Basit eğilme etkisindeki betonarme elemanların davranışları nelerdir ?
Betonarme elemanlar, beton ve çelik gibi iki farklı malzemenin bir arada kullanılmasıyla oluşan kompozit yapı elemanlarıdır. Betonarme elemanların davranışı, hem betonun hem de çeliğin mekanik özelliklerinden etkilenir. Betonarme elemanların basit eğilme etkisindeki davranışını anlamak için, moment-eğrilik ilişkisini incelemek gerekir.
Moment-eğrilik ilişkisi, betonarme bir kesitin eğilme momentine karşı gösterdiği eğrilik (kesitin eğriliği) arasındaki bağıntıdır. Moment-eğrilik ilişkisi, kesitin geometrisi, malzeme özellikleri ve donatı miktarı gibi faktörlere bağlıdır. Moment-eğrilik ilişkisi, betonarme elemanların dayanımı, rijitliği, sünekliği ve enerji sönümleme kapasitesi gibi önemli performans kriterlerini belirlemek için kullanılır.
Basit eğilme etkisindeki betonarme bir elemanda, kesitin üst kısmında basınç gerilmeleri, alt kısmında ise çekme gerilmeleri oluşur. Betonun çekme dayanımı düşük olduğu için, kesitin alt kısmına çelik donatılar yerleştirilir. Bu donatılar, betonun çekme gerilmelerini karşılamakta ve elemanın taşıma kapasitesini arttırmaktadır.
Basit eğilme etkisindeki betonarme bir elemanın davranışını üç aşamada inceleyebiliriz:
1) Çatlaksız aşama: Bu aşamada, kesitte henüz çatlak oluşmamıştır. Beton ve çelik arasında tam yapışma vardır. Kesitteki gerilmeler doğrusal elastik teoriye göre dağılır. Kesitin moment-eğrilik ilişkisi doğrusaldır.
2) Çatlaklı aşama: Bu aşamada, kesitte ilk çatlaklar oluşmaya başlar. Çatlaklar genellikle momentin en büyük olduğu kesitte ve donatının yakınında meydana gelir. Çatlak oluşumuyla birlikte, betonun çekme bölgesindeki katkısı azalır ve çekme gerilmeleri donatıya aktarılır. Beton ve çelik arasındaki yapışma zayıflar. Kesitteki gerilmeler doğrusal elastik teoriye göre dağılmaz. Kesitin moment-eğrilik ilişkisi doğrusal olmayan bir karakter gösterir.
3) Akma aşaması: Bu aşamada, kesitteki donatının en az bir tanesi akma gerilmesine ulaşır. Akma gerilmesine ulaşan donatının kesiti sabit kalırken, uzaması artar. Bu durumda, donatının pekleşmesi söz konusudur. Pekleşen donatının katkısıyla, kesitin taşıma kapasitesi artar. Ancak, kesitin rijitliği azalır ve süneklik kazanır. Kesitin moment-eğrilik ilişkisi daha da doğrusal olmayan bir şekil alır.
Basit eğilme etkisindeki betonarme elemanların davranışını etkileyen faktörler şunlardır:
- Betonun basınç dayanımı: Betonun basınç dayanımı arttıkça, kesitin taşıma kapasitesi ve rijitliği artar. Ancak, süneklik azalır.
- Çelik donatının akma dayanımı: Çelik donatının akma dayanımı arttıkça, kesitin taşıma kapasitesi artar. Ancak, rijitlik azalır ve süneklik kaybı olur.
- Çekme donatısı oranı: Çekme donatısı oranı arttıkça, kesitin taşıma kapasitesi ve sünekliği artar. Ancak, rijitlik azalır ve çatlak genişliği büyür.
- Basınç donatısı oranı: Basınç donatısı oranı arttıkça, kesitin taşıma kapasitesi ve rijitliği artar. Ayrıca, süneklik de artar.
- Etriye oranı: Etriye oranı arttıkça, kesitin göbek betonunun basınç dayanımı artar. Bu da kesitin taşıma kapasitesi ve sünekliğini arttırır.
Basit eğilme etkisindeki betonarme elemanların davranışını anlamak için geliştirilen bilgisayar programları vardır. Bu programlar, kesitin moment-eğrilik ilişkisini hesaplamak için katmanlı modelleme tekniğini kullanır. Katmanlı modelleme tekniği ile kesit, yatay katmanlara bölünür ve her katmanın gerilmesi ve şekil değiştirmesi ayrı ayrı hesaplanır.
Comments