INVESTIGATION OF INFILL WALL-FRAME INTERACTION IN RC STRUCTURES

Abstract

Infill wall-frame interaction has a particular importance when reinforced concrete structures are subjected to lateral loads and as a consequence, the modelling of the aforementioned interaction becomes an issue. The aim of this study is to incorporate infill walls into the model by considering the analytical models of equivalent compression strut and finite elements. Infill wall-frame interaction is modelled by using gap elements, which bear only compression forces. Natural periods obtained from the modal analysis, and the lateral floor displacement and the relative interstory drifts obtained from linear-elastic seismic analysis are compared across different models. It is observed that infill wall-frame interaction may vary depending on modelling

Keywords

• infill wall, equivalent compression strut, finite elements, infill all-frame interaction

BETONARME YAPILARDA DOLGU DUVAR-ÇERÇEVE ETKİLEŞİMİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Betonarme yapılarda dolgu duvar-çerçeve etkileşimi özellikle yatay yükler etkisinde önem kazanmakta ve bu durumun bir sonucu olarak söz konusu etkileşimin modellenmesi gündeme gelmektedir. Çalışmada, eşdeğer basınç çubuğu ve sonlu elemanlar yaklaşımları kullanılarak dolgu duvarların betonarme analizlerde hesap modeline dahil edilmesi amaçlanmıştır. Dolgu duvarın çerçeve elemanlarıyla etkileşimi, sadece eksenel basınca çalışan boşluk elemanları kullanılarak modellenmiştir. Modal analizden bulunan doğal titreşim periyotları ve doğrusal elastik deprem hesabı sonucu elde edilen kat yatay yer değiştirmeleri ve göreli kat ötelemeleri, farklı modeller üzerinden kıyaslanarak dolgu duvar-çerçeve etkileşiminin model farklıklarına bağlı olarak değişebildiği görülmüştür

Keywords

• dolgu duvar, eşdeğer basınç çubuğu, sonlu elemanlar, dolgu duvar

References

1. Yakut A, Binici B, Demirel İO, Özcebe G., Dolgu Duvarların Deprem Davranışına Etkisi, 2. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, Hatay, 2013.
2. Öztürkoğlu O, Uçar T, Yeşilce Y., Kısmi Boşluklu Dolgu Duvarların Betonarme Binaların Deprem Davranışına Etkisinin İncelenmesi, International Burdur Earthquake & Environment Symposium, Burdur, 2015, s.123-133.
3. Sayın B, Kaplan, SA., Deprem Etkisi Altındaki Betonarme Yapılarda Dolgu Duvarların Modelleme Teknikleri, Deprem Sempozyumu, Kocaeli, 23-25 Mart 2005, s.474-480.
4. Polyakov SV., Investigation of the Strength and of the Deformational Characteristics of Masonry Filler Walls and Facing on Framed Structures, Construction Industry Institute, No.3, 1950.
5. Madan A, Reinborn AM, Mander JB, Valles RE., Modelling of Masonry Infill Panels for Structural Analysisӟ, Journal of Structural Engineering, Cilt.123, No.10, 1997, s.1295- 1307.
6. Sivri M, Demir F, Kuyucular A., Dolgu Duvarlarının Çerçeve Yapının Deprem Davranışına ve Göçme Mekanizmasına Etkisi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt.10, No.1, 2006, s.109-115.
7. Kaushik HB, Rai DC, Jain SK., A Rational Approach to Analytical Modelling of Masonry Infills in Reinforced Concrete Frames Buildings, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China, 12-17 Ekim, 2008.
8. Köse MM., Parameters Affecting the Fundamental Period of RC Buildings with Infill Walls, Engineering Structures, Cilt.31, No.1, 2009, s.93-102.

