MECHANICAL BEHAVIOR OF HIGH STRENGTH REINFORCED CONCRETE HAUNCHED BEAMS CONTAINING STEEL FIBER

Year 2019, Volume: 8 Issue: 1, 206 - 214, 28.01.2019

Mehmet Eren Gülşan

https://doi.org/10.28948/ngumuh.516878

Cited By: 1

Abstract

   In this study, mechanical behavior of
prismatic and haunched beams which contain high strength self compacting
concrete and specified amount of steel fibers is investigated. Totally 8 beams,
4 of them are prismatic and remaining 4 of them haunched, are loaded
experimentally for the study. Parameters for the beams are geometry of beams,
addition of steel fiber and stirrups. Inclination angle of the haunched beams
is nearly 10^o. Steel fiber amounts are % 0 and % 0.5 in the beams.
Loading tests were implemented via four point loading test. During loading
tests, load, deflection values were measured, formation and propagation of the
cracks were followed. Experimental results indicate that addition of steel
fiber affects both load capacity and deflection capacity of high strength
reinforced concrete haunched beams positively. The experimental study resulted
that addition of steel fiber has much more effect on the reinforced concrete
high strength prismatic and haunched beams as compared to the normal strength
beams having similar properties. Moreover, the results show that addition of
steel fiber in the amount of % 0.5 or more can be preferred instead of stirrups
for the high strength reinforced concrete haunched beams.

Keywords

Haunched beam, prismatic beam, high strength, steel fiber, load capacity

YÜKSEK MUKAVEMETLİ ÇELİK LİF KATKILI BETONARME DEĞİŞKEN KESİTLİ KİRİŞLERİN MEKANİK DAVRANIŞI

Abstract

   Bu çalışmada, yüksek mukavemetli
kendiliğinden yerleşen beton ve belirli miktarda çelik lif muhteva eden
prizmatik ve değişken kesitli kirişlerin mekanik davranışı irdelenmiştir.
Çalışma için 4’ü prizmatik ve 4’ü değişken kesitli olmak üzere 8 adet kiriş üzerinde
yükleme testleri gerçekleştirilmiştir. Kirişlerdeki değişkenler kiriş
geometrisi, çelik lif katkısı ve etriye donatısıdır. Değişken kesitli
kirişlerin eğimi yaklaşık olarak 10^o’dir. Kirişlerdeki çelik lif
oranları % 0 ve % 0.5’dir. Yükleme testleri 4 noktadan yükleme ile
gerçekleştirilmiştir. Yükleme testleri süresince yük, deplasman değerleri
ölçülmüş, çatlak oluşum ve yayılımları takip edilmiştir. Deneysel sonuçlar
çelik lif katkısının yüksek mukavemetli değişken kesitli kirişler üzerinde hem
yük taşıma kapasitesi; hem de deplasman yapabilme özellikleri açısından olumlu
etkileri olduğunu göstermiştir. Deney sonuçları çelik lif katkısının yüksek
mukavemetli etriyesiz prizmatik ve değişken kesitli kirişler üzerindeki
etkisinin benzer özellikteki normal mukavemetli kirişlere nazaran daha belirgin
olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, sonuçlar % 0.5 veya daha fazla miktardaki
çelik lif katkısının yüksek mukavemetli değişken kesitli kirişlerde etriye
donatısı yerine tercih edilebileceğini göstermiştir.

Keywords

Değişken kesitli kiriş, prizmatik kiriş, yüksek mukavemet, çelik lif, yük taşıma kapasitesi

