiştirme İlişkisi
Şekil 5.5’de JO5 numunesinin kiriş boyuna ve enine donatısına yerleştirilen
şekildeğiştirmeölçerlerden elde edilen yük-şekildeğiştirme ilişkileri gösterilmiştir.
45
-60
-40
-20
0
20
40
60
-0.003 -0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002 0.003
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
-60
-40
-20
0
20
40
60
-0.00010 -0.00005 0.00000 0.00005 0.00010
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
Kiriş Boyuna Donatı Kiriş enine Donatı
Şekil 5.5: Kiriş Boyuna ve Enine Donatısı İçin Yük-Şekildeğiştirme İlişkisi
JO5 numunesinin ön ve arka yüzleride itme ve çekme çevrimleri sonunda çeşitli
çatlaklar meydana gelmiştir ve bunlar çizimle işlenmiş ve çatlak genişlikleri kayıt
edilmiştir. Ön yüz ve arka yüzde oluşan çatlakların genel görünüşü Şekil 5.6’da
verilmiştir. Şekil 5.6’da görülen çatlaklara ait adlandırma ve çatlak yerleri özet
halinde Tablo 5.2 ve Tablo 5.3’de, hasar gelişim özeti de Tablo 5.4 ‘de verilmiştir.
D
B
A
C
JB
E
JAJC
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
F
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
C
JB
JB'
JC'
F
Ön Yüz Çatlakları Arka Yüz Çatlakları
F: İtme Yönünde Yatay Kuvvet
Siyahlar: İtme hedefine gidilirken oluşan çatlaklar
Kırmızılar: Çekme hedefine gidilirken oluşan çatlaklar
Şekil 5.6: JO5 Numunesi Ön ve Arka Yüze Ait Çatlakların Genel Görünüşü
46
Tablo 5.2: JO5 Numunesi Ön Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri
Çatlak Adı İtme/Çekme Tipi YeriA İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 130 mm yukarıdaB İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 330 mm yukarıda
Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
D İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 530 mm yukarıdaJA İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
Birleşim bölgesi kiriş boyuna Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile donatısına paralel çatlak kolonun birleştiği yüzeyde
JB İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlakJC İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlakA' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 130 mm yukarıda
Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
C' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 430 mm yukarıdaD' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 350 mm yukarıdaJA' Çekmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
JB' Çekmede Birleşim bölgesi alt eğik ve yatay çatlak Birleşim bölgesi altında eğik ve yatay çatlak
B' Çekmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
E İtmede
ÖN YÜZ ÇATLAKLARI (İTME - ÇEKME)
C İtmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
Tablo 5.3: JO5 Numunesi Arka Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri
Çatlak Adı İtme/çekme piki Tipi YeriA İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 230 mm yukarıda
Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
JA İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
JB İtmede Birleşim bölgesi alt eğik ve yatay çatlak Birleşim bölgesi altında eğik ve yatay çatlakBirleşim bölgesi kiriş boyuna Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile donatısına paralel çatlak kolonun birleştiği yüzeyde
A' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 320 mm yukarıdaBirleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
C' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 520 mm yukarıdaJA' Çekmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
JB' Çekmede Birleşim bölgesi alt eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi altında eğik çatlak
JC' Çekmede Birleşim bölgesi alt eğik ve yatay çatlak Birleşim bölgesi altında eğik ve yatay çatlak
B' Çekmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
C İtmede
ARKA YÜZ ÇATLAKLARI (İTME - ÇEKME)
B İtmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
47
Tablo 5.4: JO5 Numunesinin Davranışının Özeti
Öteleme Oranı / Yerdeğiştirme (mm)
Fmax (kN) Numunenin Durumu
a = Çatlak Genişliği
Kesme Kuvveti - Yerdeğiştirme
ÖO = 1/2000 δ = ± 0.68 mm
14.8 Çatlak oluşmadı.
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 1/1000 δ = ± 1.36 mm
22.3
Ön ve arka yüzde boyuna kirişte itmede ve çekmede ilk eğilme çatlağı oluştu (a<0.1 mm). Bu çevrimde ön ve arka yüzde birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ara yüzünde ayrılma meydana gelmiştir (a<0.1 mm).
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yük
(kN
)
ÖO = 4/1000 δ = ± 5.44 mm
43.4
Birleşim bölgesinde her iki yüzde itmede ilk eğik kesme çatlağı oluştu. (Ön Yüz a = 0.15 mm, Arka Yüz a = 0.1 mm)
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yük
(kN
)
ÖO = 6/1000 δ = ± 8.16 mm
46.5
Öteleme oranı = 4/1000 hedefinde ön ve arka yüzde oluşan eğik kesme çatlaklarına dik çekme yönünde eğik kesme çatlakları oluştu. (Ön Yüz a = 0.25 mm, Arka Yüz a = 0.25 mm)
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 4/100 δ = ± 54.4 mm
51.5
En büyük kiriş tepe yükü değerine ulaşıldı. (Boyuna kirişte en geniş eğilme çatlağı a = 0.30 mm, birleşim-kiriş arayüzünde en büyük açılma a = 14.5 mm, en geniş eğik kesme çatlağı a = 10 mm.)
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 8/100 δ = ± 108.8 mm
34.1
En son itme ve çekme hedefine gidildi. (Boyuna kirişte en geniş eğilme çatlağı a = 0.30 mm, birleşim-kiriş arayüzünde en büyük açılma a = 30 mm, en geniş eğik kesme çatlağı a = 20 mm.)
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
Hedef yerdeğiştirmeleri δ = ± 0.34 mm (ÖO = 1/4000) ve δ = ± 0.68 mm (ÖO =
1/2000) olan ilk iki çevrimde numunede çatlak oluşmamıştır.
δ = ± 1.36 mm (ÖO = 1/1000) hedef yerdeğiştirmesinde ön ve arka yüzde boyuna
kirişte eğilme çatlakları oluşmuştur. Ön yüzde itmede üst kat kolon yüzeyinden 130
mm yukarıda A çatlağı (a<0.1 mm), çekmede alt kat kolon yüzeyinden 130 mm
yukarıda A’ çatlağı (a<0.1 mm) ve birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin
48
ayrıldığı yüzeyde B’ çatlağı (a<0.1 mm) oluşmuştur, Şekil 5.7. Arka yüzde bu
çevrimde itme hedefine gidilirken üst kat kolon yüzeyinden 230 mm yukarıda A
çatlağı (a<0.1 mm) ile birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ara yüzünde B
çatlağı (a<0.1mm) oluşmuştur. Arka yüzde çekme pikine gidilirken alt kat kolon
yüzeyinden 230 mm yukarıda A’ çatlağı (a<0.1 mm) ile birleşim bölgesinde birleşim
bölgesi ile kirişin ara yüzünde yüzeyde B’ çatlağı (a<0.1 mm) oluşmuştur, Şekil 5.7.
Şekil 5.7: Ön ve Arka Yüzde oluşan Eğilme Çatlakları
δ = ± 5.44 mm (ÖO = 4/1000) yerdeğiştirmesinde itme hedefine gidilirken ön ve
arka yüzde birleşim bölgesinin orta bölgesinde eğik kesme çatlakları oluşmuştur. Ön
yüzdeki birleşim bölgesi ortasındaki eğik çatlağın (JA) kalınlığı 0.15 mm, arka yüzde
birleşim bölgesi ortasındaki eğik çatlağın (JA) kalınlığı da 0.1 mm mertebesindedir,
Şekil 5.8. Bu çevrimde itme hedefine gidilirken ön ve arka yüz boyuna kirişte yeni
bir çatlak oluşmamış, mevcut olanların kalınlıkları artmıştır. Çekme hedefine
gidilirken ön yüzde boyuna kirişte alt kolon yüzeyinden 350 mm yukarıda D′ eğilme
ve kesme çatlağı ( a<0.1 mm), arka yüz boyuna kirişte de alt kolon yüzeyinden 520
mm yukarıda C′ eğilme çatlağı oluşmuştur (a<0.1 mm). Ön ve arka yüz boyuna
kirişteki mevcut çatlakların çekme hedefine gidilirken uzunluk ve kalınlıkları
artmıştır. Bu çevrimde itme ve çekme hedefine gidilirken birleşim bölgesinde
birleşim bölgesi ile kirişin ara yüzünde oluşan mevcut çatlakların da uzunlukları ve
kalınlıkları artmıştır. (a = 0.45 mm). Çatlakların görünümü ve kalınlıkları Şekil 5.8’
de verilmiştir.
49
D
B
A
C
JA
C'
A'
D'
B'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
İlk Eğik Kesme Çatlağı
A 0.15 mmB <0.1 mmC 0.40 mmD 0.1 mmJA 0.15 mm
A' <0.1 mmB' 0.45 mm C' 0.10 mmD' <0.1 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
İlk Eğik KesmeÇatlağı
A 0.10 mmB 0.50 mmJA 0.10 mm
A' 0.15 mmB' 0.50 mm C' <0.1 mm
Arka Yüz
Şekil 5.8: Ön ve Arka Yüzde Oluşan Birleşim Bölgesi İlk Eğik Kesme Çatlağı
δ = ± 8.16 mm (ÖO = 6/1000) hedef yerdeğiştirmesinde δ = ± 5.44 mm
yerdeğiştirmesinde ön ve arka yüzde birleşim bölgesinde oluşan eğik kesme
çatlaklarına dik çekme yönünde eğik kesme çatlakları oluşmuştur (a = 0.25 mm),
Şekil 5.9. Bu çevrimde ön ve arka yüz birleşim bölgesindeki JA eğik kesme
çatlaklarının genişlikleri artıp sırasıyla ön yüzde 0.25 mm, arka yüzde 0.23 mm
olmuştur. Bu çevrimde ön ve arka yüz boyuna kiriş ve birleşim bölgesinde birleşim
bölgesi ile kirişin ara yüzünde yeni bir çatlak oluşmamıştır. Önceki çevrimlerde
oluşan çatlaklar bu çevrimde uzayıp genişlikleri artmıştır. Çatlakların görünümü ve
kalınlıkları Şekil 5.9’da verilmiştir.
50
D
B
A
C
JA
C'
A'
D'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.15 mmB 0.15 mmC 0.85 mmD 0.15 mmJA 0.25 mm
KesmeÇatlagi
A' <0.1 mmB' 0.90 mmC' 0.10 mmD' 0.10 mmJ'A 0.25 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.15 mmB 0.9 mmJA 0.23 mm
Kesme Çatlagi
A' 0.15 mmB' 1.20 mmC' 0.10 mmJA' 0.25 mm
Arka Yüz
Şekil 5.9: Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Durumu
δ = ± 54.4 mm (ÖO = 4/100) hedef yerdeğiştirmesinde en büyük yük değerine
ulaşılmıştır. δ = ± 10.88 mm hedef yerdeğiştirmesinde ön ve arka yüzde itme
hedefine gidilirken birleşim bölgesinde birleşim bölgesiyle kolonun birleştiği
yüzeyde kiriş boyuna donatısı doğrultusunda sırasıyla ön yüzde E, arka yüzde C dik
sıyrılma çatlakları (a = 0.1 mm) oluşmuş ve δ = ± 54.4 mm yerdeğiştirmesinde E ve
C çatlakları uzayıp genişlikleri artmıştır (E = 0.5 mm, C = 0.85 mm), Şekil 5.10. Ön
ve arka yüzde δ = ± 10.88 mm yerdeğiştirmesinden itibaren çekme hedefine
gidilirken birleşim bölgesi alt bölgede eğik ve yataya yakın kesme çatlakları (J′B ve
J′C) oluşmuş (a = 0.15 mm) ve δ = ± 54.4 mm yerdeğiştirmesinde genişlikleri
artmıştır (a = 4 mm). Önceki çevrimlerde itme ve çekme hedeflerinde oluşan ön ve
arka yüz birleşim bölgesindeki JA ve J′A eğik kesme çatlaklarının δ = ± 54.4 mm
yerdeğiştirmesinde uzunluk ve genişlikleri artmıştır (JA = 2 mm, J′A = 8 mm). Bu
51
çevrimde ön ve arka yüz boyuna kiriş ve birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile
kirişin ara yüzünde yeni bir eğilme çatlağı oluşmamıştır. Boyuna kirişteki eğilme
çatlaklarının genişliklerinin değişmeyip sabit kaldığı ancak birleşim bölgesinde
birleşim bölgesi ile kirişin ara yüzünde oluşan çatlakların genişliklerinin arttığı
görülmüştür. Çatlakların görünümü ve genişlikleri Şekil 5.10’da verilmiştir.
