İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ İdris ...

700 Pages·2009·19.27 MB·Turkish

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ (cid:144) FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

DÜŞÜK DAYANIMLI BETONA SAHİP BETONARME KOLON VE
BİRLEŞİMLERİN DEPREM YÜKLERİ ALTINDA DAVRANIŞLARININ

İNCELENMESİ VE İYİLEŞTİRİLMESİ

DOKTORA TEZİ
İdris BEDİRHANOĞLU

Anabilim Dalı : İnşaat Mühendisliği

Programı : Yapı Mühendisliği

HAZİRAN 2009
iv

Aileme (Anne ve babam, kardeşlerim, eşim ve oğlum),

iii
iv
ÖNSÖZ
Bu Doktora tez çalışması hocam Doç. Dr. Alper İlki’in (Doktora Tezi Eş Danışman
hocam Prof. Dr. Mete A. Sözen ile birlikte) yönetiminde gerçekleştirilmiştir. Değerli
hocamın her açıdan destek ve yönlendirmeleri olmadan bu çalışmanın başarıya
ulaşması mümkün olmayacaktı. Çalışmanın tüm aşamalarında gösterdiği her türlü
ilgi, destek ve anlayış için hocam Alper Bey’e en içten teşekkürlerimi sunarım.
Hocalarım Prof. Dr. Nahit Kumbasar, Prof. Dr. Zekai Celep, Prof. Dr. M. Ali
Taşdemir ve Prof. Dr. Nuray Aydınoğlu’na değerli katkıları için teşekkür ederim.
Tez çalışmasının son bir senesi Purdue Üniv., A.B.D.’de gerçekleştirilmiştir. Tezin
teorik kısmında yaptığı katkı, yönlendirme, teşvik ve her konuda yardımları için ve
ayrıca bir araştırmacı olarak basit ve pratik düşünmeyi öğrettiği için değerli hocam
Prof. Dr. Mete A. Sözen’e teşekkürlerimi sunarım. Deney sonuçlarının
değerlendirilmesindeki değerli katkıları için Purdue Ünv.’nden Yrd. Doç. Dr.
Santiago Pujol’a ve değerli görüşleri için Prof. Dr. Julio A. Ramirez’e teşekkür
ederim. Sonlu eleman analizleri ile ilgili önerileri için arkadaşlarım Anil Agarwal ve
Guillermo A. Cedeno’ya teşekkür ederim. Deneysel çalışmalardaki yardımları için
arkadaşlarım Cem Demir, Cengiz Şengül, Orkun İncecik, Kayhan Kolcu, İsmail
Başeğmez, Yasin Candan, Doğan Akgün, stajyerler Cudi Aşan, Alican Nart, Hakan
Yılmaz, kardeşlerim Süleyman ve Saruhan Bedirhanoğlu’na ve Yapı Mlz. ve Yapı ve
Deprem Müh. Lab. personeline teşekkür ederim. Ayrıca Dr. Yıldır Akkaya’ya her
zaman yanımda olduğu için teşekkür ederim. Numunelerin üretimindeki zorlukları
ustalığı ile kolaylaştıran, büyük gayret ile çalışan ve numune inşasından kısa bir süre
sonra vefat eden değerli Salih Usta’ya tüm içtenliğimle teşekkürü bir borç bilirim.
TÜBİTAK MAG ve İTÜ BAP tarafından 106M054, 32002 ve 31811 nolu araştırma
projeleri kapsamında sağlanan maddi destekler için her iki kuruma teşekkür ederim.
Tez çalışmasının son bir yılının Purdue Üniversitesi’nde gerçekleşmesini sağlayan
TÜBİTAK BİDEP’e teşekkür ederim. Sağladıkları malzeme ve teknik destekten
dolayı BASF, BEKSA, İSTON ve BETONSA’ya teşekkür ediyorum.
Eğitim hayatım boyunca, maddi ve manevi açıdan her türlü desteklerini esirgemeyen
ve bu destekleri ile bu tez çalışmasının başarıya ulaşmasını sağlayan anne ve babama
tüm kalbimle teşekkür ediyorum. Tezin daha kısa sürede bitmesinde ve başarıya
ulaşmasında büyük katkı sağlayan sevgili eşim Bahar’a ve bir nebze de olsa ilgimi
esirgediğim sevgili oğlum Mikdat Mithat’a teşekkür ediyorum.
Mayıs 2008 İdris BEDİRHANOĞLU
West Lafayette İnşaat Y. Mühendisi

