Betonarme bağ kirişleri orta ve yüksek katlı yapıların yatay yük direncini artırmak için kullanılan betonarme perde duvarları kat seviyelerinde birbirine bağlayan betonarme kısa ve derin kirişler olarak tanımlanmaktadır. Betonarme bağ kirişleri çevrimsel yük etkisi altında büyük kesme kuvvetleri ile karşı karşıya kalır. Kesme dayanımının iyileştirilmesi amacıyla betonarme perde bağ kirişlerinde yapılan çalışmalardan bazıları aşağıda sunulmuştur [97-106].
Paulay ve Binney [98], tarafından kesme açıklığının faydalı yüksekliğe oranı 1 ve daha küçük olan betonarme perde bağ kirişlerinde tekrarlı yük etkisiyle oluşan hasarı
önleyebilmek için alışılmış eğilme donatısı yerine çapraz donatı yerleştirilerek tersinir kesme etkilerini kirişin bağlı olduğu elemana aktarma çalışmaları deneysel olarak araştırılmıştır (Şekil 3.1.). Alışılmış eğilme donatısı kullanılan kirişlerde çevrimsel yükten sonra kiriş kesme direnci ve enerji tüketimi azalmıştır. Çapraz donatı kullanılan kirişlerde ise histeretik davranışta son derece olumlu veriler elde edilmiştir [101].
Şekil 3.1. Paulay ve Binney’e ait bağ kirişi donatı detayı [98]
Aktan [101], tarafından yapılan çalışmanın ilk amacı, kesme açıklığının faydalı yüksekliğe oranı 3-3,5 arasında olan kirişlerde çapraz donatının yararlı olup olmadığının belirlenmesidir. İkinci amaç ise bu özellikteki kirişlerde çapraz ve düz eğilme donatılarının birlikte kullanılması durumunda davranışın araştırılması ve iki değişik tip donatının hesap yöntemleri için öneriler geliştirilmesidir. Çalışmada tersinir kesme kuvveti uygulanan kirişlerin direnç, rijitlik ve enerji tüketimi incelenmiştir. Çalışma 4 adet deneyden oluşmaktadır. Deney elemanları olarak betonarme bir perde blokuna saplanan 250x500mm boyutlarında konsol kirişler seçilmiştir. Tüm elemanlarda sargı donatısı, perde bloğu donatısı ve boyuna donatı oranları değiştirilmemiş ve aynı beton karışımı kullanılmıştır. Tek değişken boyuna donatının düzenlemesi olmuştur (Şekil 3.2.). Yapılan deneyler sonucunda deney elemanlarının akma dayanım değerleri %10 oranında artarken maksimum ötelenme değerleri %40 oranında artmıştır. Çapraz donatıların kirişin çevrimsel yüklemesinde davranışa olumlu katkısı olduğu belirtilmektedir. Ayrıca deney sonuçları dikkate alınarak düz ve çapraz donatı katkısını ayrı ayrı hesaplayan kiriş taşıma gücü yaklaşımı
10
uygulanmıştır. Hesaplanan değerler %3 hata oranı ile belirlenmiştir. Çalışmada sargı donatılarının kesme kuvvetlerini akmadan taşıyabildiği ancak dengeli bir histeresis davranışın elde edilemediği belirtilmiştir [101].
Şekil 3.2. Aktan’a ait kiriş detayları [101]
Barney ve ark. [102], sekiz adet betonarme kiriş numunesi üzerinde çevrimsel yükleme deneyi yapmıştır. Bu kirişlerden iki tanesi (C6 ve C8 numuneleri) diyagonal donatıya sahiptir. C6 numunesi tipik bağ kirişini temsil etmesi açısından net açıklığın kiriş yüksekliğine oranı 2,5 alınmıştır. Boyuna donatılar etriyelerle sarılmış ancak kirişin bağlandığı perde duvarlara ankre edilmemiştir (Şekil 3.3.). Deney sonucunda diyagonal donatının burkulması ve betonun ezilmesi nedeniyle test edilen deney kirişinin performansının sınırlı seviyede kaldığı belirtilmiştir.
Şekil 3.3. Barney ve ark. ait bağ kirişi donatı detayı [102]
Galano ve Vignoli [103], tarafından farklı donatı detayları ve malzeme özellikleri kullanarak iki farklı diyagonal donatılı bağ kirişi deneyi yapılmıştır. Kirişlerin kesme açıklığının kiriş yüksekliğine oranı 0,75 alınmıştır. Kirişler arasındaki en önemli fark diyagonal donatı gruplarındaki enine donatı oranıdır. Donatı demetlerindeki donatı alanları aynı alınarak perde duvara ankrajı sağlanmıştır (Şekil 3.4.). Uygulanan tekrarlı yük etkisinde enine donatı ile sargılanmayan diyagonal donatı demeti nedeniyle beton basınç çubuğunda ezilme sonucu hasar meydana gelmiştir. Diyagonal donatı demeti enine donatı ile sargılanan bağ kirişinde ise bu durum gözlenmemiştir. Diyagonal donatı demetinin enine donatılarla sargılanması ve bağ kirişi içerisine yerleştirilmesi işçilik açısından pratik değildir.
12
Şekil 3.4. Galano ve Vignoli’ye ait bağ kirişi donatı detayları [103]
Adebar ve ark. [104], tarafından yapılan deneylerde birebir olarak hazırlanan kirişler için net açıklığın kiriş yüksekliğine oranı 2,74 alınmıştır. Kullanılan her iki diyagonal demet donatı alanları aynı alınmış ve her ikisi de kapalı etriyelerle sarılmıştır. Kiriş montaj ve boyuna donatıları perdeler içerisine ankre edilmiştir (Şekil 3.5.). Uygulanan yatay yük sonucunda büyük yer değiştirme değerlerine ulaşılmış (145mm) ve diyagonal donatının burkulması ve betonun ezilmesi nedeniyle önemli hasar oluşmuştur.
Şekil 3.5. Adebar ve ark.’na ait bağ kirişi donatı detayı [104]
Canbolat ve ark. [105], tarafından net açıklığın kesit yüksekliğine oranı 1 olan çok kısa diyagonal donatılı bağ kirişi testi yapılmıştır. Her bir diyagonal donatı demeti aynı kesit alanına sahip olup enine donatılarla sargılanmıştır. Kiriş montaj ve boyuna donatıları ile birlikte diyagonal donatıların tümü perde duvar içerisine ankre edilmiştir (Şekil 3.6.). Yapılan deney sonuçlarına göre diyagonal donatı demetlerinde herhangi bir burkulma ve ankraj problemi gözlenmemiştir. Büyük yer değiştirme değerlerinde bağ kirişleri tarafından oldukça önemli derece enerji sönümleme gerçekleştirildiği görülmüştür.
14
Şekil 3.6. Canbolat ve ark.’na ait bağ kirişi donatı detayları [105]
Fortney ve ark. [106], tarafından net açıklığın kiriş yüksekliğine oranı 3,0 olan bağ kirişi çevrimsel yük etkisi altında test edilmiştir. Diyagonal donatı demetleri eşit olarak alınmış ve perde duvarlar içerisine ankre edilmiş ve çevrimsel yük uygulanmıştır (Şekil 3.7.). Deney sonuçları ACI318-05 ile karşılaştırılmıştır. Diyagonal donatı oranının artmasıyla çevrimsel davranışta yüksek süneklik elde edilmiştir. Büyük yer değiştirme değerlerine kadar donatılarda herhangi bir burkulma gözlenmemiştir. Ancak kiriş uzunluğu boyunca yerel eğilme ve kesme çatlakları oluşmuştur.