Döşemesiz (Akordiyon) Merdivenlerin Eğilme Davranışı – Dayanım Yönünden Değerlendirme

Döşemesiz merdivenlerin eğilme davranışını incelediğimiz çalışmanın deneysel sürecinden daha önceki yazımda bahsetmiştim. Yapılan çalışmaların değerlendirmelerini ise sırasıyla çok sıkmadan anlatacağım.

Deney elemanlarını; dayanım, rijitlik, süneklik, enerji dönüştürme kabiliyeti yönünden inceledik ve bu ölçütlere göre değerlendirdik. Değerlendirmeler, deney elemanlarının test edilmesi ile elde edilen yük-deplasman grafiklerinin eğrileri kullanılarak yapıldı. Bu yazımda, deney elemanlarının yük-deplasman eğrilerinden elde edilen dayanım değerlerini karşılaştıracağım.

Deney Elemanlarının Dayanım Yönünden Değerlendirilmesi

Yapılan çalışmada, deney elemanının taşıyabileceği en yüksek yük dayanım olarak tanımlanmıştır. Yük-deplasman eğrileri dayanımı ifade etmek için kullanılan önemli bir veridir. Deney elemanlarının test edilmesinden elde edilen veriler düzenlenmiş ve yük-deplasman eğrileri oluşturulmuştur. Yük-deplasman eğrilerinde ulaşılan en büyük yük değerleri Şekil 2’deki gibi bulunmuştur. Deney elemanlarına ait yük-deplasman eğrilerinden elde edilen en büyük yük değerleri Çizelge 1’de verilmiştir. Bu değerler ile referans olan t-100/100, t-100/80 ve t-80/100 deney elemanlarının maksimum yükleri karşılaştırılmıştır.

Tip Z Donatı Düzenini Kesinlikle Tercih Etmeyin

Tip Z donatı düzenine sahip deney elemanlarının göreceli dayanım oranlarının çok düşük olduğu görülmüştür. Tip Z donatı düzenine sahip deney elemanlarının bu davranışı sergilemesindeki en büyük etkenlerden biri basamak ve rıht birleşim bölgesinde donatı sürekliliğinin sağlanmıyor olmasıdır. Bu nedenle rıhttaki yük basamağa aktarılamamış ve bu bölgede derin çatlaklar meydana gelmiştir. Ayrıca yük-deplasman grafiklerinden de görüleceği gibi deney elemanı büyük oranda yük kaybettikten sonra bir miktar yük almaya başlıyor. Bu durumun oluşmasının nedeni ise donatı yerleştirilmesini kolaylaştırmak amacıyla basamak ortasına konulmuş olan kapalı etriye olmuştur. Basamak alt yüzünden ayrılmaya başlayan donatılar bu etriyeye ulaştığında deney elemanı bir miktar daha dayanım kazanmış ve etriyenin sargılama özelliğini kaybetmesi ile tekrar dayanım düşmüştür. Kapalı etriye donatısı konulmamış olsaydı, Tip Z deney elemanları en fazla 5 mm deplasmana ulaşıp yenilme durumu gerçekleşecekti.

En yüksek dayanıma Tip T ve Tip C donatı düzenine sahip ve basamak kalınlığı 100 mm olan deney elemanları ulaşmıştır. Bu deney elemanları, referans olan deney elemanlarına göre ilave olarak düzlem donatı içermektedir. Çizelge 1’de düzlem donatı içeren aynı basamak/rıht kalınlığına sahip elemanlarının referans elemanlara göre dayanım değerleri incelendiğinde, düzlem donatı kullanılmasının dayanıma sağladığı katkı yaklaşık olarak 1,5 kat olduğu görülmüştür. Bu da düzlem donatı kullanılmasının ne kadar önemli olduğunu gösteriyor.

Aynı donatı düzenine sahip elemanlardan basamak kalınlığı 100 mm olanlar neredeyse aynı dayanım değerlerine ulaşmıştır. Rıht kalınlığı 80 mm olan deney elemanları ile rıht kalınlığı 100 mm olan deney elemanlarının dayanımları arasında %3 civarında bir fark olduğu görülmüştür. Bu durum, taşıma gücü hesabındaki orana yakın olmuştur. Ancak, basamak kalınlığının azaltılması ile dayanımda %21 civarında bir azalma gözlemlenmiştir. Yani, rıht kalınlığının azaltılması dayanımda etkili olmazken, basamak kalınlığının azaltılması dayanımda ciddi kayıplara neden olmuştur. Bu durumun ana nedeni, rıht plağının serbest uzunluğunun çok kısa olması bu bölgenin eğilme davranışını sınırlandırmaktadır. Ayrıca deney elemanlarında kullanılan donatılar akma seviyesine ulaşamamış olup davranışta daha çok beton dayanımı etkili olmuştur.

En Ekonomik Donatı Düzeni Tip T

Referans deney elemanlarında kullanılan donatının ağırlığı yaklaşık olarak 1,00 kN, ilave edilen düzlem donatıların ağırlığı ise yaklaşık olarak 0,09 kN olmaktadır. %9’luk donatı ağırlığı artışı ile dayanımın 1,5 kat artması çok önemli bir noktadır. Cusens, yaptığı çalışmada merdiven şekli nedeniyle, girintili köşelerde gerilme yığılmalarının meydana geldiğini, gerçekte oluşacak gerilmenin hesaplanandan daha büyük olacağını ve bu girintilere uygun pah verilmedikçe, bu bölgede teorik olarak hesaplanan donatının iki katı konulmasını önermiştir. Bu durumda, yapılacak ilavelerin teorik olarak hesaplanan donatı ağırlığının sadece %10’una denk geleceğini belirtmiştir. Düzlem donatı kullanılması ile girintilerde oluşacak gerilme yığılmalarına karşı önlem alınması uygun bir çözüm olmuştur. Ayrıca Tip t donatı düzeninin yerine Tip T kullanılması halinde hem dayanım daha yüksek değerlere ulaşıyor hem de daha ekonomik bir tasarım oluyor.

Bir genelleme yapılacak olursa, Tip T donatı düzenine sahip elemanların tasarımda kullanılmasının daha ekonomik olduğu söylenebilir. Alternatif olarak da Tip C donatı düzeni verilebilir.

Bir sonraki yazımda deney elemanlarını süneklik yönünden değerlendireceğim. Sabrınız için çok teşekkür ederim. Merak ettiğiniz her şeyi yorum kısmına yazabilir veya mail olarak gönderebilirsiniz.

Saygılarımla.