Donatı gömülme boyunun aderansa etkisi

Bu çalışmada donatı gömülme boyunun, donatı-beton arasındaki aderans dayanımına ve donatı-beton arasında oluşacak göçme şekillerine etkisinin araştırılabilmesi maksadıyla 12 adet mafsallı kiriş deneyi yapılmıştır. Bu kapsamda 8 mm anma çapına sahip boyuna donatılar kirişlere, 5db (40 mm), 10db (80 mm) ve 20db (160 mm) beton ile temasları olacak biçimde yerleştirilmişlerdir. Ancak bu bölüm kapsamında tüm deney grafiklerinin karşılaştırılmasında gerçek gömülme boyu uzunlukları donatı gerçek dış çaplarına (Do) bölünerek gömülme boyları donatı çaplarına göre normalleştirilmiştir. Deney kirişlerinin donatı detayları Şekil 2.2’de gösterilmiş olup ölçülendirilmeleri ise Çizelge 2.2’de belirtilmiştir.

Gömülme boyu değişimlerinin aderansa etkisi, her donatı türü için ayrı ayrı gruplandırılmış aderans gerilmesi ve sıyrılma grafikleri esas alınarak belirlenmiştir.

Ayrıca gömülme boyunun aderansa etkisi donatı türüne göre değil, bölüm sonunda tüm donatı türleri dikkate alınarak yorumlanmıştır.

3.5.1. İnce taneli kumlanmış GFRP donatılı kirişler

İnce taneli olarak kumlanmış GFRP donatılar ile oluşturulmuş mafsallı kirişlerin aderans gerilmesi-sıyrılma grafikleri incelendiğinde, donatıların 0.01 mm sıyrılma

123

anındaki beton basınç dayanımına göre normalleştirilmiş aderans gerilmeleri 5db, 10db

ve 20db pas payına sahip numunelerde sırasıyla 3.39, 2.39 ve 1.93 MPa olarak ölçülmüştür. Değerlerdende anlaşılacağı üzere 0.01 mm sıyrılma anında kirişlerin rijitlikleri gömülme boyunun artmasıyla azalmaktadır.

Normalleştirilmiş maksimum aderans gerilme değerleri 0.01mm sıyrılma anındaki aderans değerleri ile karşılaştırıldığında ise 5db (3,39 MPa) ve 10db (2.39 MPa) gömülme boyuna sahip kirişlerin normalleştirilmiş aderans değerlerinde herhangi bir artış olmamıştır. 20db (2.17 MPa) gömülme boyuna sahip olan kirişin aderans gerilmesi ise 0.24 MPa artış göstermiştir. Ancak, bu artışın, donatı kumlama kalitesinin değişkenliği veya kumlama kalitesinin homojenliği ile alakalı olabileceği düşünülmektedir.

Maksimum aderans gerilmeleri ise donatıların gömülme derinliklerinin 5db’den 10db’ye çıkarılmasıyla %30 azalma, 10db’den 20db’ye çıkarılması ile %9 azalma göstermiştir. Bu durum, gömülme boyunun artmasıyla donatının beton ile ilk aderans aktarımına başladığı noktadan uzaklaşmasıyla düzgün olmayan aderans dağılımlarından kaynaklanmaktadır.

Şekil 3.33. Gömülme boyu değişimine göre İnce taneli kumlanmış GFRP donatıların aderans gerilmesi-sıyrılma davranışı

124

Maksimum aderans gerilmelerinden sonra ise, tüm gömülme boylarındaki numunelerin aderans düşüş eğilimleri benzer olduğu Şekil 3.33’den de anlaşılmaktadır.

3.5.2. Oluklu GFRP donatılı kirişler

Oluklu GFRP donatılar ile oluşturulmuş mafsallı kirişlerin aderans gerilmesi-sıyrılma grafikleri incelendiğinde, donatıların 0.01 mm sıyrılma anındaki normalleştirilmiş aderans gerilmeleri 10db ve 20db pas payına sahip numunelerde sırasıyla 2.99 ve 2.39 MPa olarak ölçülmüştür. Değerlerden de anlaşılacağı üzere 0.01 mm sıyrılma anında kirişlerin rijitlikleri gömülme boyunun artmasıyla %20 azalmaktadır.

Şekil 3.34. Gömülme boyu değişimine göre oluklu GFRP donatıların aderans gerilmesi-sıyrılma davranışı

Normalleştirilmiş maksimum aderans gerilme değerleri, 0.01 mm donatı sıyrılmasına karşılık gelen aderans değerleri ile karşılaştırıldığında, 10db (3.52 MPa) gömülme boyuna sahip kirişde %18 aderans artışı gerçekleşmişken, 20db (3.72 MPa) gömülme boyuna sahip olan kirişde ise %56 bir artış gerçekleşmiştir. Ancak 20db gömülme

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

0 1 2 3 4 5 6 7

u/ftsp

s (mm)

G8WO/4.5-11-4.5-20-1/C20 G8WO/4.5-11-4.5-10-1/C30

125

boyuna sahip numunenin normalleştirilmiş maksimum aderans gerilme değeri, 10db

gömülme boyuna sahip numuneden yüksek çıkması beklenmedik bir durumdur. Bu durum, betonun yerleştirilmesinden kaynaklı olabileceği düşünülmektedir. Ancak Şekil 3.34’den de dikkat edileceği üzere, tüm gömülme boylarındaki numunelerin aderans düşüş eğilimleri benzerdir.

