Browsing by Author "Mertol, Halit Cenan"

Now showing 1 - 20 of 27

Betonarme yapıların tasarımı için özel yük ve direnç katsayılarının geliştirilmesi
(2021) Elosta, Ibrahım; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Betonarme yapıların tasarımında kullanılan mevcut yük ve direnç (dayanım) katsayıları bu yüzyıldan önce geliştirilmiştir. Geçmişten gelen bu katsayıların kullanılması, daha iyi kalite kontrolüne sahip malzemeler ve daha iyi tahminlere sahip yükler kullanılarak inşa edilen betonarme yapıların tasarımını günümüzde önemli ölçüde cezalandırmaktadır. Bu çalışmanın amacı, mevcut malzemeler (beton ve çelik) ile ilgili istatistiksel verileri (bias ve kovaryans) ve yük tahminlerini (ölü, canlı vb.) kullanarak istenilen hedef güvenilirlik endeksine göre yük ve dayanım (direnç) katsayılarını belirleyen bir araç geliştirmektir. Birinci Derece İkinci Moment Moment (BDİM) ve Monte Carlo Simülasyonu (MSC) yapısal güvenilirlik modelleri olarak kullanılan yöntemlerdir. Farklı göçme modları için direnç (dayanım) parametrelerini belirlemek için ilk yöntem kullanılmıştır. Bu direnç parametreleri güvenilirlik indeksi değerlerini belirlemek için MCS Metodu kullanılarak 20 milyon rastgele değişken kullanılarak hesaplanmıştır. Son olarak, betonarme elemanlar tasarlamak için özel yük ve direnç katsayılarını belirlemek için Microsoft Excel Yazılımı kullanılarak bir program geliştirilmiştir. Bu programı kullanılarak, direnç (dayanım), zati ve hareketli yük verileri kullanılarak kiriş ve kolon elemanlarının göçme modlarına ve hedef güvenilirlik indekslerine göre, kendi projeniz için özel yük katsayıları seçilebilmektedir.
Çelik lifli beton kullanılan kirişlerde yorulma davranışı
(2018) Abdelmola, Saad; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Bu araştırmada çelik lifli beton kullanılan öngermeli kirişlerin yorulma davranışı incelenmiştir. Test elemanları olarak 180×250×3500 mm boyutlarındaki üç adet tek halatla öngerilmiş kirişler kullanılmıştır. Test programındaki ana değişken betonun (geleneksel ve çelik lifli) tipiydi. Çelik lifli kirişlerde, aynı ağırlık oranında iki tip çelik lifi (Dramix ZP 305 and Dramix 4D) kullanılmıştır. Bir deney elemanı geleneksel beton ile diğer iki eleman ise iki tip çelik lifi kullanılarak dökülmüştür. Elemanlar dört nokta eğilme deneyi altında test edilmiştir. İlk olarak deney elemanları çatlatılmıştır. Ardından deney elemanlarına 2000000 çevrim yorulma deneyi uygulanmıştır. Yorulma çevrimleri, önceden belirlenmiş aralıklarda durdurulmuş ve yük-sehim ilişkileri bu çevrimler sonrasında elde edilmiştir. Bu yük-sehim ilişkileri rijitlik ve tokluk paratmeleri göz önüne alınarak değerlendirilmiştir. Yorulma deneyi sonuçları çelik lifli beton kullanılan elemanların rijitliğinin ve tokluğunun geleneksel betona göre biraz daha yüksek olduğunu göstermiştir. Kiriş numunelerinin deneysel yük-deformasyon davranışlarının, literatürde bulunan malzeme modelleri kullanılarak sayısal olarak belirlenmesi için analitik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. En uygun malzeme modelleri bulunmuştur.
