Betonarme elemanların çelik levhalarla güçlendirilmesinde bulon seçimi

Abstract

Bu çalışmada, 4.0, 8.0, ve 10.0 mm kalınlıklarda levhaları hedef beton dayanım sınıfı C8/10, C12/15, C16/20 olan 150-mm küp numuneye delinerek açılmış 14, 18, 22 mm epoksi harçlı deliklere gömülü eksenine dik yüklü 12, 16, 20 mm anma çaplı bütün boyuna diş açılmış ankraj bulonlarıyla bağlanarak elde edilmiş numunelerde bulonların mekaniksel davranışları, levhalar bir kenarından bulon eksenine dik yüklenerek incelendi. Numuneler bulonun temas ettiği betonda ezilme, çatlama oluşabilecek, fakat istenmeyen kapak çıkma, ard kapak atma oluşamayacak biçimde donatıldı ve yüklendi. Bu çalışmada özellikle bulonda makaslama (kesme) sonucu taşıma gücü tükenmesi incelendi. Beton numunelerin parçalanarak ard kapak çıkma şeklinde göçme oluşmaması için bulon deliği çevresinde betonun içerisine 130 mm çaplı helis biçiminde ve bulon eksenine paralel olmak üzere üç doğrultuda 0.016 oranı sağlanacak biçimde Ø8 nervürlü çelik sargı donatısı yerleştirildi. Bulonların beton çekirdek içerisine gömülme boyu ise 125 mm yapıldı. Geliştirilen deney düzeneği kullanılarak çelik levhada yük-ötelenme davranışları kaydedildi. Kısmî faktöriyel tasarımla toplam 31 adet deney sonucu değerlendirilerek en uygun güçlendirme elemanlarının seçilmesinde yararlanılabilecek deney düzeneği, deney yöntemi ve değerlendirme ilkeleri belirlendi. Araştırmada kullanılan malzemelerle yapısal güçlendirmede sünek davranış sağlanması için 4 mm ve 8 mm güçlendirme levhası kalınlığı için tüm boyuna diş açılmış bulonların sırasıyla en az M16 ve M20 seçilmesinin uygun olduğu sonucuna varıldı.

In this work, the mechanical behaviour of steel anchor bolts was investigated on specimens made using post-installed, full-length threaded M12, M16, M20 bolts epoxide sealed into 14, 18, 22 mm drilled holes in 150 mm-concrete cube specimens of C8/10, C12/15, C16/20 nominal strength class, anchoring 4.0 mm, 8.0 mm, 10.0 mm steel plates loaded at one edge perpendicular to the axis of the bolt. Specimens were designed and loaded such that limited bearing deformation and crack formation would take place but total cracking or pry-out failure in concrete would not happen. This study concentrates especially on the shear capacity of the bolts. To prevent the unwanted failure modes of total cracking or pry-out failure in concrete, Ø8 spiral reinforcement around the anchor bolt and rebars were placed to obtain a reinforcement ratio of 0.016. The bolt embedment length was 125 mm. The load-displacement data of the steel plate was recorded using the test set-up developed. For determining the most suitable strenghening elements, the principles of test set-up, the test and analysis method were developed. To obtain ductile behaviour using the strengthening component materials, it was concluded that for 4 mm and 8 mm thick steel plates it would be suitable to use minimum M16 and M20 full length threaded anchor bolts, respectively.