D
B
A
CE
JA
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.15 mmB 0.20 mmC 14.5 mmD 0.15 mmJA 2.00 mmE 0.50 mm
A' <0.1 mmB' 12.0 mmC' < 0.1 mmD' 0.20 mmJ'A 8.00 mmJ'B 3.00 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.20 mmB 12.0 mmJA 2.0 mmJB 1.40 mmC 0.85 mm
C
JBJB'JC'
A' 0.30 mmB' 13.5 mmC' <0.1 mmJ'A 10.0 mmJ'B 5 mm J'C 4 mm
Arka Yüz
Şekil 5.10: δ = ± 54.4 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü
δ = ± 108.8 mm (ÖO = 8/100) hedef yerdeğiştirmesinde en son itme hedefine
gidilmiştir. δ = ± 81.6 mm hedef yerdeğiştirmesinde itme hedefine gidilirken ön
yüzde birleşim bölgesi ortasında JA eğik kesme çatlağına paralel JB (a = 0.4 mm) ve
JC (a = 1 mm) eğik kesme çatlakları oluşmuş ve bu çatlakların genişlikleri δ = ±
108.8 mm yerdeğiştirmesinde artmıştır (a = 7 mm), Şekil 5.12. Önceki çevrimlerde
itme ve çekme adımları sırasında oluşan ön ve arka yüz birleşim bölgesindeki JA ve
52
J′A eğik kesme çatlaklarının uzunluk ve genişlikleri δ = ± 108.8 mm
yerdeğiştirmesinde uzunluk ve genişlikleri artmıştır (JA = 15 mm, J′A = 20 mm). Ön
ve arka yüzde birleşim bölgesinde birleşim bölgesiyle kolonun ara yüzünde kiriş
boyuna donatısı dorultusunda oluşan E ve C çatlaklarıyla, birleşim bölgesi alt eğik ve
yataya yakın kesme çatlakları J′B ve J′C’nin genişlikleri artmıştır. Bu çevrimde ön ve
arka yüz boyuna kiriş ve birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ara yüzünde
yeni bir eğilme çatlağı
D
B
A
C
JB
E
JAJC
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.15 mmB 0.20 mmC 30.0 mmD <0.1 mmJA 15 mmE 0.50 mmJB 6.0 mmJC 7.0 mm
A' <0.1 mmB' 20 mmC' <0.1mmD' 0.2 mmJ'A 18 mmJ'B 20 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.15 mmB 27.0 mmJA 12.0 mmJB 8.0 mmC 1.10 mm
C
JB
JB'
JC'
A' 0.30 mmB' 25.0 mmC' <0.1 mmJ'A 20.0 mmJ'B 20.0 mm J'C 8.0 mm
Arka Yüz
Şekil 5.11: δ = ± 108.8 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan
Çatlakların Genel Görünümü
53
oluşmamıştır. Boyuna kirişteki eğilme çatlaklarının genişliklerinin değişmeyip sabit
kaldığı ancak birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ara yüzünde oluşan
eğilme çatlaklarının genişliklerinin arttığı görülmüştür. Çatlakların görünümü ve
genişlikleri Şekil 5.11’de verilmiştir.
Bir sonraki adımda yük sıfırlanıp kalıcı δ = - 72.5 mm olarak elde edilmiştir. Daha
sonra numuneye sürekli itme yönünde yerdeğiştirme verilerek δ = + 136 mm (ÖO =
10/100) hedef yerdeğiştirmesine kadar gidilmiştir, Şekil 5.12.
D
B
A
C
JB
E
JAJC
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.15 mmB 0.20 mmC 30.0 mmD <0.1 mmJA 3.0 mmE 0.50 mmJB 10.0 mmJC 5.0 mm
A' <0.1 mmB' 3.0 mmC' <0.1mmD' 0.2 mmJ'A 5.0 mmJ'B 5.0 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.15 mmB 25.0 mmJA 7.0 mmJB 18.0 mmC 1.10 mm
C
JB
JB'
JC'
A' 0.30 mmB' EZILDIC' <0.1 mmJ'A EZILDIJ'B EZILDI J'C EZILDI
Arka Yüz
Şekil 5.12: JO5 Numunesi Deney Sonu Çatlakların Görünümü ve Kalınlıkları
(δ = + 136 mm)
54
Bu esnada ön ve arka yüzde birleşim bölgesi alt eğik ve yataya yakın kesme
çatlaklarının sınırladığı bölgedeki beton blok halinde dökülmüştür. En son yük tekrar
sıfırlanarak deney tamamlanmıştır. Deney sonu çatlakların görünümü ve genişlikleri
Şekil 5.12’de verilmiştir.
5.3 NUMUNE JO1
JO1 numunesi kolon-kirişten, enine kiriş ve döşeme detayı olmayan numunedir. JO1
numunesine %12.5 (114 kN) eksenel yük verilmiştir. JO1 numunesi 164. günde
deneye tabi tutulmuştur.
Şekil 5.13’de JO1 numunesine ait yük, yerdeğiştirme ve öteleme oranı ilişkisi
verilmiştir.
-0.12 -0.09 -0.06 -0.03 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80-160 -120 -80 -40 0 40 80 120 160
Kirişte İlk Eğilme Çatlağı Birleşim Bölgesi İle Kiriş Ara Yüzündeki Çatlak Birleşim Bölgesi İlk Eğik Kesme Çatlağı Birleşim Bölgesinde Kiriş Boyuna Donatısına Paralel İlk Çatlak Birleşim Bölgesinde Kolon Boyuna Donatısına Paralel İlk Çatlak Kiriş Boyuna Donatısında Gözlenen En Büyük Şekildeğiştirme Değeri Kiriş Ucundaki Betonda Ezilme Başlangıcı Birleşim Bölgesinde Ezilme Başlangıcı Birleşim Bölgesinin Kolon donatısının Altındaki Betonda Dökülme
Kes
me
Kuv
veti
(kN
)
Öteleme Oranı (mm/mm)
δ
h
F
∆=δ/h
Yerdeğiştirme (mm)
JO1
Şekil 5.13: Yük -Yerdeğiştirme İlişkisi (JO1)
JO1 numunesi ön ve arka yüz birleşim bölgesine diyagonal olarak yerleştirilen 2 ve 8
numaralı yerdeğiştirmeölçerler (4. Bölüm Tablo 4.1) ile 1 ve 5 numaralı
şekildeğiştirmeölçerden (4. Bölüm Tablo 4.2) elde edilen yatay kuvvet-diyagonal
55
şekildeğiştirme ilişkisi ön yüz için Şekil 5.14’da, arka yüz için de Şekil 5.15’de
verilmiştir.
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.002 0 0.002 0.004 0.006 0.008
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
F
2
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
F
(a) (b)
Şekil 5.14: Ön Yüz Birleşim Bölgesi itmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal
Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümleri, b) Şekildeğiştirmeölçer
Ölçümleri
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04
Şekilğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
F
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.001 0 0.001 0.002 0.003 0.004
Şekilğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
F
(a) (b)
Şekil 5.15: Arka Yüz Birleşim Bölgesi itmede Uzama Yatay Kuvvet-Diyagonal
Şekildeğiştirme İlişkisi, a) Yerdeğiştirmeölçer Ölçümleri, b) Şekildeğiştirmeölçer
Ölçümleri
Yerdeğiştirmeölçerler ve şekildeğiştirmeölçerlerden ön ve arka yüz birleşim
bölgesinden alınan okumalar neticesinde arka yüzde oluşan çatlak genişliklerinin ön
yüze göre daha az olduğu sonucunu vermiştir. Şekil 5.15’den de anlaşılacağı üzere
itmede uzama okunurken çekmede de kısalma okunmaktadır.
56
Şekil 5.16’ de JO1 numunesinin kolon boyuna ve enine donatısına yerleştirilen
şekildeğiştirmeölçerlerden elde edilen yatay kuvvet-şekildeğiştirme ilişkileri
gösterilmiştir.
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.0004 -0.0002 0 0.0002 0.0004 0.0006
Şekildeğiştirme (mm)
Yük
(kN
)
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.0002 -0.0001 0 0.0001 0.0002
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
Kolon Boyuna Donatı Kolon enine Donatı
Şekil 5.16: Kolon Boyuna ve Enine Donatısı İçin Yük-Şekildeğiştirme İlişkisi
Şekil 5.17’da JO1 numunesinin kiriş boyuna ve enine donatısına yerleştirilen
şekildeğiştirmeölçerlerden elde edilen yük-şekildeğiştirme ilişkileri gösterilmiştir.
-60
-40
-20
0
20
40
60
-0.002 -0.001 0 0.001 0.002
Şekildeğiştirme (mm/mm)
Yük
(kN
)
"
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.0002 -0.0001 0 0.0001 0.0002
Şekildeğiştirme (mm)
Yük
(kN
)
Kiriş Boyuna Donatı Kiriş enine Donatı
Şekil 5.17: Kiriş Boyuna ve Enine Donatısı Yük-Şekildeğiştirme İlişkisi
JO1 numunesinin ön ve arka yüzlerinde itme ve çekme çevrimleri sonunda çeşitli
çatlaklar meydana gelmiş ve bunlar çizimlere işlenmiş, çatlak genişlikleri kayıt
edilmiştir. Ön yüz ve arka yüzde oluşan çatlakların genel görünüşü Şekil 5.18’de
verilmiştir. Şekil 5.20’de görülen çatlaklara ait adlandırma ve çatlak yerleri özet
57
halinde Tablo 5.5, Tablo 5.6 ve Tablo 5.7’de, hasar özeti de Tablo 5.8’de verilmiştir.