Çelik lifli betonun çekme ve basınç altındaki davranışı
(2015) Abdussalam, Alfadhıl. A. Gheıt. Alfadhıl; Mertol, Halit Cenan; Baran, Eray; Civil Engineering
Çelik lifli beton, içinde belirli uzunluktaki çelik liflerin gelişigüzel ve düzgün bir şekilde yayılımı ile elde edilen bir beton karışımıdır. Liflerin kalitesi ve miktarı betonun mekanik özelliklerini etkilemektedir. Çelik liflerin betona katılması, betonun çekme tokluğunu ve sünekliğini arttırdığı, basınç dayanımını da ufak da olsa iyileştirdiği genel olarak kabul edilmiştir. Betonun kırılmasından sonra çekme gerilmelerinin lifler arasındaki dağılımı sağlandığından dolayı çelik liflerin yararı daha belirgin olarak görülmektedir. Bu araştırmanın amacı, çelik lifli betonun çekme ve basınç altındaki davranışının, konvansiyonel ve çelik lifli beton kullanılan çeşitli numuneler üzerinde uygulanan yükleme deneyleri ile incelenmesidir. Deney numuneleri basınç silindirlerinden (100×200 ve 150×300 mm), prizmatik eğilme dayanımı elemanlarından (150×150×600 mm) oluşmaktadır. Ayrıca çelik donatıyı çevreleyen prizmatik beton numuneler üzerinde çekme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çelik donatı çevresindeki prizmatik numuneler için gerçekleştirilen çekme deneylerinde beton prizmaların uzunlukları (500, 1000, ve 1500 mm) ve kesit boyutları (60×60, 100×100,150×150, 200×200 mm) değişkenler olarak uygulanmıştır. Yük-deformasyon davranışları elde edilmiş ve çelik lifli betonun basınç ve çekme altındaki gerilme-birim uzama ilişkileri bulunmuştur. Prizmatik eğilme numunelerinden elde edilen yük-deformasyon davranışları, bu araştırmada bulunan basınç ve çekme altındaki gerilme-birim uzama ilişkileri kullanılarak tahmin edilen yük deformasyon davranışları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca literatürde bulunan farklı gerilme-birim uzama modelleri kullanılarak davranışlar yeniden tahmin edilmiştir.
Çeşitli Sünme, Büzülme ve Elastisite Modülü İlişkileri Kullanılarak Öngermeli Beton Kiriş Tasarımı
(2016) Janabi, Basheer Qahtan Durib; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Betonarme kirişler, elastisite modülü, sünme, büzülme ve hareketli yükler için önerilen birçok hesaplama yöntemlerine dayalı olarak tasarlanmaktadır. Tüm veriler aynı olsa dahi, bu ilişkilerin seçimi farklı bir tasarıma yol açabilir. Elastisite modülü, sünme, büzülme ve hareketli yükler için önerilen tüm ilişkilerin eşit olarak geçerli olduğu varsayıldığında, betonarme kirişler için en ekonomik tasarım en iyi tasarım olacaktır. Bu çalışmada, bir betonarme kirişin tasarımında değişik hareketli yükler altında betonun farklı elastisite modülü, sünme ve büzülme ilişkilerinin kullanımına ait etkiler değerlendirilmiştir. Bu amaçla bir kiriş, sünme (AASHTO LRFD (2012), ACI 209R (1992) ve Huo (2001) tarafından Modifiye edilen ACI 209R (1992)), büzülme (AASHTO LRFD (2012), ACI 209R (1992) ve Huo (2001) tarafından Modifiye edilen ACI 209R (1992)) ve betonun elastisite modülü (ACI 318-14 (2014), BS EN 1992-1-1 (2004), BS 8110-2 (1985), ACI 363R-92 (1997), Rizkalla ve diğ. (2007) ve AIJ (2003)) için önerilen çeşitli denklemler kullanılarak tasarlanmıştır. H30-S24 ve HL-93 Kamyon Yükleri, hareketli yükler olarak kullanılmıştır. Tasarımlar sünme kaybı, büzülme kaybı, toplam kayıp, zati-yük sehimi, hareketli yük sehimi ve toplam yük sehimine dayalı olarak karşılaştırılmıştır. Bazı ilişkilerin, kullanılan diğer ilişkilere kıyasla daha düşük sünme, büzülme ve sehim değerleri ile sonuçlandığı gözlemlenmiştir.
