Eğilme Taşıma Gücü ve Kırılma Modu Tahminleri

Çalışmada eğilme testleri gerçekleştirilen tüm kirişlerin taşıma güçleri ve kırılma sınır durumları (çekme ve basınç kırılması) bir önceki bölümde anlatılan yöntem ile tahmin edilmiştir. Tahminlerin büyük ölçüde deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu ortaya çıkmıştır. Bu sonucun, malzeme mekanik özelliklerinin belirlenmesinde gösterilen hassasiyetten kaynaklandığı düşünülmektedir. Ancak unutulmamalıdır ki, tüm malzemeler homojen ve birebir aynı mekanik özelliklere sahip değildir. Tahminler ile deneysel sonuçlar arasındaki farklılıklar bu sebeplere dayanmaktadır.

Çizelge 4.1’de birinci deney grubunda yer alan salt çelik, salt BFRP, salt GFRP ve hibrit BFRP-çelik ve GFRP-çelik donatılı kirişlere ait, Çizelge 4.2’de ikinci deney grubunda yer alan salt çelik, salt GFRP ve hibrit GFRP-çelik donatılı kirişlere ait, Çizelge 4.3’te ise üçüncü deney grubunda yer alan salt çelik, salt BFRP, salt GFRP ve hibrit BFRP-çelik, GFRP-çelik donatılı kirişlere ait maksimum deneysel (Pmax,exp) ve tahmin edilen (Pmax,pre) eğilme momenti değerleri sunulmaktadır. Ayrıca deneyler sırasında gözlemlenen kırılma modları ile tahmin edilen kırılma modları da bu çizelgelerde sunulmaktadır.

Çalışmada ilk grupta yer alan salt çelik donatılı referans kiriş (S5) çelik donatı oranı bakımından denge altı donatılı olarak tasarlanırken, salt FRP donatılı referans kirişler (B5 ve G5) ile hibrit FRP-çelik donatılı kirişler FRP donatı bakımından denge üstü donatılı olarak tasarlanmıştır. Eğilme deneyleri neticesinde B1S4 ve G1S4 kirişleri dışında bu grupta yer alan tüm kirişlerin kırılma modlarının doğru bir şekilde tahmin edilebildiği görülmüştür. B1S4 ve G1S4 kirişleri, beklenen kırılma modunun aksine beton ezilmesi gerçekleşmeden önce FRP donatısı koparak taşıma gücüne ulaşmıştır.

Deneysel ve analitik tahminler arasındaki bu farkın, FRP donatılarda lif doğrultusu ve içeriğinde ortaya çıkabilecek istenmeyen farklılıklar ve malzeme özelliklerindeki değişimlerden kaynaklanmış olduğu çıkarımı yapılmıştır.

Bu grupta yer alan kirişlerin taşıma gücü değerleri deneysel kapasitelerden maksimum

%14’lük (B4S1 kirişi) bir farkla tahmin edilirken özellikle S5 Referans elemanı ile

57

bazı hibrit donatılı kirişlerde taşıma gücü kapasiteleri deneysel sonuçlara çok yakın olacak şekilde tahmin edilemiştir.

Çizelge 4.1. Birinci deney grubunda yer alan kirişlere ait taşıma gücü ve kırılma modu tahminleri

ELEMAN Pmax,exp (kN) Pmax,pre (kN) ^Pmax,exp/ Pmax,pre

Kırılma Modu (Deneysel)

Kırılma Modu (Tahmin) S5 Referans 125.02 120.87 1.03 Denge altı Denge altı

B1S4 122.26 116.24 1.05 Denge altı Denge üstü

B2S3 116.64 112.81 1.03 Denge üstü Denge üstü

B3S2 116.59 110.20 1.06 Denge üstü Denge üstü

B4S1 123.56 108.17 1.14 Denge üstü Denge üstü

B5 Referans 120.75 106.54 1.13 Denge üstü Denge üstü

G1S4 129.72 121.38 1.07 Denge altı Denge altı

G2S3 130.90 122.87 1.07 Denge üstü Denge üstü

G3S2 130.22 123.74 1.05 Denge üstü Denge üstü

G4S1 128.20 124.41 1.03 Denge üstü Denge üstü

G5 Referans 141.11 124.90 1.13 Denge üstü Denge üstü

İkinci grupta yer alan salt çelik donatılı referans kiriş (S6) çelik donatı oranı bakımından denge altı donatılı olarak tasarlanırken, salt FRP donatılı referans kiriş (G6) ile hibrit GFRP-çelik donatılı kirişler FRP donatı bakımından denge üstü donatılı olarak tasarlanmıştır. Eğilme testleri neticesinde tüm kirişlerde beklenen kırılma modlarına ulaşılmış yani kırılma modları doğru bir biçimde tahmin edilebilmiştir.

