Betonarme kiriş-kolon birleşiminin sayısal benzetim ile incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ALPEREN TAHA DEMİRBAĞ

Danışman: Serkan Bekiroğlu

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Betonarme yapıların genel davranışı üzerinde etki potansiyeli yüksek olan kiriş-kolon birleşim bölgelerinin yapısal tasarımda yeri oldukça önemlidir. Birleşim bölgelerindeki gerilme durumunun karmaşıklığı ve deneysel gözlemin zor olması sebebiyle performansa dayalı tasarımda, mafsallaşma oluşan kiriş-kolon birleşim bölgelerinin elastik eleman gibi davrandığını kabul edilmektedir. Bu tez kapsamında betonarme moment çerçevesinde kiriş-kolon birleşim bölgesinin tekil olarak ve portal çerçeve sistem içerisinde parametrik olarak sayısal analiz ile performansları değerlendirilmektedir. Bu anlamda literatürde deneysel çalışması yapılmış mevcut sistemlerin doğrusal olmayan malzeme ve geometri dikkate alınarak ANSYS Workbench programında sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Malzeme modeli olarak pekleşme ve yumuşama bölgelerini de içeren mikro düzlem tabanlı bir yaklaşım dikkate alınmaktadır. Sayısal modelde boyuna donatılar ve etriye donatıları eksenel eleman, beton ise hacimsel eleman ile ayrıklaştırılmış olup donatı ve betonun tam bağlı olduğu düşünülmüştür. Tsonos [21] çevrimsel yükleme altında gerçekleştirdiği dört farklı tekil kiriş-kolon birleşim düzeneklerinden biri olan E1 numunesinin analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile deney sonuçları karşılaştırıldığında gerçekçi bir yük-yerdeğiştirme davranışı sergilendiği ve plastik gerilme-hasar davranışının makul şekilde olduğu gözlemlenmiştir. Bu model üzerinden 9 farklı model üretilerek parametrik bir çalışma yapılmıştır. Ökten [40] yapmış olduğu dolgu duvar davranışları üzerindeki deneysel çalışmalarından dolgu duvarsız portal çerçeveye ait sistem seçilmiştir. Bu sistemin sayısal modeli kurularak yük-yerdeğiştirme davranışı, portal çerçeve sistem için de elde edilmiş ve doğruluğunun kabul edilebilir olduğu görülmüştür. Bu model üzerinden 22 farklı model üretilerek parametrik bir çalışma daha yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda dikkate alınan parametrik değişimlerin tümünde plastik mafsal oluşumları, kiriş-kolon bölgesi hasar oluşumu, süneklikleri, taşıma kapasitelerinde anlamlı olarak değişimler gözlemlenmiştir. Özellikle, kolondaki donatı oranının, kolon boyutunun veya donatı çapının değişiminden dolayı artması sistem sünekliğini azalttığı görülmüştür. Boyuna donatı oranlarının kesitte olması gerekenden fazla olması durumuna, kat döşemesi seviyesindeki kolonların boyuna donatı bindirme bölgelerinde rastlanmaktadır. TDBY-2018 bu bindirme bölgelerinin kolon ortasına taşınmış olması, sistemin sünekliğini doğrudan etkilediği bu çalışmada görülmüştür.