Citation Count: 20
Creep and shrinkage behavior of high-strength concrete and minimum reinforcement ratio for bridge columns
(Precast/prestressed Concrete inst, 2010) Mertol, Halit Cenan; Rizkalla, Sami; Zia, Paul; Mirmiran, Amir; Civil Engineering
This paper summarizes the findings of an extensive research program that examined the shrinkage and creep behavior of high-strength concrete (HSC) up to a strength of 18 ksi (124 MPa). Creep and shrinkage strains of 60 specimens were monitored for up to two years. The variables considered in this investigation were the concrete compressive strength, specimen size, curing type, age of concrete at loading, and loading stress level. Research findings indicate that the current American Association of State Highway and Transportation Officials' AASHTO LRFD Bridge Design Specifications could be used to estimate the creep coefficient and shrinkage strain of HSC up to 15 ksi (103 MPa). However, the current AASHTO LRFD specifications do not provide appropriate predictions for concrete compressive strength greater than 15 ksi (103 MPa). A revised time-development correction factor is proposed to obtain better predictions for HSC up to 18 ksi (124 MPa). For HSC compression members, the current AASHTO LRFD specifications require an excessive amount of minimum longitudinal reinforcement to account for the long-term effects due to shrinkage and creep. Based on an analysis, a new relationship is proposed for the required minimum reinforcement ratio.
Citation Count: 18
Creep and shrinkage behavior of high-strength concrete and minimum reinforcement ratio for bridge columns
(Precast/Prestressed Concrete Institute, 2010) Mertol,H.C.; Rizkalla,S.; Zia,P.; Mirmiran,A.; Civil Engineering
This paper summarizes the findings of an extensive research program that examined the shrinkage and creep behavior of high-strength concrete (HSC) up to a strength of 18 ksi (124 MPa). Creep and shrinkage strains of 60 specimens were monitored for up to two years. The variables considered in this investigation were the concrete compressive strength, specimen size, curing type, age of concrete at loading, and loading stress level. Research findings indicate that the current American Association of State Highway and Transportation Officials' AASHTO LRFD Bridge Design Specifications could be used to estimate the creep coefficient and shrinkage strain of HSC up to 15 ksi (103 MPa). However, the current AASHTO LRFD specifications do not provide appropriate predictions for concrete compressive strength greater than 15 ksi (103 MPa). A revised time-development correction factor is proposed to obtain better predictions for HSC up to 18 ksi (124 MPa). For HSC compression members, the current AASHTO LRFD specifications require an excessive amount of minimum longitudinal reinforcement to account for the long-term effects due to shrinkage and creep. Based on an analysis, a new relationship is proposed for the required minimum reinforcement ratio.
Citation Count: 18
Creep and shrinkage behavior of high-strength concrete and minimum reinforcement ratio for bridge columns
(Precast/Prestressed Concrete Institute, 2010) Mertol,H.C.; Rizkalla,S.; Zia,P.; Mirmiran,A.; Civil Engineering
This paper summarizes the findings of an extensive research program that examined the shrinkage and creep behavior of high-strength concrete (HSC) up to a strength of 18 ksi (124 MPa). Creep and shrinkage strains of 60 specimens were monitored for up to two years. The variables considered in this investigation were the concrete compressive strength, specimen size, curing type, age of concrete at loading, and loading stress level. Research findings indicate that the current American Association of State Highway and Transportation Officials' AASHTO LRFD Bridge Design Specifications could be used to estimate the creep coefficient and shrinkage strain of HSC up to 15 ksi (103 MPa). However, the current AASHTO LRFD specifications do not provide appropriate predictions for concrete compressive strength greater than 15 ksi (103 MPa). A revised time-development correction factor is proposed to obtain better predictions for HSC up to 18 ksi (124 MPa). For HSC compression members, the current AASHTO LRFD specifications require an excessive amount of minimum longitudinal reinforcement to account for the long-term effects due to shrinkage and creep. Based on an analysis, a new relationship is proposed for the required minimum reinforcement ratio.
Citation Count: 18
Damage in Reinforced-Concrete Buildings during the 2011 Van, Turkey, Earthquakes
(Asce-amer Soc Civil Engineers, 2014) Baran, Eray; Mertol, Halit Cenan; Gunes, Burcu; Civil Engineering; Department of Civil Engineering
Two major earthquakes with magnitudes Mw=7.2 (ML=6.7) and ML=5.6 occurred in eastern Turkey on October 23 and November 19, 2011. The maximum measured peak ground accelerations for the two ground motions were 0.18g and 0.25g, respectively. The earthquakes resulted in various levels of damage to RC moment-resisting frame buildings ranging from minor cracking in brick partition walls to total collapse. This paper summarizes the field observations of the Atilim University Reconnaissance Team carried out in the region a few days after the two main shocks with an emphasis on the performance of RC buildings. A summary of the evolution of the Turkish seismic design code during the last 35 years is given, followed by an explanation of the behavior of RC buildings during the October 23 and November 9 earthquakes. The deformation types that were commonly observed in the heavily damaged or collapsed RC buildings include plastic hinging in columns attributable to stiffer beams, localization of damage in ground-story columns attributable to changes in the stiffness of the lateral load-resisting system caused by brick partition walls, and shear failure of columns caused by discontinuities in the partition walls adjacent to the columns. Poor concrete quality, inadequate development and lap splice length for reinforcement, and inadequate confinement in columns also contributed to the poor seismic behavior.
