Betonarme kolonların eksenel yük altındaki davranışı ve elastisite modülü önerisi

Abstract

Günümüzde yürürlükte olan standartlarda Beton ve Çelik malzemeler için ayrı ayrı elastisite modülü değerleri verilmektedir. Betonarme kesitler için belirlenmiş bir elastisite modülü değeri bulunmamaktadır. Yer değiştirme hesaplarında yalnızca betonun basınç dayanımına bağlı olarak hesaplanmış elastisite modülü kullanılmaktadır. Ancak kesit içerisinde çelik donatı da bulunmaktadır. Bu çalışmada betonarme bir kesitte bulunan donatı oranına bağlı olarak, kesitin elastisite modülü belirlenmeye çalışılmıştır. BAÜ Müh-Mim Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Laboratuarı’nda 100 ton eksenel basınç kapasiteli bir deney düzeneği geliştirilmiş, hazırlanan kolon numuneler eksenel olarak yüklenerek kırılmıştır. Deney sonuçları ve Response–2000 bilgisayar programıyla elde edilen analitik çözümler karşılaştırılmış, donatı oranına bağlı olarak elde edilen elastisite modülünün deplasmanlara olan etkisi incelenmiştir. Çalışmanın sonuçlarında; Elastisite modülünün, kesit içerisindeki donatı oranına bağlı olarak arttığı ve deneysel olarak elde edilen σ-ε eğrileri ile analitik olarak elde edilen eğrilerin dikkate değer biçimde yakın olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar yardımıyla regresyon analizi yapılarak; Betonarme kesit içindeki donatı oranına bağlı olarak bulunan elastisite modülü için, Erc = 10270 √¯fck 3000000ρ + 130000 (kg/cm2) formülü önerilmiştir.

According to the current standards, Elasticity Modulus (Young’s modulus) of concrete and steel materials is given individually. There is no established elasticity modulus exists for reinforced concrete sections. For the displacement calculations, the elasticity modulus is used which is calculated by considering only the compressive strength of concrete. However, the section contains steel reinforcements too. In this study, the elasticity modulus of a reinforced concrete section is tried to be determined depending on the reinforcement ratio. A 100 tons capacity axial compression test setup is constructed at the BAU, Engineering and Architecture Faculty, Civil Engineering Department, Structural Laboratory and the prepared column specimens are fractured by axial loading. Experimental results and the analytical solutions that are calculated by means of a commercial package program Response-2000 are compared with each other and the effect of the calculated elasticity modulus -which dependent on the ratio of the reinforcement- to displacements are examined. It is observed from the experimental results of this thesis that the elasticity modulus increases with the ratio of the reinforcement existent in the section, and also it is observed that the σ-ε curves that are obtained by empirically and by analytically are considerably closed to each other. By the help of the experimental results regression analysis is performed and for the calculated elasticity modulus -which dependent on the ratio of the reinforcement- the formula defined as Erc = 10270 √¯fck 3000000ρ + 130000 (kg/cm2) is proposed.