D
E B
A
C
FJ'E
JE
JD
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
F
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
EKJB
EKJAJA
JBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
F
Ön Yüz Çatlakları Arka Yüz Çatlakları
F: İtme Yönünde Kayma Kuvveti
Siyahlar: İtme hedefine gidilirken oluşan çatlaklar
Kırmızılar: Çekme hedefine gidilirken oluşan çatlaklar
Şekil 5.18: JO1 Numunesi Ön ve Arka Yüze Ait Çatlakların Genel Görünüşü
Tablo 5.5: JO1 Numunesi Ön Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri
Çatlak Adı İtme/Çekme Tipi YeriA İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 250 mm yukarıdaB İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 450 mm yukarıda
Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
D İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 700 mm yukarıdaE İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 450 mm yukarıdaJA İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
Birleşim bölgesi kiriş boyuna Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile donatısına paralel çatlak kolonun birleştiği yüzeyde
JB İtmede Birleşim bölgesi alt eğik ve yatay çatlak Birleşim bölgesi altında eğik ve yatay çatlakJC İtmede Birleşim bölgesi alt eğik ve yatay çatlak Birleşim bölgesi altında eğik ve yatay çatlakJD İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlakJE İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlakA' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 230 mm yukarıdaB' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 430 mm yukarıda
Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
D' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 90 mm yukarıdaJA' Çekmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
Birleşim bölgesi kiriş boyuna Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile donatısına paralel çatlak kolonun birleştiği yüzeyde
JB' Çekmede Birleşim bölgesi alt eğik ve yatay çatlak Birleşim bölgesi altında eğik ve yatay çatlak
F' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 600 mm yukarıdaJC' Çekmede Birleşim bölgesi alt eğik ve yatay çatlak Birleşim bölgesi altında eğik ve yatay çatlak
Birleşim bölgesi kiriş boyuna Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile donatısına paralel çatlak kolonun birleştiği yüzeyde (alt bölgede)
JD' Çekmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
JE' Çekmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
E' Çekmede
G' Çekmede
C' Çekmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
F İtmede
ÖN YÜZ ÇATLAKLARI (İTME - ÇEKME)
C İtmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
58
Tablo 5.6: JO1 Numunesi Arka Yüzdeki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri
Çatlak Adı İtme/çekme Tipi YeriA İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 130 mm yukarıda
Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
C İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 450 mm yukarıdaD İtmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Üst kat kolon yüzeyinden 600 mm yukarıdaJA İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
JB İtmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlakBirleşim bölgesi kiriş boyuna Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile donatısına paralel çatlak kolonun birleştiği yüzeyde
A' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 320 mm yukarıdaBirleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ayrıldığı yüzeyde
C' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 620 mm yukarıdaBirleşim bölgesi kiriş boyuna Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile donatısına paralel çatlak kolonun birleştiği yüzeyde
E' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 800 mm yukarıdaF' Çekmede Boyuna kiriş eğilme çatlağı Alt kat kolon yüzeyinden 420 mm yukarıda
JA' Çekmede Birleşim bölgesi eğik kesme çatlağı Birleşim bölgesi ortasında eğik çatlak
E İtmede
D' Çekmede
ARKA YÜZ ÇATLAKLARI (İTME - ÇEKME)
B İtmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
B' Çekmede Birleşim bölgesi üst eğilme çatlağı
Tablo 5.7: JO1 Numunesi Enine Kirişteki Çatlakların Adlandırılması ve Numune
Üstündeki Yerleri
Çatlak Adı İtme/çekme Tipi YeriEKJA İtmede Enine kiriş çatlağı Enine kiriş ön yüz döşeme sınırıEKJB İtmede Enine kiriş çatlağı Enine kiriş ön yüz döşemeden 200 mm dışındaEKA İtmede Enine kiriş çatlağı Enine kiriş yan yüzü alt kat kolon tarafıEKB İtmede Enine kiriş çatlağı Enine kiriş yan yüzü üst kat kolon tarafıEKA' Çekmede Enine kiriş çatlağı Enine kiriş yan yüzü alt kat kolon tarafı
ENİNE KİRİŞ ÇATLAKLARI (İTME - ÇEKME)
Tablo 5.8: JO1 Numunesinin Davranışının Özeti
Öteleme Oranı / Yerdeğiştirme (mm)
Fmax (kN)
Numunenin Durumu a = Çatlak Genişliği
Kesme Kuvveti - Yerdeğiştirme
ÖO = 1/2000 δ = ± 0.68 mm
14.8 Çatlak oluşmadı.
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 1/1000 δ = ± 1.36 mm
21.8
Ön yüzde boyuna kirişte itmede ve çekmede ilk eğilme çatlağı oluştu (a<0.1 mm). Bu çevrimde ön ve arka yüzde birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişin ara yüzünde ayrılma eğilme çatlakları meydana gelmiştir (a<0.1 mm). Döşemede ilk eğilme çatlağı oluştu (a<0.1 mm).
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
59
ÖO = 4/1000 δ = ± 5.44 mm
46.3
Birleşim bölgesinde ön yüzde itmede ve çekmede ilk eğik kesme çatlağı oluştu (Ön yüz itme a<0.1 mm, çekme a = 0.15 mm). Birleşim bölgesinde arka yüzde alt kat kolon bölgesinde kiriş boyuna donatısına paralel çatlak oluştu. Bu çatlak kiriş boyuna donatısının hareketinden oluşmuştur (a<0.1 mm).
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yük
(kN
)
ÖO = 6/1000 δ = ± 8.16 mm
53.8
Birleşim bölgesinde arka yüzde itmede ve çekmede ilk eğik kesme çatlağı oluşmuştur (Arka yüz itme a = 0.1 mm, çekme a = 0.1 mm). Birleşim bölgesinde itme ve çekme hedefine giderken kiriş boyuna donatısına paralel çatlak oluştu (a = 0.1 mm)
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 2/100 δ = ± 27.2 mm
65.3
Ön yüzde itme ve çekme hedefinde birleşim bölgesinde altta kolon boyuna donatısına paralel çatlaklar oluştu (a = 0.75 mm). Ayrıca döşeme donatısı akma seviyesine ulaştı.
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 4/100 δ = ± 54.4 mm
65.8
Birleşim arka yüzde alt kat kolon bölgesinde kiriş ucunda ezilme başlangıcı görüldü. Birleşim alt bölgesinde çatlak genişlikleri arttı.
ÖO = 6/100 δ = ± 81.6 mm
56
Arka yüz alt kat kolon bölgesindeki kiriş ucunda ezilme ve kabuk betonunda atma başladı. Ön yüzde birleşim bölgesinin tam ortasında ezilme başladı. Eğik kesme çatlaklarının genişlikleri oldukça arttı (a = 8 mm)
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 8/100 δ = ± 108.8 mm
34.1 En son itme ve çekme hedefine gidildi.
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
ÖO = 10.9/100 δ = ± 148 mm
38 Numuneye verilen sürekli itme yönündeki hedef yerdeğiştirmelerin sonuncusu.
JO1 KİRİŞ TEPE YUKÜ-YERDEĞİŞTİRME
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
Hedef yerdeğiştirmeleri δ = ± 0.34 mm (ÖO = 1/4000) ve δ = ± 0.68 mm (ÖO =
1/2000) olan ilk iki çevrimde numunede çatlak oluşmamıştır.
δ = ± 1.36 mm (ÖO = 1/1000) hedef yerdeğiştirmesinde ön ve arka yüzde boyuna
kirişte eğilme çatlakları oluşmuştur, Şekil 5.21. Ön yüzde itmede üst kat kolon
yüzeyinden 250 mm yukarıda A çatlağı (a<0.1 mm) ve üst kat kolon yüzeyinden 450
mm yukarıda B çatlağı (a<0.1 mm) oluşmuştur. Ön yüz çekmede ise alt kat kolon
yüzeyinden 230 mm yukarıda A′ çatlağı (a<0.1 mm) ve alt kat kolon yüzeyinden 430
mm yukarıda B’ çatlağı (a<0.1 mm) oluşmuştur. Ön yüzde birleşim bölgesinde itme
60
ve çekme hedefine gidilirken birleşim bölgesi ile kiriş ara yüzünde C ve C′ çatlağı
(a<0.1 mm) oluşmuştur, Şekil 5.19. Bu çevrimde arka yüzde çekme hedefine
gidilirken boyuna kirişte alt kat kolon yüzeyinden 230 mm yukarıda A′ eğilme
çatlağı (a<0.1 mm) ile birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kiriş ara yüzünde B′
çatlağı (a<0.1mm) oluşmuştur. Döşemede ön yüzde oluşan eğilme çatlakları
doğrultusunda ilk eğilme çatlakları oluşmuştur (a<0.1 mm).
B
A
C
B '
A '
C '
B o y u n a K iris
Ü s t K a tK o lo n u
A lt K a tK o lo n u
A'
B'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
Ön Yüz Arka Yüz
Şekil 5.19: Ön ve Arka Yüzde Boyuna Kirişte Oluşan İlk Eğilme Çatlakları
δ = ± 5.44 mm (ÖO = 4/1000) yerdeğiştirmesinde itme ve çekme hedefine giderken
ön yüzde birleşim bölgesinin orta bölgesinde eğik kesme çatlakları oluştu. Birleşim
bölgesi ortasındaki itmede oluşan eğik çatlağın (JA) genişliği 0.15 mm, çekmede
oluşan birleşim bölgesi ortasındaki eğik çatlağın (J′A) genişliği de 0.15 mm
mertebesinde oluşmuştur, Şekil 5.20. Ön yüzde boyuna kirişte itme ve çekme
hedefine gidilirken D (a<0.1 mm) ve D′ (a<0.1 mm) çatlakları oluşmuştur. Arka yüz
boyuna kirişte itme hedefine gidilirken A (a = 0.1 mm) eğilme çatlağı, birleşim
bölgesinde birleşim bölgesi ile kiriş ara yüzünde kiriş boyuna donatısına paralel B (a
= 0.12 mm) eğilme çatlağı oluşmuştur. Birleşim bölgesinde arka yüzde çekme
hedefine giderken alt kat kolon bölgesinde kiriş boyuna donatısına paralel D′ çatlağı
oluştu. Bu çatlak kiriş boyuna donatısının hareketinden oluştuğu tahmin
edilmektedir. (a<0.1 mm). Çekme hedefine gidilirken ön ve arka yüz boyuna
kirişteki mevcut çatlakların uzunluk ve genişlikleri artmıştır. Bu çevrimde itme ve
çekme hedefine gidilirken birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kiriş ara yüzünde
kiriş boyuna donatısına paralel mevcut çatlakların uzunluk ve genişlikleri artmıştır.
(a = 0.45 mm). Çatlakların görünümü ve genişlikleri Şekil 5.20’de verilmiştir.
61
D
E B
A
C
JA
B'
A'
D'
C'
J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.18 mmB 0.18 mmC 0.45 mmD 0.12 mmE <0.1 mmJA 0.15 mm
A' 0.15 mmB' 0.15 mmC' 0.45 mmD' <0.1 mmJ'A 0.15 mm
Ön Yüz
E'
C'
A'
B'
D'
A
B
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.10 mmB 0.12 mm
A' 0.15 mmB' 0.50 mmC' <0.1 mmD' 0.10 mmE' <0.1 mm
Arka Yüz
Şekil 5.20: δ = ± 5.44 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü
δ = ± 8.16 mm (ÖO = 6/1000) yerdeğiştirmesinde birleşim bölgesinde arka yüzde
itmede ve çekmede ilk eğik kesme çatlağı oluştu. Arka yüz birleşim bölgesi
ortasındaki itmede oluşan eğik çatlağın (JA) genişliği 0.1 mm, çekmede oluşan
birleşim bölgesi ortasındaki eğik çatlağın (J′A) genişliği de 0.1 mm mertebesinde
oluşmuştur, Şekil 5.21. Birleşim bölgesinde ön yüzde itme ve çekme hedefine
gidilirken kiriş boyuna donatısına paralel F (a = 0.1 mm) ve E′ (a = 0.2 mm)
çatlakları oluşmuştur. Birleşim bölgesinde arka yüzde itme hedefine gidilirken alt kat
kolonu ile döşeme sınırında düşey E (a = 0.15 mm) çatlağı oluşmuştur. Bu çevrimde
önceki çevrimlerde oluşan ön yüzde birleşim bölgesi ortasındaki eğik kesme
çatlaklarının (JA ve J′A) genişlikleri (a = 0.30 mm) ile birleşim bölgesinde birleşim
62
bölgesi ile kiriş ara yüzünde oluşan mevcut çatlakların uzunluk ve genişlikleri
artmıştır (a = 1.20 mm). Ancak arka yüzde birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile
kiriş ara yüzünde oluşan B eğilme çatlağının genişliği burada bulunan döşeme
nedeniyle (açılma daha az) diğerlerine göre daha az artığı görülmüştür (a = 0.30
mm). Çatlakların görünümü ve genişlikleri Şekil 5.21’de verilmiştir.
