Betonarme bacalarda diyagonal köşe donatısının dikey ve yanal yükler altındaki etkinliği

Diyagonal çelik donatılar, çatlak oluşmasını önlemek amacıyla geleneksel olarak betonarme baca açıklıklarının köşelerine yerleştirilir. Diğer taraftan, eğri çelik donatılar hidrolik kaldıraç sisteminin dikey sınırlarını geçtiği için kayar-kalıp inşaat süreci için zorluk arz eder. Bu çalışma, donatı konfigürasyonu bakımından diyagonal çelik donatılar yerine kullanılabilecek alternatif tasarımları araştırır. Uzun betonarme baca modelini oluşturmak için bacanın beton kalıbı altı yüzeyli sonlu elemanlar, bütün donatılar ise kiriş elemanlar olarak modellendi. Altı yüzeyli elemanlar, donatıların duvar kalınlığındaki beton kalıbın içine yerleştirilmesine olanak sağladı. Dikey, çember ve açıklık donatıları modele doğrudan dahil edildi. Dikey donatıların bölüm etaplı ve aşamalı konfigürasyonu hesaba katıldı. Baca kalıp betonu ve donatılar için doğrusal olmayan bileşen malzeme modelleri kullanıldı. Baca kalıp betonunun özelliklerini modellemek için Winfrith beton malzeme modeli kullanıldı. Donatıların özelliklerini modellemek için plastik kinematik malzeme modeli kullanıldı. Bacanın, yanal yükleri altında ve yer çekimine verdiği tepki araştırıldı. Genelde doğrusal olmayan statik analiz yaklaşımlarında kullanılan tekrarlama gereğini ortadan kaldırarak, bacanın doğrusal olmayan tepkileri uygulanan yükler için dinamik olarak çözüldü. Açıklık etrafındaki çatlak genişliği ve düzeni ile açıklık bölgesinde ve köşe donatılarda simülasyonlardan elde edilen basınç sonuçları rapor edildi. Araştırmanın bulguları ışığında, açıklık köşe donatıları için alternatif tasarımlar açısından çeşitli öneriler öne sürüldü.