Bu grupta yer alan kirişlerde, özellikle de G1S5, G2S4 ve G6 kirişlerinde, analitik tahminler ile deneysel yük kapasiteleri arasındaki farklar %2 kadar düşük mertebelere ulaşmıştır. Deneysel ve analitik kapasiteler arasındaki en büyük fark, G4S2 kirişine aittir ve bu fark %9’dur.

58

Çizelge 4.2. İkinci deney grubunda yer alan kirişlere ait taşıma gücü ve kırılma modu tahminleri

Son grupta yer alan salt çelik donatılı referans kiriş (S3) çelik donatı oranı bakımından denge altı donatılı olarak tasarlanırken, bu grupta yer alan diğer tüm kirişler FRP donatı oranı bakımından denge altı donatılı olarak tasarlanmıştır. B1S2, B2S1 ve B3 kirişleri tasarım aşamasında denge altı donatılı olacak şekilde tasarlansa da, üretici tarafından gönderilen donatıların mekanik özellikleri malzeme deneyleri yardımıyla belirlendikten sonra yapılan hesaplar, bu kirişlerin denge kırılmasına uğrayacaklarını göstermiştir. Eğilme testleri neticesinde B1S2 ve G3 kirişleri dışında tüm kirişlerde tasarlanan kırılma modları gözlemlenmiştir. B1S2 ve G3 kirişlerinde tasarlanan kırılma modunun aksine FRP donatıları kopmamış yani bu kirişler taşıma güçlerine betonun ezilmesi neticesinde ulaşmışlardır.

Bu grupta yer alan kirişlerde taşıma gücü kapasiteleri G3 ve G2S1 kirişleri dışında iyi bir şekilde tahmin edilebilmiştir. Özellikle B2S1 kirişi için yapılan tahmin deneysel değerden yaklaşık %2‘lik bir fark göstermektedir. G3 ve G2S1 kirişlerinin deneysel ve tahmini yük kapasiteleri arasında ise sırasıyla %23’lük ve %18’lik bir fark gözlenmektedir. Bunun temel sebebi, bu grupta kullanılan GFRP donatılarının ilk grupta kullanılan GFRP donatılar ile aynı mekanik özelliklere sahip olduğu düşünülerek kirişlerin tasarlanmış olmasıdır. Ancak yeni GFRP donatılarla yapılan çekme testleri, bu donatıların mekanik özelliklerinin birinci grupta kullanılan GFRP donatılardan farklı olduğunu göstermiştir. Bu farklılık dikkate alınarak, yeni GFRP donatı mekanik özelliklerine göre belirlenen kırılma modu ve taşıma gücü kapasiteleri

59

Çizelge 4.3’te sunulmuştur. Ayrıca B5 (B3) kirişi için tahminler çekme bölgesinde mekanik özellikleri bilinen 3 BFRP donatısı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Çizelge 4.3. Üçüncü deney grubunda yer alan kirişlere ait taşıma gücü ve kırılma modu tahminleri

ELEMAN Pmax,exp (kN) Pmax,pre (kN) ^Pmax,exp/ Pmax,pre

Kırılma Modu (Deneysel)

Kırılma Modu (Tahmin)

S3 Referans 84.16 77.05 1.09 Denge altı Denge altı

B1S2 83.82 79.72 1.05 Denge üstü Dengeli

B2S1 79.14 77.96 1.02 Denge altı Dengeli

B5 (B3) Referans 63.73 78.52 0.81 Denge altı Dengeli

G1S2 85.32 80.74 1.06 Denge altı Denge altı

G2S1 101.25 85.65 1.18 Denge altı Denge altı

G3 Referans 114.96 93.83 1.23 Denge üstü Denge altı

Eğilme testleri neticesinde ilk grupta yer alan B1S4 ve G1S4 kirişleri ile son grupta yer alan B1S2 ve G3 Referans kirişleri beklenenin aksine farklı kırılma modu ile taşıma gücüne ulaşmıştır. Gerçekleştirilen malzeme testlerinde de gözlemlediği üzere, bu durumun FRP donatı çubuklarının kendi aralarında mekanik özellikleri arasındaki büyük farklılıklardan kaynaklandığı düşünülmektedir.