Yanal yüklere maruz kalan betonarme bacalarda boþluk köþe donatýlarýnýn farklý yerleþimlerinin sayýsal olarak incelenmesi

Betonarme bacalarýn duman gazý giriþlerinin köþelerinde oluþabilecek çatlaklarý önlemek için, Amerikan ACI 307 tasarým yönetmeliði geleneksel çapraz donatý kullanýmýný þart koþmaktadýr. Ülkemizde ulusal bir betonarme baca yönetmeliði henüz mevcut deðildir ve baca inþaatýnda genellikle kayar kalýp sistemi kullanýlmaktadýr. Çapraz köþe donatýlarý yerleþtirildiðinde, kayar kalýp sisteminin düþey destek elemanlarý ile kesiþebilir ve bu sebeple baca inþaatýnda güçlükler meydana gelebilir. Bu çalýþmada boþluk köþelerinde çapraz donatý kullanmak yerine, ayný uzunluk ve çapta düþey ve yatay köþe donatýlarýnýn kullanýlmasý alternatifi irdelenmiþtir. 115 metre yüksekliðinde ve kesitinde 3.7 metre geniþliðinde, 5.2 metre yükseliðinde bir boþluða sahip betonarme bir bacanýn detaylý bir sonlu elemanlar modeli meydana getirilmiþtir. Sayýsal analizlerde beton ve donatý malzeme özellikleri doðrusal olmayan modeller kullanýlarak temsil edilmiþtir. Bacanýn beton cidarý altý yüzlü hacimsel elemanlarla, donatýlar ise iki düðüm noktalý çubuk elemanlar ile modellenmiþtir. Bacanýn tasarým rüzgâr yükleri yanal yük olarak kullanýlarak, üç farklý yönde uygulanmýþtýr. Baca boþluðunun çekme, basýnç ve kesme bölgelerinde yer almasý durumlarý ayrý ayrý incelenmiþtir. En yüksek çekme birim uzamalarý ve çatlak oluþumlarý baca boþluðunun çekme bölgesinde yer aldýðý durumda gözlemlenmiþtir. Boþluðun çekme ve basýnç bölgelerinde yer aldýðý analizlerde köþe donatýlarýnda akma sýnýrý aþýlmýþtýr. Bütün analizlerde alternatif köþe donatý düzeneði, boþluk deformasyonlarý, çatlak oluþumlarý ve köþe donatý birim uzamalarý açýsýndan geleneksel çapraz donatý düzeneðine yakýn sonuçlar vermiþtir. Önerilen alternatif köþe donatý düzeneðinin kayar kalýp betonarme baca inþaatýnda kullanýlabileceði sonucuna varýlmýþtýr.

Numerical investigation of different opening corner rebar configurations in RC chimneys subjected to lateral loads

The American ACI 307 design code imposes the use of diagonal rebars at the corners of flue gas inlet regions of reinforced concrete chimneys for mitigating cracks. There is currently no Turkish reinforced concrete design code in effect and the most commonly used chimney construction method is the slip form system. The diagonal rebars impose a difficulty in the construction of the slip form system due to the fact that they cross the line of action of the vertical support elements. In this study, the use of vertical and horizontal corner rebars with similar length and diameter was proposed as an alternative to using diagonal rebars. A detailed finite element model was constructed for a reinforced concrete chimney with a height of 115 meters and an opening with a width of 3.7 meters and a height of 5.2 meters. Nonlinear material models were used for the concrete and rebars. The concrete shell was modeled with hexahedral elements and the rebars were modeled with 2-node bar elements. The design wind loads of the chimney were applied as lateral loads in three different directions. Separate analyses were conducted such that the opening region was located in the tension, compression, and shear zones. The highest tension strains and crack formations were obtained for the case of the opening region in the tension zone. Yield strain limits of the corner rebars were exceeded for the cases of the opening region in the tension and compression zones. The alternative corner reinforcement configuration led to similar results in terms of the opening deformations, crack formations, and corner rebar strains when compared with the original diagonal rebars in all the analyses. It was concluded that the proposed alternative corner rebar configuration can be used in the slip form construction of reinforced concrete chimneys.