Theses supervised by Prof. Dr. İsmail Hakkı Çağatay
10 theses · Çukurova University
2007 Deprem Yönetmeliği'ne göre yapı düzensizliklerinin betonarme binaların deprem davranışlarına olan etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada 2007 Deprem Yönetmeliği irdelenmiş, A1 (Burulma), B1 (Zayıf Kat) ve B2 (Yumuşak Kat) düzensizlik durumları incelenmiştir. Burulma düzensizliği değişiminin incelenebilmesi için farklı konumlarda yapıya ilave edilen perde elemanlar, yumuşak kat düzensizliği değişiminin incelenebilmesi için de dolgu duvarlar modellenerek analizler yapılmıştır. Duvarlı-duvarsız ve perdeli-perdesiz sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Dolgu duvarlar eşdeğer basınç çubuğu ile modellenmiştir. Toplamda 9 farklı tip yapı üzerinde çalışılmıştır. Bu yapı tipleri çözülerek burulma ve yumuşak kat düzensizliği değerlerinin açıklık ve kat sayılarına göre değişimleri incelenmiştir. Ayrıca, 10 katlı 5 farklı yapı tamamen dolgu duvarlı olarak modellenmiş ve sırasıyla her katta boşluk olması, duvarın var olmaması, durumu göz önüne alınarak analizler yapılmıştır. Analizler sonucunda hangi katta duvarın modellenmediği durumda yumuşak kat düzensizliği değerlerinin maksimum olduğu tespit edilmiştir. Aynı modeller için katlar arasında oluşabilecek zayıf kat durumu da incelenmiştir. Sonuç olarak, perde elemanlarının sayılarının ve konumlarının burulma düzensizliği oluşumu açısından oldukça önemli olduğu anlaşılmış; dolgu duvarların ise yapının periyot, yatay deplasman, rijitlik, taban kesme kuvveti ve yumuşak kat davranışını etkilediği görülmüştür. Bu konularda yapılan tüm analizler SAP2000 paket programı kullanılarak çözülmüştür.
Geçirimli betonların yol kaplaması olarak kullanımının araştırılması
Bu çalışmanın amacı ülkemizde pek bilinmeyen geçirimli beton malzemenin tanıtılması ve laboratuvar koşullarında Karayolları Genel Müdürlüğü Beton Yol Kaplamaları Teknik Şartnamesine uygun, yeterli dayanımı sağlayabilecek geçirimli beton malzemenin elde edilme potansiyelinin araştırılmasıdır. Farklı boyutlarda yıkanmış kireçtaşı esaslı kırma taş agregalar kullanılarak agrega boyutunun ve farklı agrega/bağlayıcı oranlarının geçirimli betonların mekanik ve geçirimlilik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca, uygun agrega gradasyonuna ve çalışmadaki geçirimli betonlarla aynı karışım oranına sahip konvansiyonel beton da üretilmiştir. Her geçirimli beton karışımı için basınç dayanımı, eğilme dayanımı, silindir yarma dayanımı, aşınma dayanımı, yoğunluk, porozite ve permeabilite deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu tez kapsamında yoğunluk değerlerinin ölçüm yöntemlerinden büyük ölçüde etkilendiği bulunmuştur. Ayrıca genel olarak agrega boyutu veya agrega/bağlayıcı oranı arttıkça mekanik dayanımın azaldığı gözlenmiştir. Uygun agrega boyutu, karışım oranları ve kıvamla birlikte Beton Yol Kaplamaları Teknik Şartnamesinde yer alan karakteristik dayanım değerleri ile uyumlu geçirimli beton karışımı üretilebileceği belirlenmiştir.
