DETERMINATION of CONCRETE STRENGTH from THE IN-SITU P WAVE VELOCITY and İZMİR SAMPLE

Abstract

Earthquakes took place during historical and instrumental period in our country, have showed that Turkey is in seismically active and earthquake hazardous risk zones. It is clear that the soil-effect is one of the most important factors that need to be investigated carefully during the building design after these earthquakes. But, there are many other reasons that cause to collapse of a building except soil-effect. These can be classified as structure quality, soil-structural interaction, static-dynamic properties of the soil and structural and dynamic behavior of the soil and structural during the earthquake. As known, at risky structure analysis, one of the first conditions of obtaining information that belong structure, determines the concrete compressive strength. The concrete compressive strength can be determined by destructive-nondestructive methods. In this study, the concrete compressive strengths have been obtained with nondestructive geophysical methods and both in-situ Schmidt test hammer and in laboratory uniaxial compression test applied to samples taken from the same places as destructive methods that performed in a total of 128 buildings in 10 districts in Izmir. The concrete compressive strength values obtained from destructive and nondestructive methods have been compared. As a result of all these studies; the place, the importance, and solution proposals of the geophysical methods in the structure risk investigation has been discussed and, empirical relationships towards in-situ concrete strength have been presented. Concrete compressive strength from in-situ P wave velocity in these relationships can be estimated with a ±2MPa error. Using of P-wave velocity in determining of concrete strength of building will provide both time and spatial information.

Keywords

• Concrete,compressive strength,ultrasonic P-wave,nondestructive methods,Schmidt test hammer

BETON DAYANIMININ YERİNDE P DALGA HIZINDAN BELİRLENMESİ VE İZMİR ÖRNEĞİ

Abstract

Ülkemizde tarihsel ve aletsel dönemde meydana gelen depremler, Türkiye’nin aktif ve riskli deprem kuşağında olduğunu göstermektedir. Yaşanan depremlerden sonra bina tasarımında dikkat edilmesi gereken en önemli etkenlerden biri zemin yapısı olduğu görülmüştür. Ancak deprem anında bir binanın yıkılmasına neden olan zeminin haricinde birçok neden vardır. Bunlar yapı kalitesi, zemin yapı etkileşimi, zeminin ve yapının statikdinamik özellikleri, zemin ve yapının deprem anındaki dinamik davranışı olarak sıralanabilir. Bilindiği üzere riskli yapı incelemelerinde yapıya ait bilgi edinilmesinin ilk şartlarından biri beton basınç dayanımının belirlenmesidir. Beton basınç dayanımı, hasarlı-hasarsız yöntemler ile belirlenir. Bu çalışmada İzmir’deki 10 ilçede toplam 128 binada yapılan hasarsız Jeofizik yöntemle beton basınç dayanımı ve hasarlı olarak da hem Schmidt test çekici hem de aynı yerlerden alınan numunelere tek eksenli basınç deneyi uygulanarak beton basınç dayanımları belirlenmiştir. Hasarlı ve hasarsız yöntemlerden elde edilen beton basınç dayanım değerleri karşılaştırılmıştır. Tüm bu çalışmalar sonucunda Jeofizik yöntemlerin yapı riski incelemelerindeki yeri, önemi ve çözüm önerileri irdelenmiş ve yerinde beton dayanımına yönelik deneysel ilişkiler sunulmuştur. Bu ilişkilerden basınç dayanımı, yerinde P dalga hızı kullanılarak hesaplandığında ±2MPa’lık bir hata ile tahmin edilebilmektedir. Bina beton dayanımı tespitinde yerinde P dalga hızının kullanımı hem zaman hem de alansal bilgi sağlayacaktır.

Keywords

• Beton,basınç dayanımı,ultrasonik P dalgası,tahribatsız yöntemler,Schmidt test çekici

References

1. [1] Uyanık O., 2012. Sismik Hızlardan Beton Dayanımının Belirlenmesi. Jeofizik Bülteni, 23(70), 25-30.
2. [2] Ciminale M. ve Ricchetti E., 1999. Non-destructive exploration in the archaeological park of Metaponto (Southern Italy). J. Archaeol. Prospect. 6, 75-84.
3. [3] Candansayar M.E., Ulugergerli E.U., Batmunkh D., Tosun S. ve Gündoğdu B., 2001. Doğru akım özdirenç verilerinin 2-B ters çözümü ve iki yönlü gradyen dönüşümü ile arkeolojik yapıların aranması: Moğolistan’daki Türk anıtları etrafında yapılan jeofizik çalışmalar. Jeofizik, 15, 105-123.
4. [4] Drahor M.G., Berge M.A., Kurtulmus T.Ö., Hartmann M. ve Speidel M.A., 2008. Magnetic and electrical resistivity tomography investigations in a Roman legionary camp site (Legio IV Scythica) in Zeugma, Southeastern Anatolia, Turkey. Archaeological Prospection, 15(3), 159-186.
5. [5] Kadıoğlu S. ve Kadıoğlu Y.K., 2010. Picturing internal fractures of historical statues using ground penetrating radar method, Advances in Geosciences, 24, 23-34.
6. [6] Drahor M.G., 2011. A review of integrated geophysical investigations from archaeological and cultural sites under encroaching urbanisation in İzmir, Turkey, Physics and Chemistry of the Earth, 36 (16), 1294-1309
7. [7] Papadopoulos N.G., Sarris A., Salvi M.C., Dederix S., Soupios P. ve Dikmen U., 2012. Rediscovering the small theatre and amphitheatre of ancient Ierapytna (SE Crete) by integrated geophysical methods. Journal of Archaeological Science 39,1960-1973.
8. [8] Ekinci Y.L., Kaya M.A., Başaran C., Kasapoğlu H., Demirci A. ve Durgut C., 2012. Geophysical Imaging Survey in the South Necropolis at the Ancient City of Parion (Kemer-Biga), Northwestern Anatolia, Turkey: Preliminary Results. Mediterranean Archaeology and Archaeometry, 12(2), 145-157.