9. Kaymak F, Tuna ME. 2011., Kısmi ve Tam Dolgu Duvarlı Çelik Çerçevelerin Yatay Yükler Altındaki Davranışının Elasto-Plastik Analiz Yöntemi ile İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt.26, No.2, 2011, s.435-445.
10. Karasu TO, Erdem RT, Demir A, Bağcı M., Yumuşak Kat Düzensizliği Bulunan Betonarme Bir Binanın Performansının İncelenmesi, Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt.7, No.2, 2011, s.64-69.
11. Akpınar U, Binici B., The Effect of Infill Wall Collapse on the Deformation Estimations of Reinforced Concrete Frames, Journal of Civil Engineering and Science, Cilt.2, Sayı.3, 2013, s.171-177.
12. Liu L, Wu Z, Sun H., The Influence of Infill Walls on RC Frames under Seismic Excitation, Architectural Engineering, Cilt.2, Sayı.4, 2014, s.68-72.
13. Rathod P, Dyavanal SS., Seismic Evaluation of Multistorey RC Building with Openings in Unreinforced Masonry Infill Walls with User Defıned Hinges, Proceedings of IRF International Conference, Bengaluru, India, 5 Temmuz 2014, s.115-120.
14. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Ankara, 2007.
15. Federal Emergency Management Agency. Prestandart and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings (FEMA 356), Washington DC, 2000.
16. Dorji J, Thambiratnam DP., Modelling and Analysis of Infilled Frame Structures Under Seismic Loads, The Open Construction and Building Technology Journal, Cilt.3, 2009, s.119-126.
17. Beklen C, Çağatay İH., Çerçevelerde Dolgu Duvar Modellerinin İncelenmesi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Dergisi, Cilt.24, No.1-2, 2009, s.77-90.
18. Durmazgezer E., Dolgu Duvarlı Betonarme Çerçevelerin Deprem Etkileri Altındaki Davranışının İncelenmesi, Y. Lisans Tezi, İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, 2013, s.125.
19. Allouzi R, Irfanoglu A, Haikal G., Non-linear Finite Element Modeling of RC Frame- Masonry Wall Interaction Under Cyclic Loadings, Tenth U.S. National Conference on Earthquake Engineering, Anchorage, Alaska, 21-25 Temmuz 2014.
20. Koutromanos I, Shing PB., Numerical Modeling of Masonry Infilled Reinforced Concrete Frame Buildings, Encyclopedia of Earthquake Engineering, 2014, s.1-15.
21. Asteris PG., Lateral Stiffness of Brick Masonry Infilled Plane Frames, Journal of Structural Engineering, Cilt.129, No.8, 2003, s.1071-1079.
22. Kakaletsis DJ, Karayannis CG., Influence of Masonry Strength and Openings on Infilled R/C Frames Under Cycling Loading, Journal of Earthquake Engineering, Cilt.12, Sayı.2, 2008, s.197–221.
23. Asteris PG, Chrysostomou CZ, Giannopoulos IP, Smyrou E., Masonry Infilled Reinforced Concrete Frames with Openings, III ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Corfu, Greece, 25-28 Mayıs 2011.
24. Pradhan PM, Pradhan PL, Maskey RK., A Review on Partial Infilled Frames Under Lateral Loads, Kathmandu University Journal of Science, Engineering and Technology, Cilt.8, Sayı.1, 2012, s.142-152.
25. Andrei Z., Influence of Openings on the Behaviour of Masonry Infill Frames, 2nd International Conference on Advances in Engineering Sciences and Applied Mathematics (ICAESAM’2014), İstanbul, 4-5 Mayıs 2014, s.91-93.
26. Mehrabi AB, Shing PB, Schuller MP, Noland JL., Experimental Evaluation of Masonry Infilled RC Frames, Journal of Structural Engineering, Cilt.122, Sayı.3, 1996, s.228-237.
27. Mosalam KM, White RN, Gergely P., Static Response of Infilled Frames using Quasi- Static Experimentation, Journal of Structural Engineering, Cilt.123, Sayı.11, 1997, s.1462-1469.
28. Pujol S, Climent AB, Rodriguez ME, Pardo LPS., Masonry Infill Walls: An Effective Alternative for Seismic Strengthening of Low-Rise Reinforced Concrete Building Structures, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China, 12- 17 Ekim 2008.
29. Sevil T, Baran M, Canbay E., Tuğla Dolgu Duvarların B/A Çerçeveli Yapıların Davranışına Etkilerinin İncelenmesi; Deneysel ve Kuramsal Çalışmalar, International Journal of Engineering Research and Development, Cilt.2, Sayı.2, 2010, s.35-42.
30. Asteris PG, Kakaletsis DJ, Chrysostomou CZ, Smyrou EE. 2011., Failure Modes of In- filled Frames, Electronic Journal of Structural Engineering, Cilt.11, Sayı.1, 2011, s.11- 20.
31. Valente M., Seismic Performance Assessment of a Masonry Infilled Ductile RC Structure, IACSIT International Journal of Engineering and Technology, Cilt. 4, Sayı. 6, 2012, s.701-704.
32. Kuang JS, Zhang H., Shake Table Tests of Infilled RC Frames with Different Column-to- Infill Connections, Second European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, İstanbul, 25-29 Ağustos 2014.
33. TS500. Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2000.
34. SAP 2000 Integrated Solution for Structural Analysis & Design V.16.0.0, Computer and Structures Inc, USA.