Değiştirilmiş ve genişletilmiş itme yöntemleriningeri çekme düzensizliği olan betonarme binalar için değerlendirilmesi
(2022) Hasan, Ghadeer Haıtham Hasan; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Betonarme binaların düzensiz konfigürasyonları, bu tip binalarda önceki depremler sırasında meydana gelen hasarların nedenlerinden biri olarak sıklıkla tanımlanmıştır. Belirli kot seviyelerinde binanın yanal boyutunun küçülmesi nedeniyle meydana gelen düzensizlik tipi (geri çekme), farklı yüksekliklere sahip binalar için felaket olabilir. Mühendislerin, uygulama kolaylığı nedeniyle, betonarme binaların sismik performansını değerlendirirken itme analizi gibi basitleştirilmiş doğrusal olmayan statik analiz prosedürleri benimsemeleri çok yaygındır. Geleneksel itme analiz yöntemlerinin kullanılması, az katlı binalar için kabul edilebilir sonuçlar sağlanaktadır. Ancak bu yöntem, sismik hareketler altındaki davranışı yalnızca temel mod şekli tarafından belirlenmeyen orta ve yüksek katlı binalar için yeterli sonuçları sağlamamaktadır. Bu sorunun üstesinden gelmek için, daha yüksek mod şekillerinin etkilerini dikkate alan bazı gelişmiş yöntemler çeşitli araştırmacılar tarafından önerilmiştir. Ancak bu yöntemlerin geri çekme düzensizliği olan üç boyutlu yüksek binalara uygulanabilirliği literatürde ele alınmamıştır. Bu çalışmada, çeşitli konumlarda geri çekme düzensizliğine sahip toplam 6 orta ve yüksek katlı bina modeli, ASCE 7-22'ye göre Ters Üçgen Yanal Yük Dağılımı (TLP), vi Birinci Mod Şekli Yanal Yük Dağılımı (FLP), Düzgün Yayılı Yanal Yük Modeli (ULP), Değiştirilmiş Üst Sınır Yöntemi (MUB) ve Genişletilmiş Üst Sınır Yöntemi (EUB) gibi doğrusal olmayan itme analiz yöntemleri kullanılarak analiz edilmiş ve bu yöntemlerin uygulanabilirliğini değerlendirilmiştir. Bu yöntemlerden elde edilen sonuçlar, daha kesin çözümler sunan Doğrusal Olmayan Zaman Alanı Analizi Yöntemi (NLTHA) ile karşılaştırılmıştır. Bina modellerinden üçü 6 katlı, diğer üçü 12 katlıdır. Modellerin kat yükseklikleri zemin katta 4.5 m, diğer katlarda ise 3.2 m olarak belirlenmiştir. Tüm modeller, her iki plan görünümü yönünde, her birinin tipik uzunluğu 6 m olan dört açıklığa sahiptir. Her yükseklik seviyesinden bir model planda simertik bir bina olarak tasarlanmış ve karşılaştırma amacıyla kullanılmıştır. Her yükseklik seviyesindeki diğer iki model de, bir yönde yüksekliğin çeşitli yerlerinde geri çekme düzensizliği bulunmaktadır. Sonuçlar, yanal yer değiştirmeler, katlar arası ötelenme oranları ve plastik mafsal dönüşleri gibi sismik talep değişkenleri için değerlendirilmiştir. EUB yöntemi, geleneksel itme analiz prosedürlerine (TLP, FLP ve ULP) kıyasla tüm düzensiz bina modellerinin katlar arası ötelenme oranları için daha doğru sonuçlarını sağlamıştır. 6 ve 12 katlı bina modellerinin üst katlarındaki plastik mafsal dönüşlerini tahmin etmek için geleneksel itme yöntemleri yeterli değildir, oysa EUB yöntemi düzensiz binalar için bu plastik mafsal dönüşleri için makul sonuçlar sağlamıştır.
