Betonarme eğilme elemanlarında öngerme halatlarının çekme donatısı olarak kullanılması

Abstract

Bu çalışmada, öngerme halatlarının betonarme yapı elemanları içerisinde eğilme donatısı olarak (öngerilme uygulanmadan) kullanılabilirliği incelenmiştir. Öngerilmeli/önüretimli beton yapı elemanlarının üretimi sırasında artık öngerme halatları oluşmaktadır. Türkiye'de öngerilmeli/önüretimli beton yapı elemanı üretimi konusunda faaliyet gösteren firmalar arasında yapılan bir anketin sonuçlarına göre, oluşan bu artık halat parçaları yalnızca yapı elemanlarında kaldırma kancası olarak kullanılmaktadır. Artık halat parçalarının betonarme yapı elemanlarında eğilme donatısı olarak kullanılmaları durumunda, oldukça yüksek çekme dayanımına sahip ve yurdumuza ithal edilmek sureti ile tedarik edilen bu öngerme halatlarının verimli bir şekilde değerlendirilmesi mümkün olacaktır. Öngerme halatları, normal donatı çeliğine göre farklı gerilme-birim uzama davranışı gösterdiğinden, donatı çeliği içeren betonarme yapı elemanları için günümüz yapı yönetmeliklerinde belirtilen tasarım yaklaşımlarının, yüksek mukavemetli halatlarla donatılandırılmış elemanlar için kullanılabilirliği günümüzde halen araştırılmayı bekleyen bir konu olarak bulunmaktadır. Literatürde varolan bu boşluğu doldurmak amacıyla, analitik çalışmalarla bütünleştirilmiş laboratuvar deneylerinden oluşan bir çalışma yürütülmüştür. Yedi tanesi konvansiyonel donatı çubukları ile altı tanesi de yüksek mukavemetli çelik halatlarla donatılandırılmış toplam 13 adet betonarme kiriş numunesi yükleme deneylerine tabi tutulmuştur. Deneysel çalışmaların ardından, farklı kiriş kesitleri ve malzeme özellikleri kullanılarak rakamsal bir parametrik çalışma yapılmıştır. Deneysel ve rakamsal çalışmalar sonucunda, betonarme eğilme elemanlarında çekme donatısı olarak konvasiyonel donatı çubukları yerine yüksek mukavemetli çelik halatların kullanılması durumunda, elemanın yapısal davranışında ortaya çıkan farklılıklar belirlenmiştir. Betonarme kiriş elemanlarının moment kapasitesi ve minimum sahip olunması gereken süneklik seviyesi ile ilgili Amerikan Beton Enstitüsü (ACI-318) ve TS500 yönetmeliklerinde belirtilen prosedürlerin yüksek mukavemetli halatlar kullanılarak donatılandırılmış betonarme kiriş elemanları için uygulanabilirliği incelenmiştir

In this thesis use of untensioned prestressing strand in flexural members as tension reinforcement is investigated. In manufacturing of prestressed/precast concrete elements prestressing strands are used. According to a questionnaire survey carried out by companies being active in manufacturing of prestressed/precast products it is observed that the remaining pieces of cut strands are used only as lifting hooks. In case these remaining pieces could be used as bending reinforcements, it will be possible to make a more economical use of these high strength products which are imported from abroad. When conventional reinforcing bar and high strength strand compared, high strength strand strands indicate different stress-strain behavior. The fulfillment of the design requirements of the contemporary building regulations about using concrete elements reinforced with high strength strands instead of concrete elements reinforced with conventional reinforcing bars, is still a field which is open to investigation and research. Aiming to contribute closing the gap in literature on the subject issue, a research is carried out consisting of laboratory tests supported by analytical analysis. thirteen reinforced concrete beams prepared, seven out of thirteen beams were reinforced with conventional reinforcing bars and the remaining six beams reinforced with high strength strands. All beams were tested under two point loading. Following the laboratory tests, a numerical parametrical evaluation is carried out on beams with different cross-sectional areas and with different material properties. Following the laboratory tests and the numerical analysis, the behaviour of concrete members which are reinforced with high strength steel strands instead of standard reinforcing bars under bending conditions are evaluated and the differences observed are noted. Finally the applicability of the procedures with regard to provision of moment carrying capacities and the minimum required ductility levels identified in American Concrete Institute (ACI-318) and TS500 regulations to concrete beam elements reinforced with high strength tensile strands are reviewed and summarized.