Çarpma etkisindeki ultra yüksek performanslı lifli betonarme kirişlerin sonlu elemanlar analizi

Ultra yüksek performanslı lifli (UYPL) betonarme elemanların davranışı geleneksel betona göre oldukça farklıdır. Fakat bu beton ile ilgili ülkemizde ve birçok ülkede tasarım yönetmeliğinin bulunmaması ve yüksek maliyetli olması nedeniyle literatürde ultra yüksek performanslı lif katkılı betonarme elemanların dinamik davranışının incelenmesi ile ilgili sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Büyük ölçekli yapısal elemanların tasarım prosedürlerinin geliştirilmesi için yapılan deneysel çalışmalardaki numune sayısı, sonlu eleman programları ile azaltılabilir. Doğrulanmış sayısal modeller; geometri, yükleme koşulları ve donatı oranındaki değişimin yapısal davranış üzerindeki etkisini incelemek için kullanılabilir. Bu çalışmada; literatürden seçilen, dinamik ve statik yüklemeye maruz kalan UYPL betonarme kirişler sonlu eleman programı ile modellenmiş ve nümerik modelin davranışı temsil etme kabiliyeti incelenmiştir. Analizler ABAQUS sonlu eleman programı ile beton için Beton Hasar Plastisite (BHP) modeli ve donatı için klasik metal plastisite modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Malzeme modelini oluşturmak için gerekli parametreler basınç ve çekme deneylerinden elde edilmiştir. Nümerik modellerden elde edilen sonuçlar, Beton Hasar Plastisite modelinin ultra yüksek performanslı lifli betonarme kirişlerin dinamik ve statik yükleme altındaki davranışlarını doğru bir şekilde temsil edebildiğini göstermektedir. Doğrulanmış nümerik modellerden biri seçilerek parametrik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Parametrik çalışma ile geometri, malzeme özellikleri ve boyut sabit tutularak ultra yüksek performanslı lifli beton (UYPLB) ile üretilen betonarme kirişlerin dinamik davranışına etriye aralığının, boyuna donatı dayanımının ve çarpma hızının etkisi incelenerek elde edilen deplasman-zaman değerlerinin karşılaştırması yapılmıştır. Tek seferlik çarpma yüklemesine maruz kalan kirişlerin davranışı üzerinde etriye aralığı değişiminin belirgin bir etkisi olmadığı, boyuna donatı dayanımının düşmesi ile hem maksimum hem de kalıcı yerdeğiştirmelerde belirgin artışlar olduğu gözlemlenmiştir. Elemanın deforme olmasında en etkili parametrenin çarpma hızının değişimi olduğu belirlenmiştir. Hız artması ile kiriş ortasındaki maksimum ve kalıcı yerdeğiştirmelerde belirgin artışlar oluşmaktadır.