D
E B
A
C
F
JA
B'
A'
D'
C'
E'
J'B
J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 0.20 mmC 1.20 mmD 0.12 mmE <0.1 mmJA 0.30 mmF 0.10 mm
A' 0.15 mmB' 0.15 mmC' 0.95 mmD' 0.10 mmJ'A 0.33 mmE' 0.20 mmJ'B 0.13 mm
Ön Yüz
A 0.10 mmB 0.30 mmC <0.1 mmD <0.1 mmE 0.15 mmJA 0.10 mm
E'
C'
A'
B'
D'
D
C
A
E B
JAJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A' 0.15 mmB' 1.10 mmC' <0.1 mmD' 0.25 mmJ'A 0.10 mmE' 0.10 mm
Arka Yüz
Şekil 5.21: δ = ± 8.16 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü
δ = ± 10.88 mm (ÖO = 8/1000) yerdeğiştirmesinde ön yüzde itme ve çekme
hedefinde birleşim bölgesinde altta kolon boyuna donatısına paralel JB (a = 0.1 mm)
ve J′B (a = 0.25 mm) çatlakları oluşmuştur. δ = ± 27.2 mm (ÖO = 2/100)
yerdeğiştirmesine geldiğimizde JB 0.85 mm ve J′B’ de 0.40 mm genişlik mertebesine
ulaşmıştır. δ = ± 27.2 mm yerdeğiştirmesinde ön yüz itme ve çekme hedefine
63
gidilirken yine birleşim bölgesi altında kolon boyuna donatısına paralel JC (a = 0.15
mm) ve J′C (a = 0.75 mm) çatlakları oluşmuştur. Enine kiriş yan yüzlerinde üst kat
kolon ve alt kat kolon cephelerinde EKA ve EKB (a = 0.15 mm) eğilme çatlakları
oluşmuştur. Önceki çevrimlerde oluşan birleşim bölgesi ortasındaki eğik kesme
çatlaklarının uzunluk ve genişlikleri artmıştır. Ön yüzdeki JA kesme çatlağı 1.20 mm,
J′A kesme çatlağı 050 mm ve arka yüzdeki JA ve J′A kesme çatlakları da 0.50 mm
genişlik mertebesine ulaşmışlardır. Bu çevrimde önceki çevrimlerde oluşan birleşim
bölgesinde birleşim bölgesi ile kiriş ara yüzünde oluşan eğilme çatlaklarıyla (a = 6.0
mm), birleşim bölgesinde kiriş boyuna donatısına paralel olan çatlakların genişlikleri
ve uzunlukları bu çevrimde artmaya devam etmiştir (a = 1.0 mm). Çatlakların
görünümü ve genişlikleri Şekil 5.22’de verilmiştir.
D
E B
A
C
F
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.38 mmC 6.00 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 1.20 mmF 0.85 mmJB 2.50 mmJC 0.15 mm
A' 0.20 mm B' 0.25 mmC' 6.00 mmD' 0.10 mmJ'A 0.50 mmE' 1.00 mmJ'B 0.60 mmF' 0.10 mmJ'C 0.75 mm
Ön Yüz
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
JAJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 2.00 mmC 0.20 mmD 0.20 mmE 4.50 mmJA 0.50 mm
A' 0.25 mmB' 7.50 mmC' <0.1 mmD' 0.70 mmJ'A 0.65 mmE' 0.15 mmF' 0.20 mm
Arka Yüz
Şekil 5.22: δ = ± 27.2 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü
64
δ = ± 54.4 mm (ÖO = 4/100) yerdeğiştirmesinde birleşim bölgesi arka yüzde alt kat
kolon bölgesinde kiriş ucunda ezilme başlangıcı görülmüştür. Ön ve arka yüzde itme
hedefine gidilirken birleşim bölgesi ortasında mevcut eğik kesme çatlaklarına paralel
ön yüzde J′D (a = 0.80 mm), arka yüzde de JB (a = 0.45 mm) eğik kesme çatlakları
oluşmuştur. Ön yüzde çekme hedefine gidilirken birleşim bölgesiyle alt kat kolonu
sınırında kiriş boyuna donatısı doğrultusunda F çatlağının zıt yönünde ilerleyen G’
(a = 0.20 mm) çatlağı oluşmuştur. Bu çevrimde çekme hedefine gidilirken enine kiriş
yan yüzünde alt kat kolonu cephesinde EK′A (a = 0.20 mm) eğilme çatlağı
oluşmuştur. Birleşim bölgesi ortasındaki eğik kesme çatlaklarının genişlikleri artıp
ön yüzde JA 4.0 mm, J′A 1.80 mm ve arka yüzde JA 1.20 mm, J′A 1.70 mm genişlik
mertebesine ulaşmışlardır. Önceki çevrimlerde oluşan birleşim bölgesinde birleşim
bölgesi ile kiriş ara yüzünde oluşan eğilme çatlaklarıyla (a = 12.0 mm), birleşim
D
E B
A
C
F
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.60 mmC 12.0 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 4.00 mmF 1.30 mmJB 2.50 mmJC 1.20 mm
A' 0.20 mm B' 0.30 mmC' 13.0 mmD' 0.10 mmJ'A 1.80 mmE' 1.00 mmJ'B 1.50 mmF' 0.10 mmJ'C 3.50 mmG' 0.20 mmJ'D 0.80 mm
Ön Yüz
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
JAJBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 7.00 mmC 0.20 mmD 0.20 mmE 6.00 mmJA 1.20 mmJB 0.45 mm
A' 0.25 mmB' 18.0 mmC' <0.1 mmD' 0.75 mmJ'A 1.70 mmE' 0.15 mmF' 0.30 mm
Arka Yüz
Şekil 5.23: δ = ± 54.4 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Görünümü
65
bölgesinde kiriş boyuna donatısına paralel olan çatlakların uzunluk ve genişlikleri bu
çevrimde artmaya devam etmiştir (a = 1.30 mm). Çatlakların görünümü ve
genişlikleri Şekil 5.23’de verilmiştir.
δ = ± 81.6 mm (ÖO = 6/100) yerdeğiştirmesinde arka yüz alt kat kolon bölgesindeki
kiriş ucunda ezilme ve kabuk betonunda atma başlamıştır. Çatlakların görünümü ve
genişlikleri Şekil 5.24’de verilmiştir. Ön yüzde birleşim bölgesinin tam ortasında
ezilme başlamıştır. Eğik kesme çatlaklarının genişlikleri oldukça artmıştır. Ön yüzde
JA eğik çatlağı 8.0 mm, J′A 6.0 mm ve arka yüzde JA 1.8 mm, J′A’ da 5.0 mm genişlik
mertebesine ulaşmıştır. Önceki çevrimlerde birleşimin orta bölgesinde oluşan JD, ve
J′D eğik çatlaklarının bu çevrimde genişlikleri artarken bunlara yeni J′E (a = 0.80mm)
D
E B
A
C
FJ'E
JE
JD
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.60 mm C 22.0 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 8.00 mmF 1.30 mmJB 7.00 mmJC 4.50 mmJD 0.45 mm
A' 0.20 mmB' 0.30 mmC' 19.0 mmD' 0.10 mmJ'A 6.00 mmE' 1.00 mmJ'B 6.00 mmF' 0.10 mmJ'C 6.00 mmG' 0.50 mmJ'D 3.00 mmJ'E 0.80 mm
Ön Yüz
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
EKJB
EKJAJA
JBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 8.00 mm C 0.20 mmD 0.20 mmE 10.00 mmJA 1.80 mmJB 1.35 mmEKJA 0.15 mmEKJB 0.35 mm
A' 0.25 mmB' 20.00 mm C' <0.1 mmD' 0.75 mmJ'A 5.00 mmE' 0.15 mmF' 0.30 mmEKA' 0.65 mm
Arka Yüz
Şekil 5.24: δ = ± 81.6 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların
Genel Görünümü
66
çatlağı eklenmiştir. Arka yüzdeki birleşim bölgesi ortasındaki eğik JA ve JB çatlakları
enine kiriş üst yüzeyinden ilerleyerek enine kiriş ön yüzüne ulaşmış ve burada EKJA
ve EKJB (a = 0.15 mm) çatlaklarını oluşturmuşlardır.
δ = ± 108.8 mm (ÖO = 8/100) hedef yerdeğiştirmesinde son itme ve çekme hedefine
gidilmiştir, Şekil 5.25. Ön yüz birleşim bölgesi ortasında JA eğik kesme çatlağına
paralel, JD çatlağının uzantısında JE eğik kesme çatlağı oluşmuştur (a = 0.45 mm). Bu
çevrimin sonunda ön ve arka yüzde birleşim bölgesi ortasındaki ve altta kolon
donatısı boyunca oluşan eğik kesme çatlakları uzayıp genişliklerini arttırmışlardır.
Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kiriş ara yüzünde oluşan eğilme çatlakları
döşeme olmayan bölgelerde genişlikleri oldukça artıp 22 mm mertebesine kadar
ulaşmıştır. Döşemede bulunan eğilme çatlaklarından döşemeyle kolonun kesiştiği
noktada oluşan E çatlağı 14.0 mm mertebesinde olup burada bulunan boyuna
D
E B
A
C
FJ'E
JE
JD
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.60 mmC 25.0 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 11.0 mmF 2.00 mmJB 19.0 mmJC 6.50 mmJD 5.00 mmG <0.1 mmJE 0.45 mm
A' 0.20 mmB' 0.30 mmC' 21.0 mmD' 0.10 mmJ'A 9.00 mmE' 1.00 mmJ'B 10.0 mmF' 0.10 mmJ'C 11.0 mmG' 0.50 mmJ'D 5.00 mmJ'E 1.70 mm
Ön Yüz
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
EKJB
EKJAJA
JBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 5.00 mmC 0.20 mmD 0.20 mmE 15.00 mmJA Ezilmis JB EzilmisEKJA 0.30 mmEKJB 8.00 mm
A' 0.25 mmB' 20.0 mmC' <0.1 mmD' 0.75 mmJA' 7.0 mm E' 0.15 mmF' 0.30 mmEKA' 0.65 mm
Arka Yüz
Şekil 5.25: δ = ± 108.8 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Görünümü
67
demirlerde akma sınırına ulaşmışlardır. Birleşim bölgesinde birleşim bölgesiyle
kolon ara yüzünde oluşan çatlakların genişliklerinde büyük değişim olmamıştır.
Enine kirişte hasar artmıştır ve buradaki çatlakların uzunluk ve genişlikleri artmıştır.
Çatlakların görünümü ve genişlikleri Şekil 5.25’de verilmiştir.
δ = ± 108.8 mm (ÖO = 8/100) yerdeğiştirmesi tamamlandıktan sonra yük sıfırlanıp
kalıcı yerdeğiştirmeye bakılmıştır, Şekil 5.26. Yük sıfırken kalıcı δ = - 79.44 mm
olarak okunmuştur. Numune üstündeki çatlakların genişliklerinde çok büyük bir
değişme olmayıp bu çatlaklardan bir çoğu sabit kalmıştır. Birleşim bölgesi ortasında
oluşan eğik kesme çatlaklarının genişlikleri bir önceki çevrimden yarı yarıya
düşmüştür. Birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kirişi ara yüzünde oluşan eğilme
D
E B
A
C
FJ'E
JE
JD
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A <0.1 mmB 0.10 mmC 1.10 mmD 0.10 mmE <0.1 mmJA 5.00 mmF 1.80 mmJB 14.0 mmJC 8.00 mmJD 1.30 mmG <0.1 mmJE 0.20 mm
A' <0.1 mmB' 0.15 mmC' 20.0 mmD' <0.1 mmJ'A 5.00 mmE' 0.20 mmJ'B 8.0 mmF' <0.1 mmJ'C 10.0 mmG' 0.35 mmJ'D 4.00 mmJ'E 1.20 mm
Ön Yüz
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
EKJB
EKJAJA
JBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A <0.1 mmB 1.20 mmC <0.1 mmD <0.1 mmE 0.50 mmJA 4.00 mm JB 3.00 mmEKJA 0.25 mmEKJB 0.70 mm
A' <0.1 mmB' 16.0 mmC' <0.1 mmD' 0.15 mmJ'A 5.00 mmE' <0.1 mmF' 0.20 mmEKA' 5.00 mm
Arka Yüz
Şekil 5.26: Yükün Sıfır Olduğu δ = - 79.44 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka
Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Görünümü
68
çatlakları döşeme olmayan bölgelerde genişlikleri bir önceki çevrimden oldukça
düşüktür, fakat diğer tarafta oluşan eğilme çatlakları da neredeyse genişliklerini
korumuşlardır. Çatlakların görünümü ve genişlikleri Şekil 5.26’da verilmiştir.
δ = + 148 mm (ÖO = 10.9/100) yerdeğiştirmesi numuneye verilen sürekli itme
yönündeki yerdeğiştirmelerin sonuncusudur. Bu hedefte ön ve arka yüzde özellikle
birleşim bölgesinin orta bölgesi eğik kesme çatlaklarının kesiştiği yerler ezilmiştir.
