Kesme kapasitesi yetersiz betonarme kirişlerin mekanik çelik dikişlerle güçlendirilmesinde kesme açıklığı/faydalı yükseklik oranı ve kiriş yüksekliği değişiminin araştırılması

Bu çalışmada, kesme kapasitesi yetersiz betonarme kirişleri güçlendirmek için yenilikçi bir yöntem olan mekanik çelik dikişlerin (MÇD), kirişlerde kesme açıklığı/faydalı yükseklik (av/d= 2.5, 3.3 ve 4.9) oranı ile kiriş yüksekliği (h=250 ve 360mm) değişimlerindeki performansları deneysel ve karşılaştırmalı olarak iki bölümde incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda kesme kapasitesi yetersiz kirişlerde yaklaşık 17MPa beton basınç dayanımına sahip beton ile sabit boyuna (3Ø16 çekme ve 2Ø12 basınç) ve enine (Ø6/1.5d) donatılar kullanılmıştır. Referans kirişler haricinde kirişler 10Ø ankraj derinliğine sahip, 6 mm çapındaki MÇD'ler ile çeşitli aralıklarda (~d/1.7, d/2, d/2.5, d/3, d/5) güçlendirilmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, av/d oranın incelenmesi için 11 adet 125x250x2500mm ölçülerinde deney kirişi hazırlanmıştır. av/d =2.5 deney grubu için 1 referans 5 adet farklı aralıklarla güçlendirilmiş kiriş ve av/d=4.9 deney grubu için 1 referans 4 adet güçlendirilmiş kiriş deneyi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürden temin edilen av/d=3.3 olan MÇD ile güçlendirilmiş betonarme kirişler ile kıyaslanmıştır. Çalışma sonucunda av/d=2.5 olan deney kirişlerinde MÇD uygulaması, referans kirişlere kıyasla kesme kapasitesinde %40 ile %86 arasında artış sağlamıştır. Buna karşın, av/d=3.3 olan deney kirişlerinde kesme kapasitesi artış oranı %29 ile %54 arasında gözlemlenmiştir. En yüksek av/d oranına sahip olan deney kirişlerinde ise (av/d=4.9), MÇD uygulamasının kesme kapasitesine etkisi daha sınırlı kalmış, bu oran %-1.8 ile %15 arasında değişmiştir. MÇD'ler düşük av/d oranlarında daha iyi performans göstermişlerdir. Ancak av/d oranı 2.5'ten 4.9'a doğru arttıkça kirişlerde kesme kuvveti talebi azalmakta ve kirişlerin gitgide eğilme kirişi olarak davranmaları sonucunda oluşan eğilme çatlakları dikleşmekte ve MÇD'ler daha etkisiz kalmaktadır. Çalışmanın ikinci bölümünde kiriş yüksekliğindeki değişimin etkisini araştırmak için 125x360x2500mm boyutlarında 1 referans 5 adet olmak üzere toplam 6 deney kirişi (av/d=3.3) hazırlanmıştır. Hazırlanan kirişler 125x250x2500mm boyutlarına sahip kirişler (av/d=3.3) ile kıyaslanmıştır. Çalışma sonucunda 360 mm yüksekliğe sahip kiriş numunelerinde, 250 mm yüksekliğe sahip kiriş numunelerine kıyasla, değişen MÇD aralıkların %5 ile %27 oranları arasında kesme kapasitesinde daha az artış gözlenmiştir. Ancak bu durum her iki deney grubunda aynı MÇD oranına sahip olmasından kaynaklanmıştır. Daha yüksek kirişlerde betonun kesme kapasitesine katkısının daha fazla olmasından dolayı toplam kesme kapasitesi artmaktadır. Bu nedenle esasen MÇD'lerin kesme kapasitesine etkisi neredeyse aynı olmasına karşın, toplam kesme kuvveti içindeki MÇD'nin payı azaldığından MÇD'nin kesme kapasitesine daha az oranda katkıda bulunuyor gibi algılanmasına yol açmaktadır.