Effect of Compression Reinforcement Ratio of Beams on the Moment Curvature Relationships

Abstract

In this study, the effect of different parameters like concrete class, longitudinal tensile and compression reinforcement ratios on the moment-curvature behavior of reinforced concrete beams was investigated. A numerical study was performed by changing the values of the parameters. For this purpose, 66 rectangular cross-section reinforced concrete beams with different parameters were designed. The behavior of the beams was obtained from the moment-curvature relationship by considering the nonlinear behavior of the materials. Unconfined concrete model was used for the beam sections in the analysis. Moment-curvature values in the case of yield and ultimate stages, curvature ductility values and stiffness ratios were obtained by using analysis results. The results obtained from the analysis by using different parameters were presented in tables and the results were evaluated. The behavior of the rectangular cross-section beams was interpreted by using the curvature ductility, stiffness ratios, yield and ultimate moments. With the increase in the ratio of compression reinforcement in the reinforced concrete beam elements, yield moment, ultimate moment and maximum curvature values are increased but yield curvature values decrease. With the increase in the ratio of compression reinforcement in the reinforced concrete beam elements, the ductility and stiffness of elements are increased.

Keywords

• Moment curvature,yield moment,ultimate moment,nonlinear behavior,unconfined concrete,curvature ductility

KİRİŞLERDE BASINÇ DONATISI ORANININ MOMENT-EĞRİLİK İLİŞKİSİNE ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmada betonarme kirişlerde farklı parametre olarak beton sınıfı, boyuna donatı olarak çekme ve basınç donatısı oranlarının moment-eğrilik davranışına etkisi araştırılmıştır. Parametrelerin değerleri değiştirilerek sayısal bir çalışma yapılmıştır. Bu amaçla, 66 adet farklı parametrelere sahip dikdörtgen en-kesitli betonarme kiriş tasarlanmıştır. Kirişlerin davranışı, malzemelerin doğrusal olmayan davranışları göz önüne alınarak moment-eğrilik ilişkililerinden elde edilmiştir. Analizlerde kiriş kesitlerinde beton için sargısız beton modeli kullanılmıştır. Analiz sonuçları kullanılarak akma ve kırılma durumunda moment-eğrilik değerleri, eğrilik sünekliği ve rijitlik oranları elde edilmiştir. Analiz sonuçlarından farklı parametrelerden elde edilen verilerin sonuçları çizelgeler halinde sunulmuş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Dikdörtgen en-kesitli kirişlerin davranışı, eğrilik sünekliği, rijitlik oranları, kirişlerin akma ve kırılma momentlerinin değerlerinden yararlanarak yorumlanmıştır. Betonarme kiriş elemanlarında basınç donatısı oranının artması ile akma momenti, kırılma momenti ve maksimum eğrilik değerleri artmakta fakat akma eğrilik değerleri azalmaktadır. Betonarme kiriş elemanlarında basınç donatı oranının artması ile elemanların süneklikleri ve rijitlikleri artırmaktadır.

Keywords

• Moment-eğrilik,akma momenti,kırılma momenti,doğrusal olmayan davranış,sargısız beton,eğrilik sünekliği

References

1. Canbay, E., Ersoy, U., Özcebe, G., Sucuoğlu, H., Wasti, S. T., 2010. Binalar İçin Deprem Mühendisliği Temel İlkeler, ISBN: 9799789944070, ODTÜ, Akademik Kitaplar Yayınevi, Ankara.
2. Çağlar, N., Akkaya, A., Demir, A., Öztürk, H., 2004. Farklı Kesit Geometrilerine Sahip Betonarme Kolonların Davranışının İncelenmesi, ISITES2014, p. 2095-2105, Karabük/Türkiye.
3. Ersoy, U., Özcebe, G., 2012, Betonarme 1, İSBN: 978-975-503-215-31, Evrim Yayınevi ve Bilgisayar San. Tic. Ltd. Şti, İstanbul.
4. Mander, J. B., Priestley, M. J. N., Park, R., 1988a. “Theoretical stress-strain model for confined concrete“, Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 8, pp.1804-1826.
5. SAP2000, Structural Software for Analysis and Design, Computers and Structures, Inc, Version 20.2.0.0 USA.
6. TBDY, 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, T.C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
7. TS500, 2000, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standardları Enstitüsü, TSE, Ankara.