9. [9] Ekinci Y.L., Balkaya Ç., Şeren A., Kaya M.A. ve Lightfood C., 2014. Geomagnetic and Geoelectrical Prospection for Buried Archaeological Remains on the Upper City of Amorium, a Byzantine City in Midwestern Anatolia, Turkey. Journal of Geophysics and Engineering, 11,s.17.
10. [10] Soldovieri F., Dumoulin J., Masini N. ve Utsi E., 2011. Noninvasive Sensing Techniques and Geophysical Methods for Cultural Heritage and Civil Infrastructures Monitoring. International Journal of Geophysics doi:10.1155/2011/487679
11. [11] Moropoulou A., Labropoulos K.C., Delegou E.T., Karoglou M. ve Bakolas A., 2013. Non-destructive techniques as a tool for the protection of built cultural heritage. Construction and Building Materials, 48,1222–1239.
12. [12] Uyanık O., 2014. Klasik ve Jeofizik Yöntemlerle Yapı İncelemeleri (Yapı Jeofiziği). TMMOB Jeofizik Mühendisleri Odası, JFMO Eğitim Yayınları No:19. ISBN:978-605- 01-0643-5. s:80.
13. [13] Akman M.S., 1990. Yapı Malzemeleri, İTÜ İnşaat Fakültesi Yayını, Sayı. 1408, 162 s., İstanbul,
14. [14] Arıoğlu E. ve Arıoğlu N., 1998. Üst ve Alt Yapılarda Beton Karot Deneyleri ve Değerlendirilmesi, Evrim Yayınevi, 512, İstanbul,
15. [15] Ekmekyapar T. ve Örüng İ., 2001. İnşaat Malzeme Bilgisi. Atatürk Üniv. Ziraat Fakültesi Yayınları, 234 s, Erzurum.
16. [16] Arıoğlu E. ve Arıoğlu N., 2005. Üst ve Alt Yapılarda Beton Karot Deneyleri ve Değerlendirmesi (2. baskı). Evrim Yayınevi, 625, İstanbul.
17. [17] Akman M.S. ve Sevim İ., 1981. Birleşik Yıkıntısız Yöntem İle Beton Dayanımının Belirlenmesinde Etkenler Tübitak VII Ulusal Bilim Kongresi, 1981, İzmir, 42-44
18. [18] Akman M.S. ve Güner A., 1984. The Applicability of Sonreb Method on Damaged Concrete. Material sand Structures, 99, 195-200.
19. [19] Yüksel İ., 1995. Bileşik Yıkıntısız Beton Deneyleri ile Beton Mukavemetinin Belirlenmesi ve Betonarme Bir Yapıda Uygulanması. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, 92, İstanbul.
20. [20] Erdoğan T.Y., 2003. Beton, METU Yayınları, 741 s, Ankara.
21. [21] İlhan İ., 2003. Beton Karot Numunesi Alımı, Türkiye Mühendislik Haberleri Dergisi, 423, 66-67.
22. [22] Akçay B., 2000. İstanbul Binalarında Karot Yardımıyla Beton Nitelik Denetimi. Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 84, Kocaeli.
23. [23] Bayülke N., 2001. Depreme Dayanıklı Betonarme ve Yığma Yapı Tasarımı, İzmir, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası İzmir Şubesi Yayın No:27., İzmir
24. [24] Uyanık O., Kaptan K., Gülay F.G. ve Tezcan S., 2011. Beton Dayanımının Tahribatsız Ultrasonik Yöntemle Tayini, Yapı Dünyası 184, 55-58.
25. [25] Whitehurst E.A., 1951. Soniscope Test Concrete Structures, ACI Journal Proceedings, 47, 443-444.
26. [26] Parker W.E., 1953. Puls Velocity Testing of Concrete, Proceedings, American Society for Testing Materials, 53,1033-1042.
27. [27] Kaya M.A. ve Öz Özer G., 2013. Geophysical Applications for the Purpose of Supporting Restoration Projects, 20. The International Geophysical Congress & Exhibition of Turkey, 25-27 November.
28. [28] Leslie J.R. ve Cheesman W.J., 1949. An Ultrasonic method of Studying Deterioration and Cracking in Concrete Structures, ACI J. Proc., 46(1), 17
29. [29] Qasrawi Hisham Y., 2000. Concrete Strength by Combined Nondestructive Methods, Simply and Reliably Predicted. Cement and Concrete Research, 3, 739-746.
30. [30] Khan Shibli RM., 2001. Effectiveness of Nondestructive Test Technique to Assess the quality of Concrete. Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor.
31. [31] Aydın F., 2005. Beton Kalitesinin Tahribatlı-Tahribatsız Testlerle Belirlenmesi ve Karşılaştırılması. Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 96, Sakarya.