Düzenli ve düzensiz betonarme binalar için geliştirilmiş itme analiz prosedürlerinin değerlendirilmesi
(2021) Sharıda, Mohamed El; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Performansa dayalı tasarım yöntemlerinin önemli bir özelliği, sismik talep parameter tahminlerinin doğruluğu olarak kabul edilebilir. Tasarıma dayalı yöntemlerin bu du doğrultuda iyileştirmeler yapmak her zaman çok değerlidir. Yüksek modların etkisini hesaba katan birkaç Gelişmiş İtme Analizi (GİA) prosedürü son zamanlarda araştırmacılar tarafından önerilmiştir. Bu prosedürlerin çoğu normal bina çerçevelerine uygulandığından, bu tür prosedürlerin etkinliğinin düzensiz bina çerçeveleri için değerlendirilmesine ihtiyaç vardır. Ardışık Modal İtme (AMİ), Dinamik Yük Modeli (DYM) ve Tek Çalışmalı Çok Modlu İtme (TÇÇMİ) gibi GİA prosedürleri literatürde moment taşıyan çelik çerçevelere uygulanarak değerlendirilmiştir. Bu çalışmanın amacı, farklı kat sayılarına (4, 8, 12, 16, 20 ve 24) sahip 12 adet düzenli ve düzensiz özel moment taşıyan betonarme çerçevenin sismik taleplerini tahmin etmek için kullanılan GİA prosedürlerinin etkinliğini ve uygulanabilirliğini karşılaştırmalı olarak değerlendirmektir. GİA yöntemleri sonucunda elde edilen yapısal talepler Doğrusal Olmayan Zaman Alanı Analizinden (DOZAA) elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmada birinci mod ve düzgün yanal yük modellerine dayalı geleneksel itme analizleri de gösterilmiştir. Sonuçlar, DYM ve AMİ yöntemlerinin, düzenli ve düzensiz binaların sismik taleplerini TÇÇMİ prosedüründen daha yüksek doğrulukla tahmin edebileceğini göstermiştir. Buna ek olarak, DYM ve AMİ itme prosedürlerinin, daha yüksek modların etkisinin önemli olduğu bina çerçevelerinin sismik talepleri tahmin etmek için daha iyi alternatifler olduğu belirlenmiştir.
Citation Count: 7
Evaluation of masonry buildings and mosques after Sivrice earthquake
(Croatian Soc Civil Engineers-hsgi, 2021) Mertol, Halit Cenan; Tunc, Gokhan; Akis, Tolga; Civil Engineering
The evaluation of masonry and mosque type structures after the Sivrice Earthquake is presented in this study. Stone masonry buildings exhibited damage such as vertical cracks and splitting at corners, wedge shaped corner failures, diagonal cracking on walls, out-of-plane splitting of walls, and separation of walls from flooring/roofing systems. On the other hand, the separation of flags and caps of minarets was a common example of damage in mosques. Future earthquake damage can be prevented by following design codes and providing adequate supervision for new structures, while strengthening measures are recommended for the existing buildings.
Citation Count: 3
Experimental Analysis of the Behavior of Composite Column-Reinforced Concrete Beam Joints
(Springer Heidelberg, 2021) Tunc, Gokhan; Dakhil, Abdulrrahman; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
This study assesses the seismic performance of steel-reinforced concrete (SRC) composite columns connected to reinforced concrete (RC) beam joints, and their ability to dissipate seismic energy through inelastic deformations. In this article, experimental aspects regarding the seismic performance of high-ductility and low-ductility steel-concrete composite frame were investigated. The principle design parameter in this study was ductility, which is considered a conceptual framework in Efficiency-Based Seismic Engineering. Thus, attention was focused on assuring various ductility ranges of joints obtained through a detailed study of the Turkish Earthquake Code (TEC 18) [Ministry of Public Works and Housing.: Turkiye Bina Deprem Yonetmeligi (Turkey's Earthquake Code for Buildings). Official Gazette (2018) (in Turkish).]. After identifying deficiencies and the energy dissipation capacity in the newly proposed joints, two half-scaled frames with specific ductility-related designs were constructed, instrumented, tested, and analyzed. The specimens were tested under displacement-controlled lateral cyclic loading that incorporated constant axial loading to create cyclic tension and compression facets across the joint areas. The test results proved that the SRC column-RC beam frames employing an extra column reinforcement ratio exhibit slightly better seismic performance. Due to the presence of structural steel, the shear failure of the joint was effectively prevented, even after the formation of the plastic hinge on the interface of the beam. During the testing, the column rebars, to some extent, made a minor contribution to the joint strength of the specimen compared to the structural steel that absorbed almost all of the load applied to the frame.
