Betonarme kirişli döşemelerde etkili tabla genişliğinin incelenmesi

Abstract

Betonarme inşaatın monolitik özelliğinden dolayı döşeme ve kirişler birlikte çalışırlar. Kirişlerin kesit hesabı yapılırken döşemenin bir kısmım da enkesite dahil etmek gerekir. Yapısal çözümleme ve yer değiştirme için gerekli atalet momentinin bulunmasında gözönüne alınacak etkili tabla genişliğinin hesaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada, döşeme kirişlerinin etkili tabla genişliklerinin belirlenmesi için dikdörtgen prizma eleman kullanılarak üç boyutlu sonlu elemanlar programı hazırlanmıştır. Teorik ve nümerik çalışmalara bakıldığında basit mesnetli, eşit açıklıklı, karşılıklı kenarları boşta olan ve eşit yükleme için kirişli döşeme sistemleri incelenmiş ve bu sınır şartlarına ait etkili tabla genişliği ifadeleri geliştirilmiştir. Bu çalışmalardan farklı olarak kolonların kirişlerle birleştiği noktalarda tam ankastre mesnetli kirişli döşemelerin etkili tabla genişliği ifadeleri tekil ve çizgisel yük halleri için bulunmuştur. Üç Boyutlu Sonlu Elemanlar ile elde edilen etkili tabla genişlikleri bazı ülke yönetmelikleri ve teorik çalışmalara göre daha büyük olduğu görülmüştür. Çeşitli ülke yönetmeliklerinde etkili tabla genişliği için önerilen değerlerde ciddi farklılıklar olmasına rağmen yapısal çözümleme için gerekli olan kesit tesirlerinde bu denli ciddi bir farklılığın olmadığı görülmüştür. Bu yüzden önerilen ifadelerden elde edilecek etkili tabla genişliği değerleri yapısal çözümleme için uygun sonuçlar vermektedir.

Slabs and beams in reinforced concrete structures work together because of their monolithic characteristic. In the design of reinforced concrete slabs with beams, a part of the slab should be taken into account for tiie calculation of the cross sectional properties of a beam. The effective flange width of a beam is required in the calculation of the moment of inertia of the beam cross sections for to using in structural analysis and calculation of displacements. Using a rectangular prism element, a three dimensional finite elements program is prepared for determining the effective flange width of the slab beams. In theoretical and numerical studies, a system of slab with concrete beam for equal load positions with simple support, equal space and free opposite edges are studied, and statements for effective flange width of beams belonging these extremity conditions are improved. Apart from these studies effective flange width of the slab beams fixed-end supported on points where columns are connected with beams is found for concentrated and uniformly distributed line loads. The effective width obtained by the three dimensional finite elements analysis is found larger than the given values of the standards and theoretical studies. In spite of serious differences in suggested values for effective width in standards of various countries, no significant differences are recorded for cross section effects that are necessary for structural analysis. Therefore, values for effective flange width of beams obtained by the statements suggested are convenient for structural analysis.