14 / 54
MAKALE
BETON PREFABRİKASYON
OCAK 2016
◆
SAYI : 117
14
Kaplama betonu ile birlikte test edilen
numuneler için arayüzde oluşan yatay
kesme gerilmeleri yukarıda bahse-
dilen her iki denklem de kullanılarak
hesaplanmış ve değerler Tablo 3’de
gösterilmiştir. Görüldüğü üzere, her
iki denklemle hesaplanan kesme ge-
rilmeleri birbirlerine oldukça yakındır.
Bu gerilmeler, numunelerde ani ara-
yüz kaymasının oluştuğu andaki yük
değerleri kullanılarak ve çatlamış kesit
geometrik özellikleri göz önüne alına-
rak hesaplanmıştır. Bu nedenle, bu
değerler, arayüzde kaymanın oluştuğu
ve kompozit davranışın ortadan kay-
bolduğu andaki yatay kesme gerilmesi
değerlerini ifade etmektedir. Diğer bir
ifade ile, Tablo 3’de verilen değerler
numunelerde boşluklu döşeme ele-
manı ile kaplama betonu arayüzündeki
yatay kesme dayanımı değerleridir.
Numuneler için hesaplanmış olan bu
değerler, yatay kayma testleri ile be-
lirlenen ortalama yatay kesme dayanı-
mı değeri olan 0.19 MPa ile oldukça
uyumludur. Ancak, bu değerler ACI
ve AASHTO Yönetmeliklerinde belir-
tilen yatay kesme dayanımı değerle-
rinin oldukça altında kalmaktadır. Bu
çalışmada test edilen numuneler için
hem deneysel olarak belirlenmiş hem
de hesaplanmış arayüz yatay kesme
dayanımı değerlerinin bu kadar düşük
olmasının sebebi, boşluklu döşeme
elemanlarının göreceli olarak düz bir
beton yüzeye sahip olması ve deney
numunelerinde kaplama betonunun
boşluklu döşeme elemanlarının üze-
rine herhangi bir pürüzlendirme yapıl-
madan yerleştirilmiş olmasıdır.
arasında tam kompozit davranış var-
sayımına dayandığından W-T ve N-T
numunelerinin maksimum yük kapa-
siteleri ölçülen değerlerden daha fazla
tahmin edilmektedir.
Numuneler üzerinde çatlak oluşumuna
ve taşıma gücü sınır durumuna karşılık
gelen iki nokta kullanılarak belirlenmiş
çift doğrusal yük-sehim davranışları
da Şekil 7’deki grafiklerde gösterilmiş-
tir. Çatlak oluşumuna karşılık gelen
yük altındaki sehim hesaplanırken çat-
lamamış kesit özellikleri kullanılmıştır.
Taşıma gücü sınır durumundaki sehim
ise çatlamış kesit özellikleri kullanıla-
rak hesaplanmıştır. Bu yaklaşımla ba-
sit bir şekilde belirlenen çift doğrusal
yük-sehim davranışı kaplama betonu
ile test edilen numunelerin ölçülmüş
davranışını yakından takip etmektedir.
Şekil 7’de görüldüğü üzere çift doğru-
sal model numunelerin hem çatlama
öncesi hem de çatlama sonrası rijitlik-
lerini oldukça başarılı bir şekilde temsil
etmektedir
2.3. Arayüzde Oluşan Yatay Kesme
Gerilmelerinin Analizi
W-T numunesi üzerinde yapılan yük-
leme testinin ardından 40x40 cm bo-
yutlarındaki üç adet döşeme parçası
üzerinde yatay kayma testleri uygu-
lanmıştır. Bu kayma testleri numune
üzerinde arayüz kaymasının oluşma-
dığı bölgede yapılmıştır. Bu testlerle
boşluklu döşeme elemanı ile kaplama
betonu arayüzündeki yatay kesme
dayanımı belirlenmiştir. Yatay kesme
dayanımı, maksimum yatay yük değe-
rinin arayüz yüzey alanına bölünmesi
ile bulunmuştur. Yapılan üç kayma
testinin ortalaması alınarak arayüz ya-
tay kesme dayanımı 0.19 MPa olarak
belirlenmiştir.
Kaplama betonu ile test edilmiş olan
numunelerde herhangi bir düşey yük
altında arayüzde oluşan yatay kesme
gerilmesi Denklem (1) kullanılarak he-
saplanabilmektedir.
Denklem (1)’de
v
y
arayüzde oluşan
yatay kesme gerilmesi,
V
kesitteki
düşey kesme kuvveti,
Q
kaplama be-
tonu alanının kompozit kesitin tarafsız
eksenine göre birinci momenti, I kom-
pozit kesitin tarafsız eksene göre atalet
momenti,
b
a
da arayüz genişliğidir. Bu
denklem, doğrusal elastik durum altın-
da, kesitte eğilme sonucunda oluşan
yatay kuvvetlerin dengesi düşünüle-
rek türetilmiştir. Ancak, doğru
Q
ve
I
değerleri kullanılması şartı ile çatlamış
kesitlerdeki yatay kesme gerilmelerinin
hesaplanması için de kullanılabilmek-
tedir [16].
Öngerilmeli beton kompozit elemanlar-
daki arayüz kesme gerilmesi ACI-318
Yönetmeliğinin güncel versiyonlarında
verilmekte olan Denklem (2) kullanıla-
rak da hesaplanabilmektedir.
Denklem (2)’de
d
kompozit kesitte
maksimum basınç gerilmesi oluşan
seviye ile öngerme halatlarının ağırlık
merkezi arasındaki mesafeyi belirt-
mektedir. Denklem (1) ile farklı bir
formata sahip olmasına rağmen bu
denklem de eğilme etkisi sonucunda
kaplama betonunda oluşan yatay kuv-
vetlerle birlikte kesitteki toplam kuvvet
dengesinin düşünülmesi ile elde edile-
bilmektedir.
Numune
Denklem (1) kullanılarak
hesaplanan kesme gerilmesi
MPa
Denklem (2) kullanılarak
hesaplanan kesme gerilmesi
MPa
W-T
0.21
0.20
N-T
0.23
0.22
Tablo 3.
Arayüz yatay kesme gerilmeleri
v
y
= (1)
V x Q
I x b
a
v
y
= (2)
V
d x b
a