Sargısız betonun mekanik özelliklerinin TBDY 2018 ve diğer modellerle analitik ve deneysel karşılaştırılması

Abstract

Betonarme elemanların davranışlarının anlaşılabilmesi için betonarmeyi oluşturan malzemelerin gerilme-şekil değiştirme davranışlarının bilinmesi gerekmektedir. Sargısız beton malzemesinin gerilme-şekil değiştirme davranışının tahmin edilebilmesi için pek çok matematiksel model geliştirilmiştir. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY 2018) de de sargısız betonların gerilme-şekil değiştirme bağıntılarına yer verilmektedir. Ancak bu matematiksel modellerin dayanım, süneklik ve yük altında enerji tüketebilme kapasitesi açısından benzer özelliklerdeki deneysel numunelerden farkının tespit edilmesi oldukça önemlidir. Böylece sargısız beton modellerin, analitik yaklaşımlarının doğruluğu belirlenebilmektedir. Betonarme yapısal elemanların özellikle kesit davranışı araştırılırken ya da yük altında kesit tasarımları yapılırken söz konusu modellerin sergilediği davranışı bilmek büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada TS 500 yönetmeliğinde yer alan beton sınıfları ve dayanımlarına uygun olarak üretilen numuneler basınç testine tabi tutulmuş, sonrasında ise bu dayanım sınıflarına ait sargısız beton davranışı için literatürde sık kullanılan matematiksel modeller ve TBDY 2018 de yer alan bağıntılar kullanılarak gerilme-şekil değiştirme grafikleri elde edilmiştir. Bu grafiklerden yararlanılarak süneklik ve enerji tüketebilme kapasitesi gibi mekanik özellikleri, TBDY 2018 ve diğer matematiksel modellerle, deneysel verilerden elde edilen değerler karşılaştırılarak farklılıkları ortaya konulmuştur. Buna göre göz önüne alınan beton modellerinin güçlü ve zayıf yönleri belirlenmiş ve kullanılan beton sınıfına ait dayanımın da modellerin performansı üzerinde etkili olduğu sonucuna varılmıştır

It is necessary to understand the stress-strain behavior of the materials composing the reinforced concrete in order to understand the behavior of reinforced concrete members. Many mathematical models are developed to predict the stress-strain behavior of unconfined concrete. The Turkish Building Earthquake Code 2018 (TEC 2018) also includes stress-strain relations for unconfined concrete. However, it is so important to determine the differences of these mathematical models from experimental specimens with similar properties in terms of strength, ductility and consumed energy under load. Thus, the accuracy of the analytical approaches of unconfined concrete models can be determined. Comprehending the behavior of the models provides great convenience, especially when investigating the section behavior of reinforced concrete structural members or when designing the section under load. For this reason, in this study, the specimens produced in accordance with the concrete grades and strengths in the TS 500 regulation were subjected to the compression test, and then stress-strain graphs were obtained by using the mathematical models frequently used in the literature and the relations in TEC 2018 for the unconfined concrete behavior. By using these graphs, mechanical properties such as ductility and energy consumption were compared with TEC 2018 and other mathematical models and the values obtained from experimental data and their differences were revealed. Accordingly, the strengths and weaknesses of the considered concrete models were determined and it was concluded that the strength of the concrete grade was also effective on the performance of the models.