Farklı katmanlarda normal ve çelik lifli beton kullanılan betonarme kirişlerin eğilme davranışı
(2015) Faeq, Mohammed Nozad Faeq; Mertol, Halit Cenan; Baran, Eray; Civil Engineering
Bu çalışmada farklı katmanlarda normal ve çelik lifli beton kullanılan betonarme kirişlerin eğilme davranışı incelenmiştir. 180×250×3500 mm boyutlarındaki beşer numuneden oluşan iki grup şeklindeki kirişler dört nokta eğilme yüklemesi altında test edilmiştir. İki grup kirişte de 416 betonarme çeliği kullanılmıştır. Bu araştırmadaki ana değişken, kiriş numunelerinin yüksekliği boyunca bulunan katmanlarda kullanılan beton tipidir. Kiriş numunelerinin kesit yüksekliği 50'şer mm kalınlığında 5 katmana ayrılmıştır. 'F' grubu numunelerde, normal beton katmanlarından oluşan kirişlere, aşağıdan başlayarak, çelik lifli beton katmanlar eklenmiştir. 'P' grubu numunelerde ise çelik lifli beton katmanları kesit üst seviyesinden başlanarak eklenmiştir. Yükleme deneyleri sonucunda kiriş numunelerinin yük-deformasyon davranışları elde edilmiş ve bu davranışlar yük taşıma kapasitesi, servis rijitliği, kapasite sonrası eğim ve tokluk paratmeleri göz önüne alınarak değerlendirilmiştir. Kiriş numunlerinin yük-deformasyon davranışlarının, literatürde bulunan malzeme modelleri kullanılarak sayısal olarak belirlenmesi için analitik bir çalışma gerçekleştirilmiştir.
Farklı mıktarlarda donatı ıceren celık lıf takvıyelı betonarme kırıslerın egılme davranısı
(2014) Bello, Hussain Jibril; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Bu çalışmada, çelik liflerle güçlendirilmiş ve farklı miktarlarda çekme donatısı içeren betonarme kirişlerin eğilme davranışı incelenmiştir. Toplam 20 adet 180x250x3500 mm ölçülerindeki kiriş numuneleri üzerinde yükleme deneyleri yapılmıştır. Çalışma kapsamında incelenen temel parametreler kirişlerde kulanılan beton içerisinde çelik liflerin bulunup bulunmaması ve kirişlerdeki çekme donatısı miktarıdır. En düşüğü %0.2, en yükseği %2.5 olmak üzere toplam on farklı çekme donatısı oranı kullanılmıştır. Bu oranlar hem dengealtı hem de dengeüstü betonarme kiriş davranışını kapsamaktadır. Herbir donatı oranı hem konvansiyonel beton ile hem de çelik liflerle güçlendirilmiş beton ile test edilmiştir. Yükleme deneyleri sonucunda kiriş numunelerinin yük-deformasyon davranışları elde edilmiş ve bu davranışlar yük taşıma kapasitesi, servis rijitliği, kapasite sonrası rijitlik ve tokluk paratmeleri göz önüne alınarak değerlendirilmiştir. Çelik liflerin kullanılması durumunda kiriş numunelerinin yük taşıma kapasiteleri ve servis rijitliği seviyelerinde ufak artışlar gözlenmiştir. Çekme donatısı oranının artması ile çelik lif içeren kiriş numunelerinin maksimum sehim seviyeleri aynı miktarda donatıya sahip konvansiyonel beton kiriş numunelerine oranla önemli seviyede artmıştır. Çelik lif içeren kiriş numunelerinin konvansiyonel beton numunelere oranlar daha yüksek tokluk seviyelerine sahip oldukları da gözlenmiştir. İki seri numunelerin tokluk değerleri arasındaki fark, yüksek miktarda donatı içeren kiriş numunelerinde daha fazla gerçekleşmiştir. Doğrusal olmayan kesit analizleri yapılarak kiriş numunlerinin yük-deformasyon davranışları sayısal olarak da belirlenmiş ve deneysel olarak ölçülmüş davranışlarla karşılaştırılmıştır. Bu analizlerde, çelik liflerle güçlendirilmiş beton için literatürde bulunan çekme ve basınç malzeme modelleri kullanılmış ve farklı modeller kullanılarak elde edilmiş kiriş davranışları arasında değerlendirmeler yapılmıştır.