Birleşim bölgesi altında kolon boyuna donatısına paralel oluşan çatlakların
bulunduğu bölgedeki beton kütle numuneden iyice açılmıştır. Arka yüzde çekme
yönünde oluşmuş birleşim bölgesinde birleşim bölgesi ile kiriş ara yüzünde oluşan B′
eğilme çatlağı ezilmiştir. En son yük sıfırlanıp kalıcı δ = + 105.2 mm olarak kayıt
edilip deney sonlandırılmıştır. Deney sonuna ait numunenin görünümü ve çatlak
genişlikleri Şekil 5.27’de verilmiştir.
D
E B
A
C
FJ'E
JE
JD
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.60 mmC 25.0 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 15.0 mmF 2.00 mmJB 30.0 mmJC 12.0 mmJD 7.00 mmG <0.1 mmJE 1.20 mm
Ön Yüz
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
EKJB
EKJAJA
JBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 5.00 mmC 0.20 mmD 0.20 mmE 0.15 mmJA EzilmisJB EzilmisEKJA 0.30 mmEKJB 8.00 mm
Arka Yüz
Şekil 5.27: δ = + 148 mm Yerdeğiştirmesinde Ön ve Arka Yüzde Oluşan Çatlakların Genel Görünümü
69
Deneyden sonra numunenin birleşim bölgesindeki beton dökülerek buradaki
donatılar açığa çıkarılmıştır. Birleşim bölgesinin alt bölümündeki kiriş boyuna
donatısı sağ taraf sol tarafa göre yukarı doğru 7-8 mm rölatif hareket etmiştir, Şekil
5.28.
Şekil 5.28: Deney Sonunda Birleşim Bölgesinin Alt Bölümündeki Kiriş Boyuna
Donatısının Durumu
Birleşim bölgesi üst bölümündeki kiriş boyuna donatısı sağ taraf yukarı doğru beton
yüzeyine göre 15 mm rölatif hareket etmiştir, Şekil 5.29.
Şekil 5.29: Deney Sonunda Birleşim Bölgesi Üst Bölümündeki Kiriş Boyuna
Donatısının Durumu
5.4 DENEY SONUÇLARININ KARŞILAŞTIRILMASI
Çalışma kapsamında denenen numunelere ait değişkenlerin, deney sonuçlarına olan
etkisinin belirlenmesi için bu bölümde karşılaştırma grafikleri olarak yatay yük-
teleme oranı ilişkileri sunulmuştur. Numunelere ait yatay yük-enine ve diyagonal
şekildeğiştirme ilişkilerine ait sayısal değerler tablolar halinde verilmiştir.
70
Numunelerin göçme modlarına ve hasar düzeylerine ilişkin yorumlar yapılmıştır.
Daha önceki bölümlerde her numuneyle ilgili belirli hedef yerdeğiştirme
seviyelerinde hasar durumları verilmiştir. Aşağıda JO1 ve JO5 numunelerinin bu
hedef yerdeğiştirme seviyelerindeki hasar durumları Şekil 5.30-5.35’de
karşılaştırmalı olarak verilmiştir.
δ = ± 5.44 mm (ÖO = 4/1000) yerdeğiştirmesinde JO5 ve JO1 numunesinde oluşan
çatlaklarda gözlenen en büyük farklılık enine kiriş ve döşemeye sahip olan JO1
numunesinin arka yüzdeki B çatlağının genişliğinin JO5 numunesinde aynı yere denk
gelen B çatlağının genişliğinden daha küçük olmasıdır. Bu çevrimde JO5
numunesinin arka yüzünde eğik kesme çatlağı oluşmasına rağmen JO1 numunesi
arka yüzünde aynı tip çatlak oluşmamıştır. Bunun nedeni olarak buradaki enine
kirişin birleşim bölgesine etki eden kesme kuvvetlerinin taşınmasına katkıda
bulunması olduğu düşünülmektedir, Şekil 5.30.
D
E B
A
C
JA
B'
A'
D'
C'
J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.18 mmB 0.18 mmC 0.45 mmD 0.12 mmE <0.1 mmJA 0.15 mm
E'
C'
A'
B'
D'
A
B
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.10 mmB 0.12 mm
D
B
A
C
JA
C'
A'
D'
B'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
İlk Eğik Kesme Çatlağı
A 0.15 mmB <0.1 mmC 0.40 mmD 0.1 mmJA 0.15 mm
D
E B
A
C
JA
B'
A'
D'
C'
J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.18 mmB 0.18 mmC 0.45 mmD 0.12 mmE <0.1 mmJA 0.15 mm
A' <0.1 mmB' 0.45 mm C' 0.10 mmD' <0.1 mm
A' 0.15 mmB' 0.15 mmC' 0.45 mmD' <0.1 mmJ'A 0.15 mm
A' 0.15 mmB' 0.15 mmC' 0.45 mmD' <0.1 mmJ'A 0.15 mm
A' 0.15 mmB' 0.50 mmC' <0.1 mmD' 0.10 mmE' <0.1 mm
JO5 JO1
Şekil 5.30: δ = ± 5.44 mm (ÖO = 4/1000) Hedef Yerdeğiştirmesi
Ön Yüz
Arka Yüz
71
δ = ± 27.2 mm (ÖO = 20/1000) yerdeğiştirmesinde iki numune arasında göze çarpan
en önemli fark özellikle arka yüz birleşim bölgesindeki eğik kesme çatlaklarının JO1
numunesinde daha küçük olmasıdır. Her iki numunede kiriş boyuna donatısının
beton göre rölatif hareketinden kaynaklandığı düşünülen donatıya paralel bir çatlak
oluşmuştur, Şekil 5.31. Bu çatlak her iki numunede ön ve arka yüzlerde de
oluşmuştur.
D
B
A
CE
JA
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.20 mmB 0.23 mmC 6.00 mmD 0.15 mmJA 1.30 mmE 0.30 mm
A' <0.1 mmB' 6.00 mmC' < 0.1 mmD' 0.20 mmJ'A 2.00 mmJ'B 0.80 mm
D
E B
A
C
F
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.38 mmC 6.00 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 1.20 mmF 0.85 mmJB 2.50 mmJC 0.15 mm
A' 0.20 mm B' 0.25 mmC' 6.00 mmD' 0.10 mmJ'A 0.50 mmE' 1.00 mmJ'B 0.60 mmF' 0.10 mmJ'C 0.75 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.18 mmB 7.00 mmJA 1.50 mmJB 0.40 mm
JB
JB'
JC'
A' 0.28 mmB' 7.5 mmC' <0.1 mmJ'A 0.80 mmJ'B 0.70 mm J'C 1.00 mm
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
JAJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 2.00 mmC 0.20 mmD 0.20 mmE 4.50 mmJA 0.50 mm
A' 0.25 mmB' 7.50 mmC' <0.1 mmD' 0.70 mmJ'A 0.65 mmE' 0.15 mmF' 0.20 mm
Arka Yüz
JO5 JO1
Şekil 5.31: δ = ± 27.2 mm (ÖO = 20/1000) Hedef Yerdeğiştirmesi
72
δ = ± 54.4 mm (ÖO = 40/1000) yerdeğiştirmesinde eğik çatlakların genişliklerinin
JO5 numunesinde daha büyük olduğu görülmektedir, Şekil 5.32.
D
B
A
CE
JA
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.15 mmB 0.20 mmC 14.5 mmD 0.15 mmJA 2.00 mmE 0.50 mm
A' <0.1 mmB' 12.0 mmC' < 0.1 mmD' 0.20 mmJ'A 8.00 mmJ'B 3.00 mm
D
E B
A
C
F
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.60 mmC 12.0 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 4.00 mmF 1.30 mmJB 2.50 mmJC 1.20 mm
A' 0.20 mm B' 0.30 mmC' 13.0 mmD' 0.10 mmJ'A 1.80 mmE' 1.00 mmJ'B 1.50 mmF' 0.10 mmJ'C 3.50 mmG' 0.20 mmJ'D 0.80 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.20 mmB 12.0 mmJA 2.0 mmJB 1.40 mmC 0.85 mm
C
JBJB'JC'
A' 0.30 mmB' 13.5 mmC' <0.1 mmJ'A 10.0 mmJ'B 5 mm J'C 4 mm
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
JAJBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 7.00 mmC 0.20 mmD 0.20 mmE 6.00 mmJA 1.20 mmJB 0.45 mm
A' 0.25 mmB' 18.0 mmC' <0.1 mmD' 0.75 mmJ'A 1.70 mmE' 0.15 mmF' 0.30 mm
Arka Yüz
JO5 JO1
Şekil 5.32: δ = ± 54.4 mm (ÖO = 40/1000) Hedef Yerdeğiştirmesi
δ = ± 81.6 mm (ÖO = 60/1000) yerdeğiştirmesinde Şekil 5.33’de görüldüğü gibi
JO1 numunesi birleşim bölgesindeki eğik çatlaklar JO5 numunesindeki eğik
çatlaklara göre daha dağınık şekilde oluşmuştur.
73
D
B
A
C
JB
E
JAJC
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.15 mmB 0.20 mmC 25.0 mmD 0.15 mmJA 5.00 mmE 0.50 mmJB 0.40 mmJC 1.00 mm
A' <0.1 mmB' 16.00 mmC' <0.1mmD' 0.2 mmJ'A 14.00 mmJ'B 10.00 mm
D
E B
A
C
FJ'E
JE
JD
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.60 mm C 22.0 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 8.00 mmF 1.30 mmJB 7.00 mmJC 4.50 mmJD 0.45 mm
A' 0.20 mmB' 0.30 mmC' 19.0 mmD' 0.10 mmJ'A 6.00 mmE' 1.00 mmJ'B 6.00 mmF' 0.10 mmJ'C 6.00 mmG' 0.50 mmJ'D 3.00 mmJ'E 0.80 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.20 mmB 26.0 mmJA 5.00 mmJB 5.00 mmC 1.10 mm
C
JB
JB'
JC'
A' 0.30 mmB' 20.0 mmC' <0.1 mmJ'A 14.0 mmJ'B 13.0 mm J'C 6.50 mm
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
EKJB
EKJAJA
JBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 8.00 mm C 0.20 mmD 0.20 mmE 10.00 mmJA 1.80 mmJB 1.35 mmEKJA 0.15 mmEKJB 0.35 mm
A' 0.25 mmB' 20.00 mm C' <0.1 mmD' 0.75 mmJ'A 5.00 mmE' 0.15 mmF' 0.30 mmEKA' 0.65 mm
ArkaYüz
Şekil 5.33: δ = ± 81.6 mm (ÖO = 60/1000) Hedef Yerdeğiştirmesi
Tekrarlı yüklemenin son çevrimi olan δ = ± 108.8 mm (ÖO = 80/1000)
yerdeğiştirmesinde hasarlar ileri seviyelere gelmiş olup her iki numunede de ön
yüzdeki hasarlar biribirlerine benzemekle beraber arka yüzde hasar dağılımları farklı
olmuştur. δ = ± 108.8 mm yerdeğiştirmesine ait hasarlar Şekil 5.34’de verilmiştir.
