Betonarme Elemanlar İçin Hasar Sınırlarının Analitik Olarak Belirlenmesi

Abstract

Düzlem kesitlerin deformasyondan sonra da düzlem kaldığına dayanan moment-eğrilik hesaplamaları betonarme elemanlar için sorun teşkil etmektedir. Özellikle basınç tarafında hesaplanan birim kısalma (  c) değerlerinin deneysel olarak ölçülen değerlerden daha düşük olduğu ortaya konulmuş bir durumdur. Moment-eğrilik hesabında düzlem kesit varsayımıyla kesit ucundaki noktasal birim kısalma (  c) ve uzama (  s) değerleri kullanılarak hesaplanan kesit eğriliği (  =(  c s)/h), deneysel çalışmalarda belli bir bölge üzerinde (gage length, lvdt ölçümleri) veya noktasal olarak alınan (strain gage) ölçümlerden elde edilen birim şekil değiştirme değerleri kullanılarak hesaplanır. Bundan dolayı analitik ve deneysel eğrilik değerleri arasında fark olması beklenmelidir. Bir sonraki adımda kesit dönme açısı (  ) eleman üzerinde plastik mafsal olarak adlandırılan bölge boyunca eğriliğin integre edilmesiyle hesaplanır. Plastik mafsal yöntemi olarak literatüre geçen bu yöntemde belirsizlikler plastik mafsal boyu (Lp) ve plastik mafsal bölgesi boyunca eğrilik dağılımının nasıl olacağıdır. Mevcut yöntemde eğriliğin doğrusal dağıldığı varsayılmaktadır. Görüldüğü gibi belli varsayımlarla analitik olarak elde edilen değişik hasar sınır değerlerinin, doğrudan ölçülerek elde edilen deneysel sonuçlarla ne ölçüde örtüştüğü aydınlatılmalıdır. Tüm bu belirtilen unsurların deneysel programlarla kısa zamanda betonarme kolon, kiriş ve perde elemanları için sargı, donatı oranı, beton kalitesi, eleman boyutları gibi değişik tasarım parametreleri de dikkate alınarak belirlenmesi mümkün değildir. Deneysel çalışmalarda gözlemlenen diğer bir eksiklikte deney düzeneklerinden kaynaklanan yetersizliklerdir. Deneysel çalışmalar çok büyük oranda ölçekli eleman bazında gerçekleştirilmektedir. Dolayısıyla önerilen hasar sınır değerlerinin betonarme elemanlar için geçerliliğinin araştırılması için kapsamlı bir analitik çalışmaya ihtiyaç duyulduğu görülmektedir. Analitik yöntemlerle betonarme davranışın elde edilmesindeki güçlükler ve yetersizlikler bilinmekle beraber, modelleme ve simülasyon teknolojilerindeki gelişmeler bu alanda yüksek ölçüde güvenirliği olan sonuçlar elde etmeyi mümkün kılmaktadır. Burada kilit nokta kalibrasyonun iyi yapılmasıdır. Bu çalışmada iyi kalibre edilmiş bir sonlu eleman modelleme aracı kullanarak betonarme kolon, kiriş ve perde elemanlarının ötelenme, kesit dönmesi ve eğriliği, kesit uçlarındaki beton ve donatı birim şekil değiştirmeleri arasındaki ilişki incelenecektir. Deprem Yönetmeliğinde ve bazı diğer hesap kılavuzlarında verilen şekil değiştirme ile ilgili hükümlerin geçerliği irdelenecektir. Betonarme elemanları için mevcut değerlerden daha doğru olduğuna inanılan modelleme parametreleri ve kabul kıstasları ortaya konacaktır.