3.5.3. Nervürlü GFRP donatılı kirişler

Nervürlü GFRP donatılar ile oluşturulmuş mafsallı kirişlerin aderans gerilmesi-sıyrılma grafikleri incelendiğinde, donatıların 0.01 mm gerilmesi-sıyrılma anındaki beton basınç dayanımına göre normalleştirilmiş aderans gerilmeleri 10db ve 20db pas payına sahip numunelerde sırasıyla 4.06 ve 3.33 MPa olarak ölçülmüştür. Değerlerden de anlaşılacağı üzere 0.01 mm sıyrılma anında kirişlerin rijitlikleri gömülme boyunun artmasıyla %18 azalmaktadır.

Şekil 3.35. Gömülme boyu değişimine göre nervürlü GFRP donatıların aderans gerilmesi-sıyrılma davranışı

Normalleştirilmiş maksimum aderans gerilme değerleri donatıların 0.01 mm sıyrılma anındaki aderans değerleri ile karşılaştırıldığında ise 10db (4.66 MPa) gömülme

0 1 2 3 4 5 6

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

u/ftsp

s (mm)

G8R/4.5-11-4.5-10-1/C30 G8R/4.5-11-4.5-20-1/C20

126

boyuna sahip kirişde %15 aderans artışı gerçekleşmişken, 20db (4.13 MPa) gömülme boyuna sahip olan kirişde ise %24 bir artış gerçekleşmiştir. Maksimum aderans gerilmeleri ise donatıların gömülme derinliklerinin 10db’den 20db’ye çıkarılmasıyla

%11 azalma göstermiştir. Bu durum, gömülme boyunun artmasıyla donatının beton ile ilk aderans aktarımına başladığı noktadan uzaklaşmasıyla düzgün olmayan aderans dağılımlarından kaynaklanmaktadır.

Maksimum aderans gerilmelerinden sonra ise, tüm gömülme boylarındaki numunelerin aderans azalış eğilimleri benzer olduğu Şekil 3.35’den de anlaşılmaktadır. Ancak göçme anındaki ezilmeden kaynaklı sıyrılma donatılardaki nervürlerin beton tarafından ezilmesine bağlı olarak değişmiştir.

3.5.4. Çelik donatılı kirişler

Nervürlü çelik donatılar ile oluşturulmuş mafsallı kirişlerin aderans gerilmesi-sıyrılma grafikleri incelendiğinde, donatıların 0.01 mm sıyrılma anındaki beton basınç dayanımına göre normalleştirilmiş aderans gerilmeleri 5db, 10db ve 20db pas payına sahip numunelerde sırasıyla 2.84, 2.73 ve 1.97 MPa olarak ölçülmüştür.

Değerlerdende anlaşılacağı üzere 0.01 mm sıyrılma anında kirişlerin rijitlikleri gömülme boyunun artmasıyla azalmaktadır.

Normalleştirilmiş maksimum aderans gerilme değerleri, donatıların 0.01 mm sıyrılma anındaki aderans değerleri ile karşılaştırıldığında ise 5db gömülme boyundaki donatılarda 3.05 MPa, 10db gömülme boyundaki donatılarda 2.57 MPa ve 20db

gömülme boyundaki donatılarda 2.07 MPa artış gerçekleşmiştir. Normalleştirilmiş maksimum aderans gerilmeleri sırasıyla 5.89, 5.30 ve 4.04 MPa’dır. Maksimum aderans gerilmeleri ise donatıların gömülme derinliklerinin 5db’den 10db’ye çıkarılmasıyla %10 azalma, 10db’den 20db’ye çıkarılması ile %24 azalma göstermiştir.

Ancak donatılarda oluşan sıyrılma göçmesi, donatı akmasına dönüştüğü için %10’luk bu azalma sınırlandırılmış bir azalma olduğu düşünülmektedir. 20db gömülme boyuna sahip kirişler de ise donatı koptuğu için göçme olmuştur. Ayrıca bu donatılarda aderans gerilmesindeki azalış, gömülme boyunun artmasıyla donatının beton ile ilk

127

aderans aktarımına başladığı noktadan uzaklaşmasıyla düzgün olmayan aderans dağılımlarından kaynaklanmaktadır.

Şekil 3.36. Gömülme boyu değişimine göre çelik donatıların aderans gerilmesi-sıyrılma davranışı

3.5.5. Gömülme boyunun aderansa etkisinin donatı türlerine göre karşılaştırılması

Şekil 3.37. Gömülme boyu değişimine göre farklı türde donatıların maksimum aderans gerilemlerinin karşılaştırılması

GSf CSf GWO BWw+Sc GR SR

128

Şekil 3.37’den de görüleceği üzere gömülme boyunun artırılmasıyla, neredeyse tüm donatılarda, betonun yarmada çekme dayanımı ile normalleştirilmiş maksimum aderans gerilmesi değerlerinde azalma meydana gelmiştir. Bu azalma değerleri ise, gömülme boyunun iki kat olacak biçimde artırılmasıyla birlikte (5db-10db-20db) maksimum aderans gerilmesi değerlerinin %9’u ile %30’u arasında değişkenlik göstermiştir. Donatılarda aderans gerilmesindeki azalmalar, gömülme boyunun artmasıyla donatının beton ile ilk aderans aktarımına başladığı noktadan uzaklaşmasıyla düzgün olmayan aderans dağılımlarından kaynaklanmaktadır. Bu durum birçok araştırmacı tarafındanda gözlemlenmiştir [41,47,48,55,75,82,83].

Ancak 20db gömülme boyuna sahip oluklu GFRP donatılı numunenin normalleştirilmiş maksimum aderans gerilme değeri, 10db gömülme boyuna sahip numuneden yüksek çıkması beklenmedik bir durumdur. Bu durum betonun homojenliğinden kaynaklanmış olabileceği düşünülmektedir.