74
D
B
A
C
JB
E
JAJC
C'
A'
D'
B'
JA'
JB'
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt Kat Kolonu
A 0.15 mmB 0.20 mmC 30.0 mmD <0.1 mmJA 15 mmE 0.50 mmJB 6.0 mmJC 7.0 mm
A' <0.1 mmB' 20 mmC' <0.1mmD' 0.2 mmJ'A 18 mmJ'B 20 mm
D
E B
A
C
FJ'E
JE
JD
JA
JB JC
F'
B'
A'
D'
C'
E'
J'CJ'B
G'J'D J'A
Boyuna Kiris
Üst KatKolonu
Alt KatKolonu
A 0.25 mmB 0.60 mmC 25.0 mmD 0.15 mmE <0.1 mmJA 11.0 mmF 2.00 mmJB 19.0 mmJC 6.50 mmJD 5.00 mmG <0.1 mmJE 0.45 mm
A' 0.20 mmB' 0.30 mmC' 21.0 mmD' 0.10 mmJ'A 9.00 mmE' 1.00 mmJ'B 10.0 mmF' 0.10 mmJ'C 11.0 mmG' 0.50 mmJ'D 5.00 mmJ'E 1.70 mm
Ön Yüz
A
B
JA
C'
A'
B'
JA'
Boyuna Kiris
Alt katKolonu
Üst KatKolonu
A 0.15 mmB 27.0 mmJA 12.0 mmJB 8.0 mmC 1.10 mm
C
JB
JB'
JC'
A' 0.30 mmB' 25.0 mmC' <0.1 mmJ'A 20.0 mmJ'B 20.0 mm J'C 8.0 mm
E'
C'
F'A'
B'
D'
D
C
A
E B
EKJB
EKJAJA
JBJ'A
Boyuna Kiris
Üst Kat Kolonu
Alt KatKolonu
A 0.20 mmB 5.00 mmC 0.20 mmD 0.20 mmE 15.00 mmJA Ezilmis JB EzilmisEKJA 0.30 mmEKJB 8.00 mm
A' 0.25 mmB' 20.0 mmC' <0.1 mmD' 0.75 mmJA' 7.0 mm E' 0.15 mmF' 0.30 mmEKA' 0.65 mm
Arka Yüz
JO5 JO1
Şekil 5.34: δ = ± 108.8 mm (ÖO = 80/1000) Hedef Yerdeğiştirmesi
Her iki numunenin genel olarak yerdeğiştirme ve şekildeğiştirme durumları ön ve
arka yüzler için Tablo 5.9 ve 5.10’da özet olarak verilmiştir. Bu tablolardan
görüldüğü üzere boyuna donatılardaki şekildeğiştirmeler her iki numunede birbirine
yakındır. Okunan en büyük değer 0.001 değerindedir. Birleşim bölgesindeki
şekildeğiştirmeler ve çatlak kalınlıklarına bakıldığında JO1 numunesinde özellikle
arka yüzde daha küçük değerlerin okunduğu görülmektedir.
Her iki numunenin ön ve arka yüzdeki deney sonu görüntüleri Şekil 5.35’de
verilmiştir.
75
Ön Yüz
Arka Yüz
JO5 JO1
Şekil 5.35: Deney Sonu F = 0 kN
Tablo 5.9: JO5 ve JO1 Numunelerinin Arka Yüzlerinde Çatlak Genişlikleri ve
Diyagonal Şekildeğiştirmeleri
(%) JO5 JO1 JO5 JO1A = 0.10 A = - YD = 3.14 YD = -6.90C = 0.10 C = -JB = - JB = - ŞD = 4.78 ŞD = 0.19
A = 0.10 A = 0.11 YD = 30.4 YD = -0.63C = 0.50 C = 0.12
JB = 0.10 JB = - ŞD = 9.95 ŞD = 1.15A = 0.18 A = 0.20 YD = 361 YD = 216C = 7.0 C = 2.00
JB = 1.50 JB = 0.50 ŞD = 14.4 ŞD = 20A = 0.20 A = 0.20 YD = 830 YD = 567C = 12.0 C = 7.00JB = 2.0 JB = 1.20 ŞD = 146 ŞD = 361
A = 0.20 A = 0.20 YD = 4998 YD = 1405C = 26.0 C = 8.00
JB = 5.0 JB = 1.80 ŞD = 546 ŞD = 30A = 0.15 A = 0.20 YD = 5001 YD = 2576C = 27.0 C = 5.00
JB = 12 JB = 6.00 ŞD = 37 ŞD = 1618
Diyagonal Şekildeğiştirme (mm/mm) x 10-5
0.4
2
4
6
Öteleme Oranı Çatlak Kalınlıkları
(mm)
0.1
YD: Yerdeğiştirme ölçümlerinde takılan ortalama şekildeğiştirme
ŞD: Şekildeğiştirmeölçerler ile belirlenen lokal şekildeğiştirmeler
76
(%) JO5 JO1 JO5 JO1 JO5 JO1 JO5 JO1 JO5 JO1A = 0.1 A = 0.10 YD = -3.1 YD = 0 Boyuna Donatı = 46 Boyuna Donatı = 27.5C = - C = 0.10
JB = - JB = - ŞD = 2.87 ŞD = 3.16 Enine Donatı = -0.19 Enine Donatı = 0.28A = 0.12 A = 0.15 YD = 20.7 YD = 29 Boyuna Donatı = 91.1 Boyuna Donatı = 80C = 0.40 C = 0.45
JB = 0.15 JB = 0.15 ŞD = 23.2 ŞD = 264 Enine Donatı = -4.5 Enine Donatı = 2
A = 0.20 A = 0.22 YD = 279 YD = 400 Boyuna Donatı = 107.3 Boyuna Donatı = 110C = 6.00 C = 6.00JB = 1.30 JB = 1.20 ŞD = 35.5 ŞD = 28.27 Enine Donatı = -.5.5 Enine Donatı = 5.0
A = 0.17 A = 0.27 YD = 624 YD = 642 Boyuna Donatı = - Boyuna Donatı = -C = 14.50 C = 12.00JB = 2.00 JB = 4.00 ŞD = 52 ŞD = 4345 Enine Donatı = -6.40 Enine Donatı = 7.1
A = 0.17 A = 0.27 YD = 1947 YD = 1753 Boyuna Donatı = - Boyuna Donatı = -C = 25.0 C = 22.00JB = 5.00 JB = 8.00 ŞD = 266 ŞD = 3201 Enine Donatı = -4.0 Enine Donatı = 9.5
A = 0.15 A = 0.27 YD = 4544 YD = - Boyuna Donatı = - Boyuna Donatı = -C = 30.0 C = 25.00JB = 15.0 JB = 19.0 ŞD = 8.42 ŞD = 2899 Enine Donatı = -1.60 Enine Donatı = 12
7783
12599
17524
36
302
3690
8346
13730
18942
Donatılarındaki ŞekildeğiştirmelerÖteleme Oranı
40.7
50.6
21
46.3
65.3
25
265
3487
Kesme Kuvveti (kN)
Enerji YutmaKapasitesi (KN.mm)
Diyagonal Şekildeğiştirme (mm/mm) x 10-5
Kiriş Boyuna ve Enine
42.1
34.1
Çatlak Kalınlıkları(mm)
51.5 65.8
56
47.3
6
8
0.4
2
4
0.1 22.3
Tablo 5.10: JO5 ve JO1 Numunelerinin Arka Yüzlerinin Yerdeğiştirme ve Şekildeğiştirme
YD: Yerdeğiştirmeölçer
ŞD: Şekildeğiştirmeölçer
77
Her iki numunede de genel olarak kayma hasarları ve kiriş boyuna donatısının
sıyrılmadan dolayı oluşan sıyrılma hasarları gözlemlenmiştir. Numunenin
kapasitesine ulaşması bu iki hasarın ortak etkisi ile meydana geldiği
düşünülmektedir. Enine kiriş ve döşemesi olmayan JO5 numunesinin kapasitesinin
JO1’e göre daha düşük olması enine kirişin etkisinden kaynaklandığı
düşünülmektedir. Yukarıda detaylı bir şekilde verilen hasar özetinden anlaşıldığı
üzere JO1 numunesinin ön yüz ve özellikle arka yüzdeki birleşim bölgesindeki eğik
çatlak genişliklerinin daha küçük değerlerde olduğu açıkça görülmektedir. Kesme
çatlaklarının birleşim bölgesinde enine kirişin katkısı ile sınırlandırılması kiriş
boyuna donatısının JO5’e göre aderansını bir miktar arttırdığı düşünülmektedir. Bu
şekilde JO1 numunesinin kapasitesinin JO5 numunesine göre daha yüksek olmasını
sağladığı düşünülmektedir.
JO5 ve JO1 numuneleri için yatay yük-öteleme oranı ilişkileri için zarf eğrileri Şekil
5.36’da verilmiştir.
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-150 -100 -50 0 50 100 150
Yerdeğiştirme (mm)
Yü
k (k
N)
JO1
JO5
Şekil 5.36: JO5 ve JO1 Numuneleri İçin Numuneleri İçin Yatay Yük-Öteleme Oranı
İlişkileri
JO5 ve JO1 numuneleri için enerji yutma kapasitesi-öteleme oranı ilişkisi Şekil 5.37’
de verilmiştir. Yutulan enerji her hedef için yatay kuvvet-öteleme oranı eğrileri
altında kalan alanın hesaplanmasıyla bulunmuştur.
78
0
5000
10000
15000
20000
0.1 0.4 2 4 6 8
Öteleme Oranı (%)
Yu
tula
n E
ner
ji (k
Nm
m)
JO5
JO1
Şekil 5.37: JO5 ve JO1 Numuneleri İçin Enerji Yutma-Öteleme Oranı İlişkileri
Şekil 5.37’de de görüldüğü gibi JO5 numunesinin JO1 numunesine göre daha az
enerji sönümlemektedir. Bunun nedeni olarak JO1 numunesinde enine kiriş ve
döşemenin vermiş olduğu katkı olarak düşünülmektedir.
79
6. BİRLEŞİM BÖLGESİ İÇİN TEORİK YAKLAŞIMLAR
6.1. MEVCUT YÖNETMELİKLER
Bu bölümde, betonarme elemanların kolon-kiriş birleşim bölgesinin kesme
kapasitesinin hesaplanması verilen metodlar ve ACI-318 (1971), ACI-352 (1976-
1991-2002), EUROCODE-8 (1995) ve DBYBHY-06 yönetmelikleri kullanılarak
irdelenecektir.
6.1.1. Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesinin Kesme Kapasitesinin Hesaplanması:
Birleşim bölgesinde meydana gelen kesme kuvvetini hesaplamak için Park ve Paulay
(1975) tarafında geliştirilen aşağıdaki denklem kullanılmıştır:
j s s colV A f V= × − (5.1)
Burada jV birleşim bölgesindeki kesme kuvveti, sA kiriş çekme donatısının toplam
alanı, sf kiriş çekme donatılarındaki gerilme ve colV kolondaki kesme kuvvetidir.
Birleşimdeki kayma gerilmesi, jv şöyle yazılabilir:
j
j
j j
Vv
b d= (5.2)
Burada jb ve jd sırası ile birleşim etkili genişliği ve yüksekliğidir.
Kolon-kiriş birleşim bölgesinin kesme kapasitesinin hesabıyla ilgili bazı
yönetmelikler ve araştırmacılar çeşitli formüller vermişlerdir. Bunların bir kısmı
aşağıda özetlenmiştir.
6.1.1.1. ACI 318 (1971)
Birleşim bölgesinde etriye olmaması durumunda ACI 318-71 yönetmeliğine göre
betonun taşıyabildiği kesme kuvveti;
'0.29 1 0.29c c
g
Pv f
A= + (5.3)
80
c c j jV v b h= (5.4)
Burada P kolona etki eden eksenel yük, Ag Kolon enkesit alanı bj ve hj sırası ile
birleşimin genişliği ve derinliğidir.
'0.40.29 10 1 0.29 1.348c c
c
c
A fv
A= + = kN
1.348 250 500 168474.8 168.5cV N kN= × × = =
6.1.1.2. ACI 352 (1976)
'0.3 (1 0.3 )c c col j jV f f b d= + (5.5)
Denklemde Vc birleşim bölgesinde beton tarafından karşılanan kesme kuvvetini, fcol
ise kolon eksenel gerilmesi ifade etmektedir. Buradan beton tarafından karşılanan
kesme kuvvetini,
0.3 10 (1 0.3 0.4 10)250 500 175890 175.9cV N kN= × + × × × = = olarak elde ederiz.
