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.