Betonarme kiriş elemanlarda bulunan farklı donatı oranlarının ve değişik yükleme tiplerinin etkili atalet momenti üzerine olan etkisinin irdelenmesi

Bu çalısmada kiris ve kolonlarda olusan çatlamalar göz önünde bulundurularak betonarme çerçevelerin analizi için gelistirilen bilgisayar programı aracılığı ile değisik yükleme tipi ve farklı donatı oranlarının betonarme kiris elemanlarının etkili atalet momentleri üzerine olan etkisi arastırılmıstır. Betonarme yapıya etkiyen yatay ve düsey yüklerden dolayı elemanlarının çatlaması halinde etkili atalet momentlerinin hesabında ACI, CEB ve olasılığa dayalı etkili rijitlik modelleri kullanılmıstır. Elemanların etkili atalet momenti ile ilgili olarak önerilen bu farklı modellerin sonuçları deney sonuçları ile karsılastırılmıstır. Gelistirilen bilgisayar programı ile deneysel çalısması yapılmıs farklı yüklemeler etkisi altındaki betonarme kiris örneklerinin çözümlenmesinden özellikle etkili atalet momenti hesabında kullanılan olasılığa dayalı etkili rijitlik modelinin deney sonuçlarıyla uyum içerisinde olduğu gözlenmistir. Açıklık ortasındaki tekil yük durumunda donatı oranının, özellikle düsük donatı oranına sahip kirislerin etkili atalet momenti üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüstür. Bu yükleme durumunda etkili momenti ifadeleri daha önceden önerilen denklemler aracılığı ile donatı etkisini de içerecek sekilde düzenlenerek, deneysel sonuçlarla uyum içerisinde değerler elde edilmistir.

Effect of reinforcement ratios and loading types on the effective moment of inertia of a reinforced concrete beam

In this study, the effects of various load types and different reinforcement ratios on the effective moment of inertia of beams have been investigated by using the computer program developed for the analysis of reinforced concrete frames with beams and columns in cracked state. ACI, CEB and probability-based effective stiffness models are used for the effective moment of inertia of the cracked members. The results of the different models for the effective moment of inertia of reinforced concrete members have been compared with the experimental results. The experimental reinforced concrete beam examples subject to different load types, available in the literature have been solved with the computer program and the results have been compared with the test results in the scope of the study. The results of the probability-based effective stiffness model have been found in a good agreement with the experimental results. For the mid-point loading case, the effect of reinforcement ratio on the effective stiffness of reinforced concrete beams is a significant factor for the lightly reinforced beams. These effects have been incorporated the probability-based effective stiffness models and the results have been found in good agreement with the experimental results.

___

  • 1. Al-Shaikh,A.H. ve Al-Zaid,R.,Z., ‘‘Effect of Reinforced Ratio on the Effective Moment of Inertia of Reinforced Concrete Beams’’, ACI Structural J., 90, 144-149, 1993.
  • 2. Branson,D.E., ‘‘Instantaneous and Time-Dependent Deflections of Simple and Continuous Reinforced Concrete Beams’’, HPR Report, Alabama Highway Department/US, Report No.7, Part 1, 78, 1967.
  • 3. Ning,F., ‘‘Lateral Stiffness Characteristics of Tall Reinforced Concrete Buildings Under Service Loads, PhD dissertation, Dept. of Civ. Engrg., Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, 1998.
  • 4. Dundar,C.ve Kara,I.F, ‘‘Three dimensional analysis of reinforced concrete frames with cracked beam and column elements’’, Engineering Structures, 29(9), 2262- 2273, 2007.
  • 5. ACI-318-95, Building code requirements for reinforced concrete (ACI 318-95), Michigan, 1995.
  • 6. Comite Euro-International du Beton, ‘‘Manual on Cracking and Deformation’’, Bulletin d’Information, No.158-E, 1985.
  • 7. Al-Mahaidi,R.S.H., “Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Deep Members”, Department of Struc. Engrg., Cornell Universty, Report No. 79-1, 1978.
  • 8. Dündar,C., Kara,Đ.F., Tanrıkulu,A.K., ‘‘Kirislerdeki Çatlama Göz Önüne Alınarak Çerçevelerin Üç Boyutlu Analizi’’, Türkiye Đnsaat Mühendisliği XVI. Teknik Kongre ve Sergisi, Böl. 8, 2001.
  • 9. Tanrikulu,A.K, Dundar,C., Cagatay,I.H., ‘‘A Computer program for the analysis of reinforced concrete frames with cracked beam elements’’, Structural Engineering and Mechanics, 10(5) 463-478, 2000.
  • 10. Cosenza,E, ‘‘Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Elements In a Cracked State’’, Computers& Structures, 36(1), 71-79, 1990.