6.1.1.3. ACI 352 (1991) ve ACI 352 (2002)
(5.6)
'1.058c c j jV f b d= =1.058 10 250 500 418211 418.2N kN× × = =
ACI – ASCE Comiitte 352 (1985) birleşim bölgesinin yeterli miktarda etriye ile
sargılanması durumu için verilen bir formüldür. Eğer birleşim bölgesinde yeteri
derece sargılama varsa bile birleşim bölgesinde oluşan basınç bloğunun ezilmesinden
birleşim bölgesi göçecektir. Bu yüzden birleşim bölgesi kayma dayanımına
yukarıdaki formül ile bir sınırlama getirilmiştir. İncelediğimiz birleşim bölgesi
yapıda köşe birleşimleri temsil ettiğinden dolayı γ katsayısı ACI – ASCE Committee
352 (1985) tarafından 12 olarak belirlenmiş ve hesaplar buna göre yapılmıştır.
6.1.1.4. EUROCODE8 (1995)
EUROCODE8 (1995) yönetmeliğinde beton tarafından karşılanan kesme kuvveti Vc
etriyesiz birleşimler için denklem 5.7, etriyeli birleşimler için denklem 5.8 ile ifade
edilmiştir.
)(083.0 MPadbfV jjcc′= γ
81
2/ 30.525c c j jV f b d= (5.7)
Vc =2/ 30.52510 250 500 304604 304.6N kN× × = = Etriyesiz Birleşim Bölgelerinde
Etriyeli Birleşim Bölgelerinde;
g
yhdsh
cdacccA
fAfffV ++= )48.0(04.0( 3/2'3/2' σ (5.8)
Burada Ash gerekli etriye miktarı, f’c birleşim bölgesindeki betonun basınç dayanımı,
fcd birleşim bölgesindeki betonun çekme dayanımı, fyhd etriye veya çiroz akma
dayanımı (420 MPa dan büyük olamaz), Ag kolon kesit alanı ve Ac etriye dışından
çekirdek kesit alanıdır.
6.1.1.5. DBYBHY (2006)
DBYBHY (2006)’da birleşim bölgeleri kuşatılmış ve kuşatılmamış birleşim bölgeleri
olmak üzere sınıflandırılmıştır. Yönetmelikte kuşatılmış birleşim, kolonun dört
kenarından kiriş birleşiyorsa ve her kirişin genişliği birleştiği kolonun genişliğinin
¾’ünden az olmaması durumunda, kuşatılmamış birleşim ise kuşatılmış durumun
dışındaki birleşimler olarak ifade edilmiştir.
DBYBHY (2006)’da kesme Güvenliği denklem 5.8 ile ifade edilmiştir.
1 21.25 ( )e yk s s kolV f A A V= + − (5.9)
Denklemde Ve, kolon-kiriş birleşim bölgesindeki kesme kuvvetidir. Kirişin kolonu
bir taraftan birleştiği ve diğer taraftan devam etmediği durumlarda As2=0 alınır.
DBYBHY (2006)’da betonun basınç açısından belirlenen Ve için sınır değerler
kuşatılmış ve kuşatılmamış birleşim bölgeleri için denklem 5.9 ve 5.10’da
verilmiştir.
Ve = 0.60 bj h fcd : Kuşatılmış Birleşim Bölgeleri. (5.10)
Ve = 0.45 bj h fcd : Kuşatılmamış Birleşim Bölgeleri. (5.11)
Minimum Etriye Koşulları;
Kuşatılmış birleşimlerde, alttaki kolonun sarılma bölgesi için bulunan enine donatı
miktarının en az % 40’ ı birleşim bölgesi boyunca kullanılacaktır. Enine donatı çapı
φenine>=8 mm ve Senine<=150 mm olmalıdır.
82
bw1
bw2 bw4 bw3
b2 b1
b
Kuşatılmamış birleşimlerde, alttaki kolonun sarılma bölgesi için bulunan enine
donatı miktarının en az % 60’ ı birleşim bölgesi boyunca kullanılacaktır. Enine
donatı çapı φenine>=8 mm ve Senine<=100 mm olmalıdır.
Şekil 6.1: Kuşatılmış Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesi
bw1<bw2 olması durumunda
bj=2min(b1, b2)
bj<=(bw1 + h)
6.2. YÖNETMELİKLERİN KARŞILAŞTIRILMASI
Yönetmeliklerin birleşim bölgesi için beton ve donatı tarafından karşılanan kesme
kuvvetlerinin karşılaştırılması Tablo 5.1’ de verilmiştir.
Tablo 6.1: Yönetmeliklere Göre Birleşim Kayma Kapasitesi ve Sınır Değerler
Yönetmelik Vc (kN) Vs (kN) Vt (kN)
DBYBHY’2006 484 - 484
ACI352-2002 365 - 365
ACI352-1991 388 - 388
ACI318-1971
ACI352-1976 150 176 326
EUROCODE8-1995 275 176 451
83
Tablo 6.1’de görülen Vc beton tarafından karşılanan kesme kuvveti, Vs donatı
tarafından karşılanan kesme kuvveti ve Vt’de Vc ile Vs’nin toplamıyla oluşan kesme
kuvveti değeridir.
84
7. SONUÇLAR
İstanbul Teknik Üniversitesi Laboratuvarında, betonarme yapıların kolon-kiriş
birleşim bölgeleri sabit eksenel yük ve yön değiştiren tekrarlı yatay yükler altında
davranışı incelenmiştir. Bu amaçla 2 adet numune üretilmiştir. Her iki numuneninde
birleşim bölgelerinde etriye yerleştirilmemiştir. İki adet numuneden birincisi olan
JO5 numunesi kolon-kiriş elemanlarından oluşurken diğer JO1 numunesi de kolon-
kiriş’e ilave enine kiriş ve döşeme detayını da içerecek şekilde tasarlanmıştır.
Deney numuneleri, ülkemizdeki mevcut yapıların özelliklerini yansıtmak üzere beton
dayanımı düşük olarak üretilmiştir. Üretilen 2 adet numune, göçmeye kadar
zorlanmış, dayanım, şekildeğiştirme yapabilme ve enerji yutma değişimleri ile hasar
oluşumları incelenmiştir. Bu bölümde, elde edilen önemli sonuçlar özetlenmiştir.
1. JO5 ve JO1 numunelerinin deneylerinin ilk iki çevrimde (δ = ± 0.34 mm ve δ
= ± 0.68 mm) çatlak oluşmamıştır.
2. δ = ± 1.36 mm yerdeğiştirmesinde iki numunede de boyuna kirişte eğilme
çatlakları oluşmuştur. Her iki numunede de çatlak genişlikleri aynı değerlere
sahiptir.
3. δ = ± 5.44 mm yerdeğiştirmesinde JO5 numunesinde ön ve arka yüzde itmede
ilk eğik kesme çatlağı oluşurken (a=0.25 mm), JO1 numunesinin sadece ön
yüzünde itme ve çekme hedeflerinde eğilme çatlakları oluşmuştur (a=0.15
mm). JO1 numunesinde ayrıca birleşim bölgesinde kiriş boyuna donatısına
paralel çatlak oluşmuştur. Bu çevrimden sonra JO1 numunesi JO5
numunesine göre daha büyük yük taşımıştır.
4. JO5 numunesinde δ = ± 8.16 mm yerdeğiştirmesinde ön ve arka yüzde çekme
hedefine gidilirken birleşim bölgesinde eğik kesme çatlakları oluşmuştur
(a=0.25 mm). JO1 numunesinde arka yüzde itme ve çekme hedefine gilirken
birleşim bölgesinde ilk eğik kesme çatlakları oluşmuştur. Ayrıca, JO1
numunesinde çekme hedefine gidilirken birleşim bölgesinde kiriş boyuna
donatısına paralel çatlak oluşmuştur.
85
5. δ = ± 54.4 mm yerdeğiştirmesinde her iki numunede de en büyük kiriş tepe
yükü değeri okunmuştur. JO1 numunesinde 65.8 kN okunurken JO5
numunesinde 51.5 kN okunmuştur. Bu çevrimde JO5 numunesinde birleşim
bölgesindeki eğik çatlakların genişlikleri, JO1 numunesindekilere göre daha
büyüktür.
6. δ = ± 81.6 mm yerdeğiştirmesinde her iki numunede de birleşim bölgesi ile
kiriş ara yüzündeki betonda ezilme başlangıcı görülmüştür. JO5 numunesinin
ön ve arka yüz ile JO1 numunesinin ön yüzlerindeki birleşim bölgesindeki
betonun ezildiği gözlemlenmiştir.
7. JO5 numunesinde δ = + 136 mm yerdeğiştirmesine kadar, JO1 numunesinde
ise δ = +148 mm yerdeğiştirmesine kadar sürekli itme yönünde yük
verilmiştir. Her iki numunede de birleşim bölgelerinin altlarındaki beton pas
payı dökülmüştür.
8. Enerji yutma kapasiteleri bakımından değerlendirme yapılırken, iki
numuneye de verilmiş olan her bir yerdeğiştirme adımlarında sönümlemiş
oldukları enerji seviyesine göre karşılaştırmalar yapılmıştır. Enerji yutma
kapasiteleri bakımından en iyi performansı azda olsa JO1 numunesinin
sergilediği gözlemlenmiştir.
Deneyler sonunda yapılan değerlendirmeler sadece bu çalışmada denenen 2 adet
numune içindir. Her iki numunede de genel olarak kayma hasarları ve kiriş
boyuna donatısının sıyrılmadan dolayı oluşan sıyrılma hasarları gözlemlenmiştir.
Numunenin kapasitesine ulaşması bu iki hasarın ortak etkisi ile meydana geldiği
düşünülmektedir. Enine kiriş ve döşemesi olmayan JO5 numunesinin
kapasitesinin JO1’e göre daha düşük olması enine kirişin etkisinden
kaynaklandığı düşünülmektedir. Yukarıda JO1 numunesinin ön yüz ve özellikle
arka yüzdeki birleşim bölgesindeki eğik çatlak genişliklerinin daha küçük
değerlerde olduğu açıkça görülmektedir. Kesme çatlaklarının birleşim bölgesinde
enine kirişin katkısı ile sınırlandırılması kiriş boyuna donatısının JO5’e göre
aderansını bir miktar arttırdığı düşünülmektedir. Bu şekilde JO1 numunesinin
kapasitesinin JO5 numunesine göre daha yüksek olmasını sağladığı
düşünülmektedir.
86
KAYNAKLAR
[1] Celep, Z ve Kumbasar, N., 2000. Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme
Dayanıklı Yapı Tasarımı, Rehber Matbaacılık, İstanbul.
[2] ACI-ASCE Committee 352, 1976. Recommendations for design of beam-
column joints in monolithic reinforced concrete structures (ACI
352R-76). ACI Journal, Vol.73, No.7, pp. 375-393.
[3] ACI-ASCE Committee 352, 2002. Recommendations for design of beam-
column connections in monolithic reinforced concrete structures (ACI
352R-02). American Concrete Institute.
[4] Ammerman, O.V., French, C.W., (1988). R/C beam-column-slab
subassemblies subjected to lateral loads. ASCE, Journal of Structural
Engineering, Vol. 115, No.6, pp.1289-1308.
[5] Beres, A., El-Borgi, S., White, R., Gergely, P., (1992). Experimental results of
repaired and retrofitted beam-column joint tests in lightly RC frame
building. Technical Report NCEER-92-0025.
[6] Bracci, J.M., Reinhom, A.M., Mander J.B., (1992). Seismic resistance of R/C
frame structures designed only for gravity loads, Part III experimental
performance and analytical study of structural model. Technical
Report NCEER-92-0029, National Centre for Earthquake Engineering
Research, SUNY/Buffalo.
[7] Ehsani, M.R., Wight J.K., (1986). Effect of beams and slab on behavior of
reinforced concrete beam-to-column connections. ACI Journal, Tit.
No. 82-17, pp.188-195.
[8] Elmorsi, M.S.E., (1998). Analitical modeling of reinforced concrete beam
column connections for seismic loading. Thesis submitted to the
MacMaster Unv. for the Degree of Doctor of Philosophy, Hamilton,
Ontario, Canada.
87
[9] Fleury, F., Reynouard , J.M., Merabet, O., (2000). Multicomponent model of
reinforced concrete joints for cyclic loading. ASCE Journal of
Engineering Mechanics, Vol. 126, No. 8, pp. 804-811.
