Kesme kapasitesi yetersiz betonarme kirişlerin 45 derece açılı mekanik çelik dikişlerle güçlendirilmesinde optimum tasarımın araştırılması

Bu çalışmada, kesme kapasitesi yetersiz olan kirişler, pratik, ekonomik ve yenilikçi bir yöntem olan U formundaki Mekanik Çelik Dikişler (MÇD) ile güçlendirilmiştir. MÇD'ler, kiriş gövdesinin her iki yüzünde, kesme açıklığı boyunca 45 derecelik açıyla uygulanmıştır. Bu kapsamda, biri referans olmak üzere diğer yedisi farklı MÇD aralıklarına sahip toplam sekiz kesme kiriş numunesi, düşey yükler altında test edilmiştir. MÇD'lerin çapı (Ø6), ankraj derinliği (10Ø) ve mekanik özellikleri ile betonarme kirişin geometrisi (125 mm × 250 mm × 2500 mm), boyuna (3Ø16 çekme ve 2Ø12 basınç) ve enine (Ø6/350 mm) donatıları sabit tutulmuştur. Kirişe uygulanan MÇD aralıkları, (d/5'ten d'ye kadar olan aralıklar) değiştirilerek, dayanım, süneklik, rijitlik ve enerji tüketim kapasitelerindeki değişimler incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda, en sık MÇD aralığına (d/5) sahip kirişte %53.74'lük bir kesme kapasitesi artışı gözlenmiştir. Bununla birlikte, nominal akma ve toplam enerji tüketim kapasitesi, referans numuneye göre sırasıyla %144 ile %366 oranında artış göstermiştir. Kirişlerde yapılan hasar analizine göre en sık aralığa sahip MÇD uygulamasında (d/5), splitting (aderans hatası) hasarı gözlenirken, daha seyrek olan d/2 aralıklı yerleşime doğru ilerledikçe, hasar daha ani ve kırılgan olan diagonal tension (eğik çekme hasarı) göçmesine dönmüştür. d/2 aralıklı yerleşimden daha seyrek olan d'ye doğru ilerledikçe, artık davranışa sadece diagonal tension hasarı hakim olmuştur. Son olarak, kirişlerde MÇD aralığı d/5'den d/2' ye arttıkça, kirişlerin nominal akma rijitliği, referans kirişe göre %2.1-%21.2 arasında düşüş eğilimi gösterse de, aralığın d/2'yi geçmesiyle beraber göçme modunun değişmesine bağlı olarak kiriş akma rijitlikleri tekrar referans kiriş seviyesine (-%2.5'den %2'ye yaklaşmasıyla) çıkmıştır. Dolayısıyla, düşük maliyeti ve kolay uygulanabilirliği ile dikkat çeken bu yeni tekniğin, kirişlerin güçlendirilmesinde oldukça etkili olduğu ifade edilebilir.