Citation Count: 4
Finite Element Analysis of Frames with Reinforced Concrete Encased Steel Composite Columns
(Mdpi, 2022) Tunc, Gokhan; Othman, Mohammed Moatasem; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Structural frame systems that consists of concrete-encased-steel-embedded composite columns and reinforced concrete beams are typically used in mid-rise to tall buildings. In order to understand their overall structural behavior, a total of 12 frame models with high and low ductility features were constructed and analyzed using LS-DYNA software. Two of these models were validated using the results of previously tested frames. The remaining 10 models were studied to predict the behavior of frames with varying concrete strengths, reinforcement configurations, and structural steel sections under vertical and lateral loads. The results were investigated in terms of cracks and failure patterns, load-deflection relationships, energy dissipation, and stiffness degradation. The analytical results indicated that the high ductile frame models showed slightly better lateral load carrying performances compared to low ductility frame models. Moreover, the analytical studies demonstrated that the existence of structural steel in a column, regardless of its cross-sectional shape, was the most important parameter in improving the lateral load carrying capacity of a frame.
Citation Count: 80
Flexural behavior of lightly and heavily reinforced steel fiber concrete beams
(Elsevier Sci Ltd, 2015) Mertol, Halit Cenan; Baran, Eray; Bello, Hussain Jibril; Civil Engineering; Department of Civil Engineering
Flexural behavior of lightly and heavily reinforced steel fiber concrete beams was investigated. The test series consisted of 20 singly reinforced beams having 180 x 250 x 3500 mm dimensions. The main parameters in the testing program were the type of concrete and the amount of longitudinal reinforcement. Ten different longitudinal reinforcement ratios (with a minimum of 0.2% and a maximum of 2.5%) covering the range from under-reinforced to over-reinforced beam behavior were used in the testing program. Two specimens were cast for each longitudinal reinforcement ratio, one specimen using conventional concrete (CC) and another specimen using steel fiber reinforced concrete (SFRC). Load-deflection behaviors were obtained and evaluated in terms of ultimate load, ultimate deflection, service stiffness, post-peak stiffness, and flexural toughness. The results indicate that the use of SFRC increases the ultimate load and service stiffness of the beams slightly compared to that of CC specimens. As reinforcement ratio increases, the ultimate deflection of SFRC specimens becomes significantly greater than that of CC specimens. For over-reinforced sections, the post-peak stiffness of the SFRC specimens is observed to be significantly lower than that of CC specimens. The flexural toughness of SFRC specimens is greater than that of CC specimens with the difference being significantly larger for over-reinforced sections. Experimental load-deflection relationships were also compared to the load-deflection curves obtained from sectional analyses based on strain compatibility and best fit stress-strain relationships for SFRC in tension and compression. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Citation Count: 0
Improvement of mechanical performance in different concrete applications through use of steel fibers
(International Committee of the SCMT conferences, 2016) Baran,E.; Mertol,H.C.; Akis,T.; Civil Engineering; Department of Civil Engineering
The use of steel fibers improves the brittle characteristics of concrete and provides superior mechanical performance compared to the conventional concrete. Remarkable increase in tensile strength and flexural toughness is obtained when steel fibers are used in conventional concrete, mainly due to the crack arrest effect of these fibers. The use of waste materials, such as scrap tires as a source of steel fibers, as well as the resulting increase in service life and the savings in the life cycle cost make the steel fiber reinforced concrete (SFRC) a sustainable construction material. From this perspective, SFRC offers a strong potential for a more sustainable and more economical alternative to conventional concrete. This paper presents examples of how the addition of steel fibers improves the mechanical performance in two different concrete applications: (1) bond behavior of prestressing strands and (2) flexural behavior of reinforced concrete beams. The first part of the study aimed at investigating the variation in bonding mechanism of prestressing strands when used in plain concrete and in SFRC. Pullout tests were conducted on 12.7 mm diameter prestressing strands embedded in SFRC blocks with four different fiber concentrations. This way, the applicability of the available transfer length and development length formulas for prestressing strands embedded in SFRC was investigated. In the second part of the study, flexural behavior of SFRC beams with various levels of flexural reinforcement ratio was studied. The aim was to identify the influence of steel fibers on the mechanical response of lightly and relatively heavily reinforced SFRC beams. The response of SFRC beams and the companion plain concrete beams were evaluated based on the moment capacity, deformation capacity, and service stiffness. © 2016 International Committee of the SCMT conferences. All rights reserved.