Kesme donatısız betonarme kirişlerin kesme etkisindeki davranışlarının incelenmesi
Betonarme elemanların kesme etkisindeki davranışları, günümüz yapı mühendisliğinin en güncel araştırma konularından biridir. Özellikle kesme kuvvetine maruz kalan kesme donatısız kirişlerde oluşan kırılma ve dayanım mekanizmalarının nasıl geliştiği hakkında henüz tam anlamıyla fikir birliğine varılabilmiş değildir. Bu çalışmada dört farklı kesme açıklığı/faydalı derinlik (a/d=2.0, 2.51, 3.13, 4.0) oranı ve farklı beton sınıfına sahip 15 adet betonarme kiriş numuneleri, dört noktalı eğilme deneyine tabi tutulmuştur. Kiriş numunelerinin deney sırasında gerçekleşen çatlakların gelişimleri detaylı olarak takip edilmiş ve yük-deplasman grafikleri elde edilmiştir. Deneylerden her numune için elde edilen maksimum kesme kuvveti, literatürde mevcut üç adet standartta önerilen ve bazı araştırmacıların önerdiği bağıntılar kullanılarak hesaplanan sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada yapılan deneylerde; kesme kuvveti etkisi altındaki kesme donatısız betonarme kirişlerin davranışını etkileyen en önemli değişkenlerden birinin (a/d) oranı olduğu gözlenmiştir. Beton basınç dayanımının kesme dayanımı ve kırılma yükü ile ilişkisinin tahmin edilenden daha karmaşık olduğu ve bu nedenle beton basınç dayanımının betonarme kirişlerin kesme davranışına etkisinin daha rasyonel bir şekilde belirlenebilmesi için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulduğu sonucuna varılmıştır.
Atık cam katkılı betonların incelenmesi
Bu çalışmada, geri dönüşümde de kullanılabilen cam atıkların beton karışımında agreganın belirli oranlarında kullanılabilirliği araştırılmıştır. Cam tamamen doğadan elde edilmiş ve yüzde yüz geri dönüştürülebilen bir malzemedir. Yüzyıllardır insanoğlu camın keşfinden sonra bu geri dönüşüm özelliği sayesinde enerji kaynaklarını daha verimli kullanmayı hedeflemişlerdir. Bu çalışmada cam atıkları, iki etaplı olarak beton agregasının yerine kullanılarak hazırlanan numunelerdeki basınç ve çekmede eğilme dayanımları gözlenmiştir. Deneyler göstermiştir ki kullanılan cam atıkların yüzdeleri arttıkça beton mekanik özellikleri olumsuz etkilenmektedir. Bununla birlikte, ağırlıkça %10 civarında atık camın özellikle ince gradasyonlarda kullanılması enerji verimliliğini artırmak için uygulanabilir bir yöntem olarak gözükmektedir. Anahtar Kelimeler: Atık cam, Cam katkılı beton, Betonlarda atık cam kullanımı
Geçirimliliğin betonun mekanik özelliklerine etkisinin araştırılması
Günümüzde en yaygın yapı malzemesi olarak kullanılan betonun, boşluksuz ve geçirimsiz bir yapıda olması durabilite açısından önemlidir. Üretilen betonların hizmet ömrü boyunca zararlı etkilerden korunabilmesi için düşük geçirimlilik değerlerine sahip olması gerekmektedir. Bu çalışmada, 4 farklı su/çimento (0,4-0,5-0,6-0,7) oranında hazırlanmış karışımların iyi ve kötü gradasyon etkisindeki basınç, yarmada çekme ve basınç altında su işleme derinliği deneyleri gerçekleştirilmiştir. Standart silindir ve küp olarak üretilen 96 adet numune üzerinde 28. günde geçirgenlik ve dayanım deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca 2 farklı basınç dayanımına sahip (C16-C50) numuneler üzerinde 7. ve 28. günde geçirimlilik deneyleri yapılmıştır. Bu tez kapsamında betonun mekanik özellikleriyle geçirimlilik parametreleri arasında önemli bir ilişki olduğu gözlenmektedir. En düşük su işleme derinliği, iyi gradasyon kullanılarak hazırlanmış su/çimento oranı 0,4 olan karışımda gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Basınç altında su işleme derinliği, Geçirimlilik, Beton, Su/çimento oranı
Öngerilmeli Sürekli Kirişlerin Analiz ve Tasarımı
Bu çalışmada, öngerilmeli I kesitli sürekli kirişlerin analiz ve tasarımı teorik ve deneysel olarak yapılmıştır. Öngerilmeli sürekli kirişlerin hesabı için kullanılan en yaygın iki yöntem Yük Dengeleme Yöntemi ile Elastik Analiz Yöntemi incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Kirişlerin eğilmeye göre davranışları incelenmiştir Çalışmada kirişler kesme donatısız olarak tasarlanmıştır. Kirişlerin iki adedi normal beton ile hazırlanmış, bir adedi ise normal beton ve çelik lif katkılı olarak hazırlanmıştır. Kirişlere sadece bir adet kablo uygulanmıştır. Kirişler 4.30 metre uzunluğunda, songermeli ve aderanslı olarak üretilmiştir. Deneylerde kirişler üzerindeki yük kademeli olarak arttırılmış ve kirişlerin taşıma gücü değerleri belirlenmiştir. Ayrıca kirişlerin açıklık ortasındaki yük deplasman değerleri belirlenmiş ve sonuçlar yorumlanmıştır.
