Darbe Yükü Etkisindeki Farklı Enine Donatı Aralıklarına Sahip Betonarme Kirişlerin Sonlu Elemanlar Metodu ile İncelenmesi


Firat Alemdar Z.

INTERNATIONAL CONGRESS ON SCIENCES AND ENGINEERING FOR SUSTAINABILITY 2021, İstanbul, Turkey, 16 - 18 April 2021, pp.1-10

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: İstanbul
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.1-10
  • Yıldız Technical University Affiliated: Yes

Abstract

Reinforced concrete beams, important and widely used building elements from past to present, are
exposed to various loads such as static and dynamic loads throughout their service life. Unlike static
loadings that can be defined as constant loads spread over time; dynamic loads can be defined as
sudden loads accumulated in an instantaneous time. While structural elements show high strength
under static loads, they can exhibit a brittle behavior under dynamic loads and break suddenly. The
design of reinforced concrete structural members under impact loads has become an increasingly
important issue due to events such as bullets, rockets, ships, planes, rocks and vehicles hitting buildings
in addition to destructive earthquakes, terrorist attacks and explosions.It has been observed that the
resistance of structural elements against impact loads is of great interest in strategically important
structures such as hospitals and government buildings, especially in the face of increasing terrorist
attacks today. However, due to the complex nature of the problem, there is no generally accepted codes
or specifications for the design of reinforced concrete structural members against such loads. Therefore,
numerical methods such as the finite element method are widely used for the design and analysis of
reinforced concrete structural members exposed to impact loads. In this study, the simply supported
beam element used as a common building element in the construction industry was analyzed using the
nonlinear finite element program under impact loads in different directions by considering different
intervals of transverse reinforcement. The displacement-time relationships were obtained under the
loadings and compared in terms of damage behaviors.

Geçmişten günümüze önemli ve uygulamada yaygın kullanıma sahip bir yapı elemanı olan betonarme
kirişler, hizmet ömürleri boyunca statik ve dinamik yükler gibi çeşitli yüklere maruz kalmaktadırlar.
Zaman sürecine yayılı sabit yükler olarak tanımlanabilen statik yüklerin aksine; dinamik yükler, anlık bir
zamana toparlanmış ani yükler olarak tanımlanabilir. Yapı elemanları statik yükler altında yüksek
mukavemet gösterirken, dinamik yükler altında gevrek bir davranış sergileyip aniden kırılabilmektedir.
Ani bir dinamik yükleme olarak kabul edilen darbe yükleri altındaki betonarme yapı elemanlarının
tasarımı, yıkıcı depremler, terör saldırıları ve patlamalar gibi yapıların üzerinde darbe yükü etkisi
oluşturan olayların yanı sıra; mermi, roket, gemi, uçak, kaya ve araç benzeri cisimlerin binalara çarpması
gibi olaylar nedeniyle de günümüzde gittikçe daha çok önem kazanan bir konu haline gelmiştir. Özellikle
günümüzde terör saldırılarının her geçen gün artması karşısında, yapı elemanlarının darbe yüklerine
karşı dayanımının, hastane ve devlet binaları gibi stratejik öneme sahip yapılarda bir hayli önem arz
ettiği gözlemlenmiştir. Buna rağmen problemin kompleks yapısından ötürü betonarme yapı
elemanlarının bu tür yüklere karşı tasarımı için genel kabul görmüş herhangi bir yönetmelik ya da
yönerge bulunmamaktadır. Bundan dolayı, darbe yüklerine maruz kalan betonarme yapı elemanlarının
tasarım ve analizi için yaygın olarak sonlu elemanlar yöntemi gibi sayısal yöntemlere başvurulmaktadır.
Bu çalışmada, inşaat sektöründe yaygın bir yapı elemanı olarak kullanılan basit mesnetli kiriş
elemanının farklı enine donatı aralıkları dikkate alınarak ve farklı doğrultularda darbe yüklerine maruz
bırakılarak doğrusal olmayan sonlu elemanlar programı ile analizi yapılmıştır. Yüklemeler sonucunda
deplasman-zaman ilişkileri elde edilmiş ve hasar davranışları açısından karşılaştırılmıştır.