v
vi
İÇİNDEKİLER

Sayfa
ÖNSÖZ………………………………………………………………………………. v
İÇİNDEKİLER……………………………………………………………………. vii
ÇİZELGE LİSTESİ……………………………………………………………… xiii
ŞEKİL LİSTESİ…………………………………………………………………. xvii
SEMBOL LİSTESİ……………………………………………………………... xxxv
ÖZET…………………………………………………………………………… xxxix
SUMMARY……………………………………………………………………..…xlv
1. GİRİŞ……………………………………………………………………………... 1
2. TEZ KONUSU İLE İGİLİ DAHA ÖNCE YAPILAN ÇALIŞMALAR……… 3
2.1 Güçlendirilmiş Betonarme Kolonların Kesme Davranışı Üzerine Yapılan
Çalışmalar……………………………………………………………………... 3
2.2 Güçlendirilmiş Beton Panellerin Kesme Davranışları Üzerine Yapılan
Çalışmalar……………………………………………………………………... 8
2.3 Kolon-Kiriş Birleşim Bölgelerinin Davranışı Üzerine Yapılan Çalışmalar.… 13
2.3.1 Güçlendirilmemiş kolon-kiriş birleşim bölgeleri…………………...….....14
2.3.2 Güçlendirilmiş kolon-kiriş birleşim bölgeleri………………………….. 22
3. KESME AÇISINDAN YETERSİZ BETONARME KISA KOLONLARIN
LİFLİ POLİMERLER İLE DEPREME KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ…... 29
3.1 Kapsam ve Amacı……………………………………………………………. 29
3.2 Deneysel Çalışma……………………………………………………………. 30
3.2.1 Giriş……………………………………………………………………… 30
3.2.2 Numune üretimi ve malzeme deneyleri………………………………….. 31
3.2.2.1 Numune üretimi………………………………………………………31
Numuneler………………………………………………………………… 31
Onarım ve güçlendirme…………………………………………………… 35
Onarım…………………………………………………………………35
Güçlendirme…………………………………………………………... 35
3.2.2.2 Malzeme deneyleri………………………………………………….. 35
3.2.3 Deney düzeneği, yükleme planı ve ölçüm sistemi……………………….. 36
3.2.4 Deney sonuçlarının değerlendirilmesi…………………….……………... 37
3.2.4.1 Genel değerlendirme………………………………………………… 37
3.2.4.2 Deney sonuçlarının karşılaştırılması………………………………… 45
3.2.4.3 Yönetmelikler ile karşılaştırma……………………………………… 53
vii
3.3 Kesme kuvveti-yerdeğiştirme ilişkisinin modellenmesi……………………... 65
3.3.1 Kesme kuvveti kapasitesi………………………………………………… 65
3.3.2 Kesme kuvveti kapasitesinin yerdeğiştirmeye bağlı olarak
azalmasının modellenmesi……………………………………………….. 79
3.3.3 Yerdeğiştirmelerin tahmin edilmesi……………………………………… 85
3.3.3.1 Eğilme……………………………………………………………….. 86
3.3.3.2 Sıyrılma……………………………………………………………… 87
3.3.3.3 Kayma……………………………………………………………….. 92
3.3.4 Deneysel ve teorik yük-yerdeğiştirme ilişkilerinin karşılaştırılması…….. 94
3.3.4.1 Sezen ve Moehle (2004) tarafından önerilen model ile karşılaştırma..94
3.3.4.2 Önerilen model ile karşılaştırma…………………………………… 100
3.3.4.3 Önerilen modelin literatürdeki deneysel çalışmalar ile
karşılaştırması……………………………………………………… 102
3.4 Sonuçlar……………………………………………………………………...106
4. DÜŞÜK DAYANIMLI BETON PANELLERİN İLERİ TEKNOLOJİ
MALZEMELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ………………………………. 113
4.1 Kapsam ve Amacı…………………………………………………………... 113
4.2 Deneysel Çalışma ve Sonuçlar……………………………………………... 114
4.2.1 Giriş……………………………………………………………………... 114
4.2.2 Numunelerin üretimi ve malzeme deneyleri……………………………. 114
4.2.2.1 Numune üretimi……………………………………………………. 114
Numuneler………………………………………………………………. 114
HPFRCC paneller ile güçlendirme……………………………………… 117
HPFRCC karışımının geliştirilmesi…………………………………..117
Standart silindir ve standart disk deneyleri……………………… 119
RILEM kırılma enerjisi deneyleri…………………………………. 127
HPFRCC panellerinin üretimi ve güçlendirme uygulaması…………. 131
LP kompozitler ile güçlendirme…………………………………………. 132
4.2.2.2 Malzeme özellikleri ve deneyleri…………………………………... 133
4.2.3 Deney düzeneği…………………………………………………………. 133
4.2.4 Deney sonuçları………………………………………………………… 134
4.2.4.1 Giriş………………………………………………………………… 134
4.2.4.2 Pilot elemanların deney sonuçları………………………………….. 136
4.2.4.3 Referans elemanların deney sonuçları……………………………... 136
4.2.4.4 HPFRCC paneller ile güçlendirilen elemanların deney sonuçları…. 137
Genel değerlendirme…………………………………………………….. 137
Deney sonuçlarının karşılaştırılması…………………………………….. 139
4.2.4.5 LP kompozitler ile güçlendirilen elemanların deney sonuçları……..146
Genel değerlendirme…………………………………………………….. 146
Deney sonuçlarının karşılaştırılması…………………………………….. 148
viii