Journals / Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi / 2020 / Cilt: 12 - Sayı: 2

Modelling of the Fracture Parameters of Steel Fiber Reinforced Concretes Using Artificial Neural Networks

Çelik Tel Donatılı Betonların Kırılma Parametrelerinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi

Pages
457–463
Publication Date
2020-06-30
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

It is revealed that fracture parameters were successfully predicted by this model.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Concrete exhibits higher strength under compression loads, however, it does not provide sufficient performance under tension loads.
📊
Key Findings & Data:Besides tension strength, also ductility and toughness of concretes are increased by addition of steel fibers in concrete.
💡
Conclusion & Impact:It is revealed that fracture parameters were successfully predicted by this model.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Beton · Çelik Tel · Kırılma Parametreleri

Abstract

Concrete exhibits higher strength under compression loads, however, it does not provide sufficient performance under tension loads. Short cut steel fibers are usually added in concrete in order to defeat this disadvantage against tension loads. Besides tension strength, also ductility and toughness of concretes are increased by addition of steel fibers in concrete. Effects of the properties of the fibers on concretes were investigated and some parameters were suggested to use in the design of Steel Fiber Reinforced Concretes (SFRCs). Fracture parameters are taken as a criterion in the design of SFRCs due to their more ductile behavior. In this study, the effect of type and amount of hooked-ended steel fibers on the fracture parameters of concretes was investigated by an experimental research. In mixtures, different types of hooked-ended steel fibers added in different amounts in concretes having different strength class. The three-point bending test was performed on concretes and fracture parameters were determined according to this test. Fracture parameters of SFRCs were modelled based on the experimental results by an Artificial Neural Network (ANN). It is revealed that fracture parameters were successfully predicted by this model.

Özet

Beton basınç kuvvetlerine karşı yüksek direnç göstermekte bununla birlikte çekme kuvvetlerine karşı ise yeterli direnci gösterememektedir. Betonun çekme direncini arttırmak amacıyla içerisine yüksek çekme dayanımına sahip kısa kesilmiş çelik teller katılmaktadır. Çelik tel katılmasıyla betonların çekme dayanımının yanında süneklik ve tokluğunda da artışlar görülmektedir. Çelik tel donatılı beton (ÇTDB)’ lar geleneksel donatılı betonlara göre daha sünek bir davranış gösterdiklerinden dolayı bu betonlar tasarlanırken kırılma parametreleri de bir kriter olarak dikkate alınmaktadır. Çalışma kapsamında, farklı çelik tel özeliklerine ve miktarına sahip betonların kırılma parametreleri üzerine deneysel bir araştırma yapılmıştır. Araştırmada, faklı kanca tipi ve dayanıma sahip çelik teller farklı miktarda betonlara katılmıştır. Elde edilen betonlar üzerinde üç noktalı eğilme deneyi yapılmış ve betonların kırılma parametreleri belirlenmiştir. Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemi ile deneysel araştırma sonucu elde edilen kırılma parametreleri kullanılarak bir modelleme yapılmıştır. Yapılan modelleme sonucu betonların kırılma parametrelerinin YSA yöntemi ile elde edilebileceği ortaya konmuştur.

🔖

Cite This Article

ŞAHİN, Y., GÜNDÜZ, Y., TAŞKAN, E. (2020). Modelling of the Fracture Parameters of Steel Fiber Reinforced Concretes Using Artificial Neural Networks. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, Cilt: 12 - Sayı: 2, 457–463. https://ajindex.com/articles/889295

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (4)

  1. Banthıa, N., & Trottıer, J. (1994). Concrete reinforced with deformed steel fibers, part 1: bond-slip mechanisms. ACI Materials Journal, 91, 435–446. doi: 10.14359/9765 Cunha, V. M. C. F., Barros, J.A.O., & Sena-Cruz, J. M. (2010). Pullout behavior of steel fibers in self-compacting concrete. Journal of Materials in Civil Engineering, 22 (1), 1–9. doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000001 Demir, İ. (2009). Aynı oranlarda ikame edilen silis dumanı ve uçucu külün betonun mekanik özelliklerine etkisi. International Journal of Engineering Research and Development, 1, 2. Demirbaş, D.M., & Çakır, D. (2019). Yapay sinir ağı eğitim algoritmaları ile iki yönlü fonksiyonel kademelendirilmiş plakalarda termal gerilme analizi. International Journal of Engineering Research and Development, 11(2), 442-450. doi: 10.29137/umagd.485604 Feng, J., Sun, W. W., Wang, X. M., & Shı, X. Y. (2014). Mechanical analyses of hooked fiber pullout performance in ultra-high-performance concrete. Construction and Building Materials, 69, 403–410. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.07.049 Gencel, O., Ozel, C., Köksal, F., Barrere, G.M., Brostow, W., & Polat, H. (2013). Fuzzy logic model for prediction of properties of fiber reinforced self-compacting concrete. Materials Science, 19 (2), 203-215. doi: 10.5755/j01.ms.19.2.4439 Gündüz Y., Taşkan E., & Şahin, Y. (2016). The effect of type of hooked-end on the mechanical properties of steel fiber reinforced concretes. 12th International Congress on Advances in Civil Engineering, Istanbul, Turkey. Gündüz, Y. (2015). Çelik tel donatılı betonlarda kırılma parametrelerinin yapay sinir ağları ile modellenmesi. Yüksek lisans tezi. Yozgat Bozok Üniversitesi.
  2. Gündüz, Y., Taşkan E., & Şahin, Y. (2016). Using hooked-end fibres on high performance steel fibre reinforced concrete. The 2016 International Conference on High Performance and Optimum Design of Structures and Materials, Siena, Italy. doi: 10.2495/HPSM160241 Gündüz, Y., Taşkan, E., Köksal, F., & Şahin, Y. (2018). Farklı kanca tipine sahip çelik tel donatılı betonların özellikleri ve optimum tasarımı. Hazır Beton, 147, 79-86.
  3. Hillerborg, A., Modeer, M., & Peterson, P.E. (1976). Analysis of crack formation and crack growths in concrete by means of fracture mechanics and finite elements. Cement and Concrete Research, 6, 773–782. doi: 10.1016/0008-8846(76)90007-7
  4. Knapton, J. (2003). Ground bearing concrete slabs. Thomas Telford, London. Korkut, F., Türkmenoğlu, Z.F., Taymuş, R.B., & Güler, S. (2017). Çelik