Citation Count: 0
Influence of the proportion of FRP to steel reinforcement on the strength and ductility of hybrid reinforced concrete beams
(Taylor & Francis Ltd, 2023) Kartal, Saruhan; Kalkan, Ilker; Mertol, Halit Cenan; Baran, Eray; Civil Engineering; Department of Civil Engineering
The present study pertains to the influence of variation of FRP (Fiber Reinforced Polymer) proportion in tension reinforcement on the flexural behavior of RC beams with FRP and steel reinforcing bars. A total of 25 beams, including FRP-, steel- and hybrid FRP-steel reinforced ones, were tested to failure under four-point bending. Two types of FRP bars, GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) and BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer), were used and both over- and under-reinforced beams were tested. The beams in each group were designed to have close flexural capacities to fully reveal the effect of FRP proportion in the tension zone on beam ductility for a fixed bending capacity. A new analytical model was developed for estimating the bending capacities of beams. Different deformation and curvature ductility definitions were adopted and an energy-based definition, revealing the expected tendency in beam ductility, was determined. The test results revealed that the presence of even a single FRP bar in the tension zone results in reductions up to 40% in beam ductility as compared to the beam with full steel reinforcement. Each additional replacement of a steel bar with FRP was found to cause a further decrease up to 20% in beam ductility.
İnşaat mühendisliği eğitiminin aktif öğrenme teknikleri kullanılarak iyileştirilmesi
(2013) Çalışkan, Nihan Tuğba; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering
Son yıllarda, inşaat mühendisliği, dünya çapındaki çeşitli alanlardaki değişen koşullara uyum sağlayabilmek için hızla gelişmiştir. Bununla birlikte 21. Yüzyıl öğrencileri de 20. Yüzyıl öğrencilerinden oldukça farklıdır. Bu öğrenciler üzerinde teknolojideki gelişmelerin büyük etkileri vardır. Pasif öğrenme metodlarını içeren geleneksel eğitim metodları artık şimdiki öğrenciler üzerinde başarılı olamamaktadır. Bu dönemdeki öğrencilerin çoğu aktif öğrenme metodları kullanırlar ve onlardan iyi performans alabilmek için aktif öğretme metodları kullanılmalıdır. Bu çalışmada, bilgisayar oyunları, uygulamalı alıştırmalar, laboratuvar çalışmaları aktif öğretme metodları olarak kullanılmıştır ve bu metodlar, statik, dinamik, mukavemet ve betonarme derslerine uygulanmış, öğrenci performanslarındaki değişim gözlenmiştir.
Citation Count: 11
Interaction between assembled 3D honeycomb cells produced from high density polyethylene and a cohesionless soil
(Sage Publications Ltd, 2012) Gurbuz, Ayhan; Mertol, Halit Cenan; Civil Engineering; Department of Civil Engineering
Assembled 3D high-density polyethylene honeycomb cells, providing confinement to arrest spreading of the soil in cells and creating relatively stiff bed that redistributes footing pressure over wider area, were used in the present study to enhance load-carrying capacity and to reduce settlement of base materials under a foundation. The effects of various test parameters including width, height, number of layers of the 3D honeycomb cells, vertical distance between layers of the cells and depth of stress zone of the foundation were studied. The test results indicated that considerable improvement in the load-carrying capacity (congruent to 3.0) and reduction in settlement of the foundation (congruent to 62%) were obtained with the implementation of the single layer of the 3D cells into cohesionless soils. The optimum effective distance between two layers of the 3D cells was 0.142 times the width of foundation, the ratio of effective width of 3D cells to the foundation was about 4.2 and the depth of influence stress zone of the foundation was about two times the width of the foundation.