References

• [1] DEBAIKY, S.Y., EL-NIEMA, E.I, “Behavior and Strength of Reinforced Concrete Haunched Beams in Shear ”, ACI Structural Journal, 79, 184-194, 1982.
• [2] EL-NIEMA., E.I., “Investigation of Concrete Haunched T-Beams under Shear”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 114, 917-930, 1988.
• [3] STEFANOU, G.D., “Shear Resistance of Reinforced Concrete Beams with Non-Prismatic Sections”, Engineering Fracture Mechanics, 18, 643-666, 1983.
• [4] TENA-COLUNGA, A., HANS, I.A., OSCAR, M.G., “Behavior of Reinforced Concrete Haunched Beams Subjected to Static Shear Loading”, Engineering Structures, 30, 478-492, 2008.
• [5] MACLEOD, I.A., HOUMSI, A., “Shear Strength of Haunched Beams without Shear Reinforcement”, ACI Structural Journal, 91, 79-89, 1994.
• [6] NGHIEP, V.H., Shear Design of Straight and Haunched Concrete Beams without Stirrups, Ph.D Dissertation, Technischen Universitat Hamburg, Germany, 2011.
• [7] ORR, J.J., IBELL, T.J., DARBY, A.P., EVERNDEN, M., “Shear Behaviour of Non-Prismatic Steel Reinforced Concrete Beams”, Engineering Structures, 71, 48-59, 2014.
• [8] ZANUY, C., GALLEGO, J.M., ALBAJAR, L., “Fatigue Behavior of Reinforced Concrete Haunched Beams without Stirrups”, ACI Structural Journal, 112, 371-381, 2015.
• [9] HANS, A.A., TENA-COLUNGA, A., GRANDE-VEGA, A., “Behavior of Reinforced Concrete Haunched Beams Subjected to Cyclic Shear Loading, Engineering Structures, 49, 27-42, 2013.
• [10] TENA-COLUNGA, A., URBINA-CALIFORNIAS, L.A., HANS, A.A., “Cyclic Behavior of Continuous Reinforced Concrete Haunched Beams with Transverse Reinforcement Designed to Fail in Shear, Construction and Building Materials, 151, 546-562, 2017.
• [11] HOU, C., MATSUMOTO, K., NIWA, J., “Shear Failure Mechanism of Reinforced Concrete Haunched Beams”, Journal of JSCE, 3, 230-245, 2015.
• [12] ALBEGMPRLI, H.M., Experimental Investigation and Stochastic FE Modeling of Reinforced Concrete Haunched Beams, Ph.D. Dissertation, Gaziantep University, Turkey, 2017.
• [13] KORKUT, F., TÜRKMENOĞLU, Z.F., TAYMUŞ, R.B., GÜLER, S., “Çelik ve Sentetik Liflerin Kendiğinden Yerleşen Betonların Taze ve Mekanik Özellikleri Üzerine Etkisi”, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 6, 560-570, 2017.
• [14] BİLİM, C., KARA, İ.F., “Çelik Lifin Ultra Yüksek Dayanımlı Harçların Mekanik Özelliklerine Etkisi”, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7, 751-756, 2018.
• [15] ALTUN, F., YILMAZ, C., DURMUŞ, A., ARI, K., “Çelik Lif Katkılı ve Katkısız Betonarme Kirişlerin Basit Eğilme ve Patlama Yüklemesi ile Davranışlarının İncelenmesi”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22, 112-120, 2006.
• [16] SAATÇİ, S., BATARLAR, B., “Çelik Fiber Katkılı Etriyesiz Betonarme Kirişlerin Davranışı”, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Dergisi, 32, 1143-1154, 2017.
• [17] GÜLŞAN, M.E., ALSAMMARRAIE, K.T.F., AL-DARRAJI, S.Y.H., “Steel Fiber Concrete Haunched Beams”, The International Journal of Energy & Engineering Sciences, 3, 1-15, 2018.
• [18] ALSAMMARRAIE, K.T.F., Ultimate Load Carrying Capacity of Steel Fiber Reinforced Self-Compacting Concrete Haunched Beams with Stirrups, M.Sc. Dissertation, Gaziantep University, Turkey, 2018.
• [19] AL-DARRAJI, S.Y., Investigation of Replacement of Stirrups with Steel Fibers in Self-Compacting Reinforced Concrete Haunched Beams, M.Sc. Dissertation, Gaziantep University, Turkey, 2018.
• [20] http://www.bekaert.com. Steel Wire Transformation and Coating Company, (erişim Tarihi : 10.08.2015).