Çelik Fiber Katkılı Etriyesiz Betonarme Kirişlerin Davranışı

Abstract

Sunulan çalışmada çelik fiber katkısının farklı boyuna donatı oranlarına sahip etriyesiz betonarme kirişlerineğilme davranışına olan etkileri deneysel ve analitik olarak incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmada düşükve yüksek boyuna donatı oranına sahip iki grup kiriş imal edilmiştir. Her bir gruptaki kirişlerhacimce %0, %0,5, %1,0 ve %1,5 çelik fiber oranına sahip olup toplam sekiz kiriş açıklık ortasına uygulananyük altında test edilmiştir. Düşük boyuna donatı oranına sahip kirişlerde çelik fiber katkısı eğilme kapasitesini %50'ye yakın oranlarda arttırmış, ancak deformasyonların tek bir çatlakta toplanması sebebiyleboyuna donatıda kopmaya yol açarak çelik fiber katkısız kirişe göre daha az yerdeğiştirme yapmasına sebepolmuştur. Yüksek boyuna donatı oranına sahip kirişlerde ise çelik fiber katkısı etriye görevi görerek çelikfiber katkısı olmaması durumunda gevrek eğik çekme göçmesi gösteren kirişlerin sünek eğilme göçmesigöstermelerini sağlamıştır. Her iki grupta çelik fiber oranının arttırılması çatlak dağılımını etkilemeklebirlikte davranışta önemli bir farklılığa yol açmamıştır. Kirişler analitik yöntemlerle modellendiğindeliteratürde yaygın kullanılan ve çatlakta çelik fiberlerin taşıdığı çekme gerilmesini sabit kabul edenyaklaşımın güvenli tarafta olmakla birlikte eğilme kapasitesinin olduğundan düşük hesaplanmasına yolaçtığı, çekme gerilmelerini çatlak genişliği ile ilişkilendiren daha hassas modellerin daha iyi sonuçverebilecekleri görülmüştür

In this study, effects of steel fibers on the bending behavior of reinforced concrete beams of varyinglongitudinal reinforcement ratios and without stirrups are investigated experimentally and analytically. Inthe experimental work, two groups of simply supported beams of low and high longitudinal reinforcementratio were manufactured. Each group had 0%, 0.5%, 1.0% and 1.5% steel fiber ratio in volume. Eight beamswere tested under a load applied at midspan. In the group with lower longitudinal reinforcement ratio, steelfibers increased the bending capacity by almost 50%. However, since deformations were concentrated on asingle crack, longitudinal reinforcement has ruptured and the beams could not displace as much comparedto the one without steel fibers. In the group with higher longitudinal reinforcement ratio, steel fibers actedlike stirrups and changed the brittle shear failure mode to a ductile bending failure. Although increasing the steel fiber ratio affected crack distributions, it did not cause a significant difference in the behavior. Whenanalytically modeled using a common model that assume constant tensile stress at crack, computed bendingcapacities were lower than actual, although on the safe side. More precise models that relate tensile stressesto the crack width could give better estimations