[10] Hanson, N.W., and Connor, H.W., “Seismic Resistance of Reinforce Concrete
Beam-Column Joints,” Journal of the Structural Division, ASCE,
Vol.93, No.ST5, October 1967,pp.533-560
[11] Higazy, E.M.M., Elnashai, A.S., Agbabian, M.S., (1996). Behavior of beam-
column connections under axial column tension. ASCE Journal of
Structural Engineering, Vol. 122, No. 5, pp. 501-511.
[12] Hoffmann,G.W., Kunnath, S.K., Reinhom, A.M., Mander, J.B., (1992).
Gravity–load-designed reinforced concrete buildings: Seismic
evaluation of existing construction and detailing strategies for
improved seismic resistance. Technical Report NCEER92-0016
National Centre for Earthquake Engineering Research,
SUNY/Buffalo.
[13] Kaku, T., Asakusa, H., (1991). Ductility estimation of exterior beam column
subassemblage in rc frames. Design of beam column joints for seismic
resistance. ACI SP-123, American Concrete Institute, Detroit,
Michigan.
[14] Pantazopoulou, S.J., Bonacci, J.F., (1994). On earthquake-resistant reinforced
concrete frame connections. Canadian Journal for Civil Engineering,
Vol. 21, pp. 307-328.
[15] Park, R. and Paulay, T., (1975). Reinforced concrete structures, John Wiley &
Sons, N.Y.
[16] Paulay, T., Park, R., and Priestly, M.J.N., (1978). Reinforced Concrete
Beam-Column Joints Under Seismic Actions,” ACI Structural
Journal, V. 75, No. 6, pp.585-593.
88
[17] Pessiki, S.P., Conley, C.H., Gergely, P., White, R.N., (1990). Seismic
behavior of lightly-reinforced-concrete column and beam-column
joint details. Technical Report NCEER-90-0014, National Centre for
Earthquake Engineering Research, SUNY.
[18] Tsonos, A.G., Tegos, I.A., Penelis, G.Gr., (1992). Seismic resistance of type 2
exterior beam-column joints reinforced with inclined bars. ACI
Structural Journal, Vol. 89, No. 1, pp. 3-12.
[19] Tsonos, A.G., (2000). Effect of vertical hoops on the behavior of reinforced
concrete beam-to-column connections. Journal of European Assosiation
for Earthquake Engineering. European Earthquake Engineering.
[20] Yalçin, U. and Durrani A. J., (1993). Effect of Slab on Inelastic Response of
R/C Buildings. Journal of Structural Engineering, Vol. 119, No. 5, May
1993, pp. 1374-1387.
[21] Zerbe, H.E., Durani A.J., (1990). Seismic response of connections in two-bay
RC frame subassemblies. ACI Structural Journal, Vol. 87, No.4,
pp.406-415.
[22] Hegger, J., Sherif, A., Roeser, W., (2003). Nonseismic Design of Beam-
Column Joints. ACI Structural Journal, Vol. 100, No.5, pp.654-664.
[23] Hwang, S.J., Lee, H.J., Liao, T.F., Wang, K.C., Tsai, H.H., (2006). Role of
hoops on shear strength of reinforced concrete beam-joints. ACI
Structural Journal, Vol. 102, No.3, pp.445-453.
[24] EUROCODE 8, (1995).
[25] DBYBHY, (2006). Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında
Yönetmelik
89
EK A. DENEY NUMUNELERİNİN KAPASİTE HESABI
Birleşim bölgesinin kayma dayanımı, birleşim bölgesinde etriye olmaması durumu
için aşağıda ACI-1976’nın verdiği formül kullanılabilir.
600600
500500
4φ164φ16
φ8/150φ8/150
4φ164φ16
8080
2φ8
φ8/100
4φ164φ16
φ8/150
4φ164φ16
Şekil A.1: Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesine Etkiyen Yükler ve Kesit Detayları
Beton basınç dayanımı f`c = 8.54 MPa, BÇ I demiri akma dayanımı 16 lık fy = 336
MPa, 16 lık fy = 315 MPa (donatı çekme deneyleri yapılmıştır). Kolon eksenel yük
değeri N = 0.40×250×500×8.54 = 427000 N = 427 kN
Birleşim bölgesi kayma dayanımı:
Betonun katkısı
ACI 352 (1976) yönetmeliğine göre hesap:
'0.3 (1 0.3 )jcc c col j jV f f b d= + Vjcc: Birleşim bölgesinde beton tarafından karşılanan
kesme kuvveti, yani birleşim bölgesinde etriye bulunmaması durumunda birleşim
bölgesinin kayma kapasitesidir. fcol: Kolon etki eden eksenel gerilme, f'c: Beton
basınç mukavemeti
A-A Kesiti B-B Kesiti
3.00 m
2.0 m
A-A
B-B
Kolon
Kiriş
C-C
90
5000000.3 10 (1 0.3 )250 480 175890 169
250 500jccV N kN= × + × × = =
×
ACI 318 (1971) yönetmeliğine göre hesap:
Birleşim bölgesinde etriye olmaması durumunda ACI 318-71 yönetmeliğine göre
betonun taşıyabildiği kesme kuvveti; '0.29 1 0.29c c
g
Pv f
A= + , c c j jV v b h=
P: Kolona etki eden eksenel yük, Ag: Kolon enkesit alanı bj, hj: Sırası ile birleşimin
genişliği ve derinliğidir.
'0.40.29 10 1 0.29 1.348c c
c
c
A fv
A= + =
1.348 250 480 161800 162cV N kN= × × = = ]
Etriyenin katkısı
s y
s
A f dV
s= As : Birleşim bölgesinde s aralığında bulunan toplam etriye alanı, fy:
Donatının akma dayanımı, d: faydalı yükseklik, s: etriye aralığıdır.
Birleşim bölgesi kayma kapasitesi için maksimum sınır değer
ACI 352 (1991) ve ACI 352 (2002),
'1.058jcmaks c j jV f b d= =1.058 10 250 480 401211 401N kN× × = =
Vjcmaks: ACI – ASCE Comiitte 352 (1985) birleşim bölgesinin yeterli miktarda etriye
ile sargılanmasını gerektirmektedir. Daha da ilerisi enine kirişlerin de olmasını
gerektirmektedir. Eğer birleşim bölgesinde yeteri derece sargılama varsa bile
birleşim bölgesinde oluşan basınç bloğunun ezilmesinden birleşim bölgesi
göçecektir. Bu yüzden birleşim bölgesi kayma dayanımına yukarıdaki formül ile bir
sınırlama getirilmiştir. Yani bu değer birleşim bölgesi kayma kapasitesi için bir üst
sınırdır.
[ Türkiye deprem yönetmeliğinde kuşatılmamış birleşim bölgeleri için şu sınır değeri
vermiştir. 'max 0.30 0.30 250 480 10 360j j j cV b h f≤ × = × × × = kN ]
91
Birleşim bölgesine gelebilecek maksimum kayma kuvveti:
Şekil A.2: Moment ve Kesme Kuvveti Diyagramları
Kiriş eğilme kapasitesine (145 kNm) gelmesi için kiriş ucuna etki ettirilecek kuvvet
(107 kN) altında moment ve kayma diyagramları
Mkiriş = 145 kNm
(Yukarıda kesiti verilen kirişin moment kapasitesi)
Vkol=145/3= 48.3 kN
Vjemax= Tbu-Vkolon
Vjemax = (4×(π162/4)+2× (π82/4)) ×1.25×340-48300
Vjemax = 336 kN
1- Vc = 169< Vje < 336 ( Vjcc < Vje < Vjemax) Birleşim bölgesinde etriye
yoktur.
2- Vc + Vs = 207 < Vje < 336 Birleşim bölgesinde 1Ф8 etriye vardır.
2 50 400 48038.4
500s y
s
A f dV
s
× × ×= = = kN, 169 38 207c sV V+ = + = kN
3- Vc + Vs = 361 < Vje < 336 Birleşim bölgesinde deprem yönetmeliğinin
öngördüğü miktarda etriye vardır Ф8/100.
2 50 400 480192
100s y
s
A f dV
s
× × ×= = = kN, 169 192 361c sV V+ = + = kN
Vje = 300 kN olsun
107
55 41
V (kN)
-65
79 144
M (kNm)
107 kN
Tbu
Vkolon
Vjemax
Vjemax= Tu-Vkolon
Tbu=Asαφfy
C-C Kesiti
92
Vjemax : Kiriş moment kapasitesine ulaştığında birleşim bölgesine etki eden kayma
kuvveti
Vjce : Kirişin taşıdığı herhangi bir moment durumunda birleşim bölgesine etki eden
kayma kuvveti
Tu : Kiriş moment kapasitesine ulaştığında kiriş çekme donatısından oluşan çekme
kuvveti
Vkolon : Kiriş moment kapasitesine ulaştığında kolonun birleşim bölgesine birleştiği
yüzeydeki kesme kuvveti
As : Kiriş çekme donatısı alanı ve Ф pekleşme katsayısı
Kolon, kiriş kesit ve donatıları;
Şekil A.3: Kolon, Kiriş Kesit ve Donatıları
Kolon
Boyuna donatı 2-4φφφφ16
As= 2*804 = 1608 mm2 11 2 /s s
yd cd
w bhA A
f f= = 1250*500
804340 /10
w= w1=w2=0.22
N= 500 kN 500000
0.4250 500 10cd
Nn
bhf= = =
× ×
Tablodan 2 2
0.28250 500 10cd
M Mm
bh f= = =
× × m=0.27 M= 144 kNm
Kolonda beton katkısını da göz önüne alacağız,
250 mm
500 mm
4φ16
416
Εtr: φ8/150
3.00
2.0 m 80
2φ8
4φ16
4φ16
600
250
500 Εtr: φ8/100
93
5000000.65 1 0.07 0.65 1 250 500 1 0.07 104
250 500c ctk
NV f bh kN
bh
= + = × × × × + = ×
Vc=103
* * 2*50*340* 46478.9
200sh yh
w
h
A f dV kN
s= = = Vs= 98 Vr=201 kN
Kiriş:
Şekil A.4: Kirişe Etkiyen Moment
ACI 352R-02 ye göre kiriş momenti şöyle hesaplanabilir; tabla içindeki donatı da
gözönüne alınarak,
'
( )2
0.85
kiriş s y
s y
c
aM A f d
A fa
f b
α
α
= −
=
Eğilme
Kirişin pozitif eğilme momenti kapasitesi; (4φ16=804 mm2)
804 *1.25*34067
0.85*10*600a mm= = ,
804 *1.25*340*(464 78.82 / 2) 145M kNm= − = 144
500 20 8 16 / 2 464d mm= − − − =
Kirişin negatif eğilme momenti kapasitesi; (4φ16+2φ8=904 mm2)
ls=300c
m
Vkolon
Vkolon
Mkiriş
Kolon
Kiriş
80
2φ8
4φ16
4φ16
600
250
500 Εtr: φ8/150
94
904 *1.25*340180.8
0.85*10* 250a mm= = ,
904 *1.25*340*(464 213/ 2) 137.4M kNm= − = 137
Kesme:
0.65* 0.65*1* 250* 464 75400 0.80 60cr ctd w c crV f b d N V V kN= = = → = =
* * 2*50*340* 464105000 105
150sh yh
w
h
A f dV N kN
s= = = =
0 105 105rV kN= + = * Kiriş için Vc beton katkısı gözönüne alınmayacaktır. Kesme
açısından kiriş kritik olacağından enine donatı miktarını artırmak gerekir. Enine
donatıyı Ф8/100 seçersek Vw=158 kN > 107 kN
95
ÖZGEÇMİŞ
Orkun İncecik, 1980 yılında Almanya’ da doğmuştur. 1997 yılında General Ali Rıza Ersin Lisesi’nden mezun olduktan sonra aynı sene İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü’nü kazanmış 1999’da buradan ayrılıp aynı sene Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği kazanıp burada 1 sene kalıp 2000 senesinde İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü’ne yatay geçiş yapıp 2003 yılında bu bölümden mezun olmuştur. 2005 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Deprem Mühendisliği programında yüksek lisansa başlamıştır.