KOMPAKT YARMA-ÇEKME NUMUNELERİNİN BETONUN KIRILMA MEKANİĞİNE GÖRE UYGULAMA POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Yarı gevrek bir malzeme olan betonda çok sayıda çatlak, boşluk ve kusurlar bulunur ve çatlamış bir beton/betonarme yapı, ancak kırılma mekaniği prensipleri kullanılarak gerçekçi bir şekilde analiz edilebilir. Bu amaçla birçok araştırmacı tarafından teknolojik ve nümerik alanlardaki gelişmelere paralel olarak, lineer olmayan kırılma mekaniği prensipleri geliştirilmiştir. Betonun kırılma mekaniğinde kiriş numuneler yaygın olarak kullanılmakla birlikte, merkezi çatlaklı küp ve silindir numunelerin taşınabilirlik ve hafiflik açısından bazı avantajlara sahip olduğu görülmüştür. Son yıllarda bu tip numunelerin betonun kırılma mekaniğinde başarılı uygulamalarına literatürde ver verilmiştir. Bu arayışın bir devamı niteliğindeki sınır çatlaklı kompakt yarma-çekme numuneler, kama yarma numunelerine alternatif olarak geliştirilmiş ve sınırlı da olsa bir deneysel çalışma ile başarıyla kullanılabilirliği gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında, önceki sınırlı çalışmanın kapsamı farklı maksimum agrega boyutlarına (4, 8, 16 ve 25 mm) sahip beton karışımlar kullanılarak genişletilmiştir. Deney verileri (numune tepe basınç değerleri, yani kırılma yükleri) elde edildikten sonra literatürdeki eşdeğer elastik çatlak modellerinden iki parametreli model ile deney sonuçları analiz edilmiştir. Sonuçların karşılaştırılması için aynı zamanda 4 ve 8 mm lik agregalı karışımlarda çentikli kiriş numuneler üzerinde üç noktalı eğilme deneyi yapılmıştır. Kirişlerin pik yükleri hem iki parametreli hem de efektif çatlak modeline göre analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonuçların oldukça uyumlu olduğunu göstermiştir.

As a quasi-brittle material, concrete has many cracks, voids, and defects, and a cracked concrete/reinforced concrete structure can only be realistically analyzed using the principles of fracture mechanics. For this purpose, nonlinear fracture mechanics principles are proposed by many researchers in parallel with developments in the technological and numerical fields. Although beam specimens are widely used in the fracture mechanics of concrete, it has been observed that cube and cylinder specimens with major cracks have some advantages in terms of portability and lightness. In recent years, successful applications of this type of specimens in the fracture mechanics of concrete have been given in the literature. As a continuation of this search, compact square prismatic specimens with edge cracks have been developed as an alternative to splittiry specimens and have been successfully demonstrated in an experimental study. The scope of the previous limited study was expanded in this thesis by using concrete mixtures with varying maximum aggregate sizes (4, 8, 16 and 25 mm). The experimental data (specimen peak compressive values, i.e. fracture loads) were analyzed using the two-parameter model, one of the equivalent elastic crack models available in the literature. Three-point bending tests on notched beam specimens with 4 and 8 mm aggregate mixtures were also performed to compare the results. The peak loads of the beams were calculated using the two-parameter and effective crack models. The analyses revealed that the outcomes were quite consistent.