Yeni ve Eski Nesil Betondan Üretilmiş Kompozit Kirişlerin Darbe Kuvveti Etkisi Altındaki Davranışının İncelenmesi

Abstract

Günümüzde yapılar, kullanım ömürleri boyunca statik yükler ve dinamik yüklerin etkisi altında kalmaktadır. Yapının kendi ağırlığı, yapıdaki sabit ve hareketli yükler statik yükler olarak tanımlanabilir. Dinamik yükler ise zamanla değişim gösteren yada aniden ortaya çıkan ve yapı üzerinde kalıcı hasarlara sebebiyet veren yükler olarak tanımlanabilir. Statik yükler altındaki yapılara, patlamadan yada çarpmadan dolayı bir darbe etkisi meydana gelebilmektedir. Ani patlamaların oluşturduğu şoklar, depremler, doğalgaz sistemlerinde meydana gelen patlamalar, kaya çarpması, roket çarpması gibi bir ivmeye sahip olan bu etkiler taşıyıcı sistem üzerinde gerilme değişimleri oluşturmaktadır. Dinamik yüklerden biri olan çarpma etkisi özellikleri ve etkisi en az bilinen yüklemelerden biridir. Özellikle son yıllarda yapıların darbe yüküne karşı göstermiş olduğu dayanım ve davranışın belirlenmesi amacıyla deneysel, numerik ve teorik olarak incelemer yapılmaktadır. Yapıyı oluşturan taşıyıcı elemanlarının en önemli özelliği sünekliği yani şekil değiştirmeye olan yatkınlığıdır. Gerilme-şekil değiştirme eğrisi altında kalan alan elemanın enerji sönümleme kapasitesini başka bir deyişle tokluğunu ifade etmektedir. Yapı elemanlarına etkiyen statik ve dinamik yükler birbirinden farklı karakterlere sahip olduklarından dolayı elemanda oluşturacakları şekil değiştirmeleri yani enerji sönümleme kapasiteleri birbirinden farklı olacaktır. Yapılan bu çalışmada, kullanım alanı her geçen gün artan geopolimer beton ve geleneksel olarak kullanılan portland çimentolu beton ile oluşturulmuş kompozit kiriş elemanların çarpma dayanımına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Ağırlık düşürme yöntemi kullanılarak uygulanan darbe deneyinde aynı çekiç ağırlığı ve düşü yüksekliği kullanılarak kompozit kirişlere darbe yükü uygulanmıştır. Deneyler sonucunda kompozit kiriş numunelerin davranışları, dayanımları, hasar durumları, çatlak şekilleri, rijitlikleri, enerji yutma kapasiteleri detaylı olarak incelenmiştir.

Today, structures are subject to static and dynamic loads throughout their lifecycle. The weight of the structure itself, static and moving loads in the structure can be defined as static loads. Dynamic loads can be defined as loads that change over time or occur suddenly and cause permanent damage to the structure. An impact can occur on structures under static loads due to explosion or impact. These effects, which have an acceleration such as shocks caused by sudden explosions, earthquakes, explosions in natural gas systems, rock impacts and rockets, create stress changes on the carrier system. The impact effect is one of the least known loads whose properties and impact are from dynamic loads. Especially in the recent years, experimental, numerical and theoretical investigations are carried out to determine the resistance and behavior of structures against impact load. The most important characteristic of the carrier elements constituting the structure is its ductility, ie its tendency to deform. The area under the stress-strain curve indicates the energy-damping capacity of the element, in other words its toughness. Since the static and dynamic loads acting on the structural elements have different characteristics, the deformation capacities that they will form in the element will be different from each other. In this study, the effect of composite beam elements formed with geopolymer concrete and traditionally used Portland cement concrete which has increasing usage area on impact strength has been investigated experimentally. In the impact test using the weight reduction method, impact load was applied to the composite beams using the same hammer weight and drop height. As a result of the experiments, the behavior, strength, damage conditions, crack shapes, stiffness, energy absorption capacity of composite beam samples were examined in detail.