Abstract

Çelik lifli beton, normal betona göre; süneklik, enerji yutma kapasitesi, kırılma tokluğu, yorulma direnci gibi parametreler açısından çok daha iyi performans gösteren kompozit bir yapı malzemesidir. Bu yapı malzemesi üzerine yapılan çalışmalar, malzemenin yaygın olarak kullanılmaması ve darbe testi için kullanılacak test ekipmanlarının teminindeki zorluklar sebebiyle sınırlı düzeyde kalmıştır. Çelik lifli beton kullanımıyla ilgili çalışmalar deneysel olarak gerçekleştirileceği gibi gerçek yapı davranışını simüle etmek için sayısal modeler de kullanılabilir. Bu çalışma ile, darbe yüküne maruz kalan çelik lifli beton kullanılarak üretilen kirişin darbe etkisi karşısındaki davranışını temsil edebilen doğrusal olmayan bir sonlu eleman modeli (FEM) geliştirilmiştir. Davranışın simule edildiği modeller ABAQUS paket programı kullanılarak oluşturulmuştur. Oluşturulan sayısal modeller ile çelik lifli betonarme kiriş davranışında vurma başlığının etkisi de incelenmiştir. Sayısal sonuçlar, modelin literatürden seçilen kirişlerin deneysel sonuçlarını yakalamada oldukça başarılı olduğunu göstermiştir. Doğrulama sonrasında, numunelerinin davranışına orta nokta deplasmanı, darbe yükü değeri, donatı oranı ve darbe hızı etkisinin araştırılması için parametrik bir çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışma kapsamında 9 farklı sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. Sonuç olarak çelik lifli beton kullanılarak üretilen darbe etkisi altındaki kirişlerin davranışında betondaki lif oranının, kirişin donatı oranının ve çarpma hızının önemli etkilerinin olduğu tespit edilmiştir.

References

[1] Ezeldin A S, Balaguru N P, Normal- and High-Strength Fiber-Reinforced Concrete under Compression, Journal of Materials in Civil Engineering, 1992.
[2] Casanova P, Rossi P, Analysis and Desing of Steel Fiber Reinforced Concrete Beams, Structural Journal, 1997; 94:595-602.
[3] Tokgöz S, Tests on Plain and Steel Fiber Concrete-Filled Stainless Stell Tubular Columns, Journal of Constructional Steel Research, 2015; 129-135.
[4] Ulzurrun G S D, Zanuy C, Enhancement of Impact Performance of Reinforced Concrete Beams without Stirrups by Adding Steel Fibers, Construction and Building Materials, 2017.
[5] Altun F, vd, Çelik Lif Katkılı ve Katkısız Betonarme Kirişlerin Basit Eğilme ve Patlama Yüklemesi ile Davranışlarının İncelenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 2006, 22.1: 112-120.
[6] Hibbıtt H D, Karlsson B I, Sorensen E P, ABAQUS User’s & Theory Manuals, 6.14. Dassault Systèmes Simulia Corp., Providence, RI, USA, 2013. 
[7] Earij A, Alfano G, Cashell K, Zhou X, Nonlinear three–dimensional finite–element modelling of reinforced–concrete beams: Computational challenges and experimental validation. Engineering Failure Analysis, 82, 92-115, 2017.
[8] Mander J B, Priestley M J N, Park R, Seismic design of bridge piers. Research Rep. No. 84-2, Dept. of Civil Engineering. Univ. of Canterbury, Christchurch, New Zealand, 1984.