Kuşatılmamış ve kuşatılmış betonarme dikdörtgen kiriş kesitlerinin eğrilik düktilitesi

Abstract

Deprem bölgelerinde, elastik ötesi enerji yutma kapasiteleri yüksek betonarme yapıların yapılması, ekonomik çözümlere ulaşılmasını sağlamak bakımından önemlidir. Betonarme yapıların enerji yutma kapasiteleri taşıyıcı elemanlarının çeşitli şekillerde tarif edilmiş düktilite oranlarının büyüklüğüne paralel olarak değişmektedir. Bunlardan kesit eğrilik düktilitesi, enerji yutma kapasitesinin en önemli göstergelerinden birini oluşturmaktadır. Betonarme kiriş kesitlerinde kesit eğrilik düktüitesinin değişimi ve buna etkiyen parametreler çalışma konusu olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, dikdörtgen kesitli betonarme kirişlerde kesit eğrilik düktilitesini etkileyen parametrelerin değişik değerleri için çözümlemeler yapılmıştır. Kiriş kesitlerinin kuşatılmamış (sargısız) ve kuşatılmış (sargılı) durumları ayrı ayrı ele alınmış ve çözümleme için iki ayrı bilgisayar programı hazırlanmıştır. Kesit eğrilik düktüitesinin, beton ve çelik sınıfları, d7d oranı, çekme donatısı oranı, basınç donatısının çekme donatısına oranı ve kuşatılmış kesitlerde hacimsel donatı yüzdesi ile nasıl değiştiğini inceleyebilmek için bu değişkenlerin farklı değerleri için parametrik çözümler yapılmıştır. Çözümlerde gerçekçi malzeme modelleri kullanılmış, kuşatma etkisi ile donatı çeliğinde pekleşme de dikkate alınmıştır. Yapılan çözümlemeler sonucunda, kesit eğrilik düktilitesi, çekme donatısı oranına bağlı olarak çelik sınıfı, d'/d oranı, p'/p oranı ve kuşatılmış kesitlerde hacimsel donatı yüzdesi (ph) parametrelerinin seçUen belirli değerleri ile çeşitli beton sınıfları için aynı abakta verilmiştir. Değişkenlerin seçilen belli değerleri için kesit eğrilik düktüitesinin mertebesi, abaklar yardımıyla kolaylıkla bulunabilmektedir. Sargı donatısının düktiliteyi olumlu yönde etkilediği ve bunun için kesit eğrilik düktüitesi hesaplarında dikkate alınmayan sargı etkisinin göz önüne alınması gerektiği görülmüştür. Çalışmada, ayrıca Deprem Yönetmeliğinde (1997) süneklik düzeyi yüksek ve normal kirişlerde çelik ve beton sınıfından bağımsız olarak verilen maksimum çekme donatısı oranı "0.02" irdelenmeye çalışılmıştır. Çıkan sonuçlara göre, sargısız durumda dahi S220 çeliğinde elde edilen düktilitenin S420a için elde edilene nazaran 3-4 kat büyük olduğu görülmektedir. Bu nedenle S220 ve S420a çelik sınıfları için maksimum çekme donatısı yüzdesinin farklı verilmesinin daha uygun olacağı, bu çalışmanın sonucunda görülmüştür.