Lifli ve lifsiz beton numunelerde boyut etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada, lifli ve lifsiz beton numunelerin şekil ve boyutunun basınç dayanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu doğrultuda üç grupta farklı beton karışımları hazırlanmıştır. Birinci grupta, herhangi bir kimyasal veya mineral katkı kullanılmadan sadece su/çimento (0,5, 0,6, 0,65 ve 0,7) oranı esas alınarak karışımlar hazırlanmıştır. İkinci grupta, farklı basınç dayanımlarında (C12, C16, C25, C30, C35, C40 ve C50) karışımlar hazırlanmıştır. Üçüncü grupta ise C25 ile C35 karışımlarının içerisine farklı oranlarda çelik lif eklenerek karışımlar hazırlanmıştır. Bu karışımlar kullanılarak, l/d oranı 3,5 ile 0,67 arasında değişen farklı çap (10, 12 ve 15 cm) ve yükseklilerde (10, 15, 20, 25 ve 30 cm) silindir numuneler elde edilmiştir. Bu numunelere ilaveten farklı boyutlarda (7,1, 10, 12, 15 ve 20 cm) küp numuneler ve çelik lifli karışımların eğilme dayanımını bulabilmek amacıyla 10x10x50 cm boyutlarında prizma numuneler de üretilmiştir. Tüm numunelere 28. günde eksenel basınç dayanımı ve eğilmede çekme dayanımı deneyleri yapılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, farklı boyutlardaki silindir ve küp numunelerin basınç dayanımlarının sonuçları ile standart numunenin basınç dayanımı sonucu arasında karşılaştırmalar yapılmıştır. Elde edilen bulgular ışığında, numune şekil ve boy değişiminin, basınç dayanımı üzerinde kesin bir etkisinin olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Beton, Basınç Dayanımı, Boyut Etkisi, Şekil Etkisi, Lif Katklı Beton
Çimento ve mineral katkı maddelerinin ikili, üçlü ve dörtlü kombinasyonlarını içeren beton numunelerinin bazı mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Bu doktora çalışmasında, portland çimentosu (CEM 1 42,5 R) ile uçucu kül (UK), silis dumanı (SD) ve granüle yüksek fırın cürufu (GYFC) mineral katkı maddelerinin, ikili, üçlü ve dörtlü kombinasyonlarından üretilen farklı tasarımlardaki beton numuneleri 1, 3, 7, 28, 56, 90, 180 ve 360. günlerde basınç, eğilme dayanımı testine tabi tutulmuştur. Tüm karışımlar için su / bağlayıcı oranı 0,5 olacak şekilde sabit tutulmuştur. Yürütülen basınç ve eğilme dayanımı test sonuçlarına göre %5 SD+%10 UK+%10 GYFC ve %7,5 SD+%15 UK+%15 GYFC olan karışımların optimum dörtlü kombinasyon olarak kullanılabileceği kanaatine varılmıştır. Mekanik deneylerin yapıldığı tüm karışımların 1, 3, 7, 28, 90, 180 ve 360. gündeki basınç ve eğilme dayanımları sonuçları her bir gün için ayrı ayrı karşılaştırılmış ve her gün için sonuçlar arasındaki korelasyon üssel olarak araştırılmıştır. Tüm yaşlar için determinasyon katsayısı (R2) 0,806 ile 0,99 arasında değişmiştir. Karışım tiplerine göre ikili, üçlü ve dörtlü bağlayıcılı sistemler için basınç dayanımı ve eğilme dayanımı ilişkisi üssel olarak araştırılmıştır. Tüm determinasyon katsayıları (R2) 0,969 ile 0,985 arasında bulunmuştur. Sonuç olarak basınç dayanımı ile eğilme dayanımı arasındaki ilişkinin bağlayıcı tipinden ziyade, kür süresinden daha fazla etkilendiği gözlemlenmiştir. Bu aşamadan sonra mekanik sonuçlara dayanarak optimum karışım olarak tespit edilen iki farklı reçeteden oluşan dörtlü kombinasyon beton numuneleri ile referans karışım üzerinde durabilite deneyleri yürütülmüştür. Bu kapsamda seçilen iki optimum beton karışımının ve referans beton karışımının MgSO4 çözeltisine direnç, NaSO4 çözeltisine direnç, basınç