Betonarme kolonlarda kuşatma etkisi için sonlu eleman modeli

Abstract

Özellikle Türkiye gibi mevcut yapı stoğunun değerlendirilmesi ve güçlendirilmesinde etkin bir şekilde kullanılan performansa dayalı tasarım yöntemlerinin kullanımındaki hızlı gelişme, betonarme elemanların eğilme davranışlarının basit ve gerçekçi bir şekilde modellenmesine duyulan ihtiyacı arttırmıştır. Literatürde mevcut deneylerin bir kısmını temel alarak türetilen ampirik modellerde (Kent ve Park 1971, Sheikh ve Üzümeri, 1983, Mander vd. 1988, vb.)kuşatma basıncının hesaplanmasında kullanılan pek çok genelleştirici varsayım bulunmaktadır. Bu konu üzerine yapılan çalışmalarda kullanılan yaklaşımların yetersiz kaldığı durumların bulunması ve genel bir modelin önerilememesindeki başlıca neden, yanal donatıların çekirdek betona uyguladıkları kuşatma basıncının hesaplanmasında kullanılan varsayımların gerçekten uzak kalmasıdır. Bu çalışmada, betonarme kolonların, eksenel yük etkisindeki davranışlarında, yanal donatıların beton çekirdek üzerine uyguladıkları kuşatma etkisi araştırılmıştır. Günümüz betonarme yönetmeliklerinde, kolonlar için halihazırda kuşatma basıncı hesaplarında kullanılacak bir bağıntı bulunmadığından literatürde önerilmiş bazı analitik yöntemlerin kullanılması kaçınılmaz olmaktadır. Bunun sonucunda ise güvenli tarafta kalabilmek adına gereğinden fazla donatı kullanımı maliyeti artırabileceği gibi yanal donatının hatalı kullanımı veya seçimi sonucunda oluşabilecek durumların araştırılması uygun olacaktır. Bu tez kapsamında, çekirdek beton etrafındaki donatı etkisi bir yay sistemiyle tanımlanmaya çalışılmış, boyuna donatı yüzdesi, boyuna donatı sayısı ile çapı, etriye aralıkları, beton mukavemeti gibi parametreler göz önüne alınarak, öncelikle kuşatma basıncı ve yay katsayısı olmak üzere tüm değerlerdeki değişimlerin kolonların gerçek davranışına uygun olup olmadığı araştırılmıştır (kolon düktilitesinin değişimi incelenmemiştir).LUSAS programında Sonlu Elemanlar yöntemiyle 3D olarak modellenen kolonlarda, izotropik hasar modeli kullanılarak, doğrusal olmayan analiz yapılmış ve yukarıda bahsedilen parametrelerin değişimleri incelenmiştir. Taşıma gücünü doğru olarak hesaplamada en önemli kriter olan kuşatma basıncının belirlenmesinde, bu parametrelerin değişimlerinin dikkate alınması gerekliliği vurgulanmıştır.