Çelik lifli betonarme kirişlerin eğilme davranışının deneysel ve istatistiksel yöntemlerle incelenmesi
Investigation of flexural behaviour of steel fiber reinforced concrete beams by experimental and statistical methods
- Tez No: 927785
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT BİKÇE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Beton günümüzün en çok tercih edilen yapı malzemesidir. Yapı elamanı tasarımında betonun basınç yüklerine karşı göstermiş olduğu dayanım yüksektir. Çekme yükleri karşısında ise düşük dayanımının artırılması amacıyla, yük altında oluşan çatlakların kontrol altına alınması ve performansının iyileştirilmesi için beton karışımına çelik lif katılabilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında; çelik lif katkısının, beton ve betonarme kirişlerin yük altındaki eğilme davranışı üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiş ve deney sonuçları istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Deneylerde çelik liflerin boy/çap oranı ve hacimce karışım oranı değişkenler olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, boy/çap oranları 40, 65 ve 80 olan çelik lifler, hacimce %0,5, %1 ve %1,5 oranlarında betona katılarak, dokuz farklı çelik lifli beton ve kıyaslama amacı ile hiç çelik lif içermeyen kontrol betonu olmak üzere toplam on farklı beton üretilmiştir. Deneylerde üretilen betonların; eğilme ve basınç dayanımları, statik ve dinamik elastisite modülleri, poisson oranları ve eğilme toklukları belirlenmiştir. Özellikleri belirlenen betonlardan denge altı donatı oranına sahip çelik lifli betonarme kirişler üretilmiştir. Üretilen çelik lifli betonarme kiriş numuneleri dört noktalı eğilme deneyine tabi tutularak; numunelerin yük-yerdeğiştirme ilişkileri, moment-eğrilik ilişkileri, kırılma enerjileri belirlenmiş ve yüke bağlı olarak numunelerde oluşan çatlaklar görsel olarak incelenmiştir. Çelik lifli beton numunelerinde çelik lif oranı ve boy/çap oranlarının artmasına bağlı olarak; statik ve dinamik elastisite modülleri, eğilme toklukları ve poisson oranlarında da artış görülmüştür. Betonarme kiriş numunelerine anılan oranlarda çelik lif katılarak, kontrol numunesine kıyasla, yük taşıma kapasitesinde %110,12'ye kadar artış belirlenmiştir. Çelik lif katkısı ile yerdeğiştirme ve kırılma enerjisi değerleri kontrol numunesine oranla sırası ile %245 ve %605'e kadar artmıştır. Elde edilen deney sonuçları ile korelasyon katsayıları yüksek kuadratik regresyon modelleri oluşturulmuştur. Deney sonuçlarının varyans analizleri yapılarak değişkenlerin sonuçlar üzerindeki etki ağırlıkları istatistiksel olarak tespit edilmiştir. Yük taşıma kapasitesi üzerinde boy/çap oranı %77,27 etki ağırlığıyla en baskın değişken olurken, yerdeğiştirme değeri üzerinde %48,1 etki ağırlığı ile çelik lif oranı ve boy/çap oranın ikili etkileşimi en baskın değişken olarak belirlenmiştir. Çok Amaçlı Optimizasyon çalışması yapılarak çelik lifli betonarme kiriş için optimum üretim koşulları ve beklenen sonuçları temsil edebilen erişilebilirlik fonksiyonu ile deney sonuçları tahmin edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Concrete is the most preferred building material today. In the design of structural elements, the resistance of concrete against compressive loads is high. In order to increase its low resistance against tensile loads, to control cracks formed under load and to improve its performance, steel fiber can be added to the concrete mixture. Within the scope of this thesis, the effect of steel fiber addition on the flexural behavior of concrete and reinforced concrete beams under load was investigated experimentally and the experimental results were evaluated statistically. In experimental study, steel fiber length/diameter ratios and steel fiber adding ratio by volume were selected as variables. nine different steel fiber concretes were produced by adding steel fiber 0,5%, 1% and 1,5% by volume and steel fibers have length/diameter ratios of 40, 65 and 80 and a control concrete containing no steel fiber for comparison purpose. So totally ten different concretes were produced. Compressive strength, flexural strength, static modulus of elasticity, dynamic modulus of elasticity, Poisson's ratio and flexural toughness of the concretes were determined experimentally. Steel fiber reinforced concrete beams with under-balance reinforcement ratio were produced from the concretes whose properties were determined. The steel fiber reinforced concrete beams samples were subjected to four-point flexural tests to determine the load-displacement relationships, moment-curvature relationship, fracture energies of the samples. Cracks that occurred in the samples due to load were visually examined. Acording to test results, In steel fiber concretes samples, static elasticity modulus, dynamic elasticity modulus, flexural toughness and Poisson ratio increased with the increase of steel fiber ratio and length/diameter ratios. In steel fiber reinforced concrete beams load carrying capacity increased up to 110,12% compared to the control sample with steel fiber addition. With steel fiber addition, the displacement and fracture energy values increased up to 245% and 605% according to control sample, respectively. Quadratic regression models with high correlation coefficients were created and variance analyses of the experimental results were performed to determine the effect weights of the variables. While length/diameter ratio was the most dominant variable with 77,27% effect weight on the load carrying capacity; binary interaction of the steel fiber ratio and length/diameter ratio was determined as the most dominant variable with 48,1% effect weight on the displacement value. Multi-Objective Optimization study was conducted and the experimental results were estimated with the desirability function that can represent the optimum production criterias and expected results for steel fiber reinforced concrete beams.
Benzer Tezler
- Ultra yüksek performanslı betonarme kiriş davranışının deneysel olarak incelenmesi ve mevcut tasarım kriterleri ile karşılaştırılması
Experimental investigation of ultra high performance reinforced concrete beam behavior and comparison with current design criterias
AHMED ALTGANI ALTAHER AHMED
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDUSSAMET ARSLAN
- Investigation of the flexural behavior of steel fiber reinforced concrete hollow beams exposed to elevated temperature
Yüksek sıcaklığa maruz kalmış çelik liflerle ğüçlendirilmiş betonarme delikli kirişlerin eğilme davranışının incelenmesi
ANMAR MOHAMMED JASIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZAKÇA
- Çelik lifli betonarme kirişlerin davranışının incelenmesi
Investigation of the behavior of steel fiber reinforced concrete beams
SERKAN ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN TOKGÖZ
- FRP donatılı çelik lifli betonarme kirişlerin davranışının incelenmesi
Investigation of the behavior of FRP reinforced steel fiber reinforced concrete beams
BOĞAÇHAN İSKENDER GÜRLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN TOKGÖZ
- Experimental investigation for flexural behavior of RC beam containing glass fiber
Cam elyafı içeren betonarme kirişin eğilme davranışının deneysel incelemesi
ABDULLA AHMED MOHAMMED MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLDEM TAYŞİ