altında su işleme (permeabilite), klor iyonu difizyonu özellikleri incelenmiştir. Sülfat dirençlerine tayin deneyleri neticesinde numuneler basınç testine, ultrasonik hız testine ve ağırlık kaybı testlerine tabii tutulmuşlardır. Ayrıca bu numunelerin SEM (Scanning Electron Microscophe) ve XRD (X-Ray Diffraction) metodları ile 3, 7, 14, 28, 56, 90, 180 ve 360. günlerdeki iç yapılarının gelişimleri birbirleri ile karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Yürütülen durabilite deneyleri neticesinde, çimento yerine SD, GYFC, UK gibi mineral katkı ikame edilerek üretilen betonların, sadece CEM 1 42,5 R tipi çimento ile üretilen betonlara kıyasla dayanım özelliklerinin yanında dayanıklılık özelliklerinin de daha güçlü olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca mineral katkı ikameli beton karışımlarının daha ekonomik, çevre dostu ve sürdürülebilir olduğu sonuçlarına varılmıştır. Anahtar Kelimeler: Minarel Katkı, Dayanım, Dürabilite, Mikro Yapı, Sürdürülebilirlik
İnşaat yıkıntı atıklarından geri dönüştürülmüş agrega ve bağlayıcı üretimi
Bu çalışmada, inşaat yıkıntı atıklarından üretilen geri dönüştürülmüş agrega ve bağlayıcıların betondaki çimento ve doğal agrega yerine kullanılma potansiyelleri araştırılmıştır. Bu kapsamda yıkımı gerçekleştirilen bir binadan alınan atıklar çeşitli proseslerden geçirilerek hem agrega hem de geri dönüştürülmüş bağlayıcı (GDB) malzemeler üretilmiştir. GDB ham maddesi 400, 600, 800 ve 1000 ⁰C' de 2, 3.5 ve 5 saat süreyle pişirilerek optimum pişirme sıcaklığı ve süresi belirlenmeye çalışılmıştır. GDB' li karışımların dayanım testlerinin yanında SEM, TGA ve XRD analizleri de gerçekleştirilmiştir. Geri dönüştürülmüş agregalı beton numuneleri üzerinde ise 28 günlük beton basınç dayanımı, elastisite modülü ve Poisson oranı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Geri dönüştürülmüş agrega ilavesi aynı gradasyona sahip betonlarda hem iri agregalarda hem ince agregalarda hem de tüm agrega gruplarında olacak şekilde ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre GDB kullanılarak üretilen harç numuneleri arasında en yüksek dayanım 800 ⁰C' de 2 saat pişirilmiş GDB' li karışımlardan elde edilmiştir. Doğal agregayla geri dönüştürülmüş agreganın yer değiştirdiği hemen hemen tüm karışımlarda geri dönüştürülmüş agrega ilavesi betonun basınç dayanımını arttırmıştır. Sonuçlar göz önüne alındığında yıkıntı atığının uygun bir şekilde ayrıştırılması, kırma, eleme, harç kalıntılarından arındırma ve yıkama prosesiyle birlikte yıkıntı atıkları doğal kaynaklar üzerindeki baskıyı önemli ölçüde azaltacaktır.
Öngerilmeli lif katkılı beton kirişlerin hesabı
Bu çalışmada daha önce Çağatay (1996) tarafından geliştirilen bilgisayar programı kullanılarak I kesitli öngerilmeli beton kirişlerin optimum tasarımı yapılmıştır. Tasarımda minimum ağırlık, minimum maliyet, minimum öngerilme kuvveti hesaplanmıştır. Daha sonra optimum tasarımı yapılmış 18 adet I kesitli öngerilmeli beton kirişler üretilmiştir. Öngerilmeli kirişlerin 6 adeti çelik lif katkılı, 6 adeti etriyeli ve 6 adeti ise lif katkısız ve etriyesiz olarak üretilmiştir. Üretilen öngerilmeli beton kirişlerin deneysel olarak eğilme altındaki davranışı incelenmiştir. Deneysel olarak, kirişlerin transfer ve servis durumlarında meydana gelen gerilme dağılımı, yük-yer değiştirme, yük-şekil değiştirme değerleri incelenmiş ve sonuçların teorik sonuçlarla uyum içerisinde olduğu görülmüştür.