The examination of shear strength effect of the clamp immersion distance based on finite element modelling

Abstract

Since the early ages, people have used materials which are masonry units such as stone, brick and adobes to make areas for sheltering. Historical structures have been occurring great damage arising from earthquake, fire, soil problems, various environmental factors are caused physical and chemical deterioration These damages are arised from low shear and tensile stresses in masonry walls. Clamps and dowels are often used as connections in many historical buildings. These elements move together with the structural system and the whole structure shows ductile behavior with these elements.

In this study, distance to the edge of the stone was taken into account with immersion point of the clamps and the influence of the clamps on the shear strength of the wall was investigated. The LUSAS software based on the finite element method (FEM) was used to create a 3D numerical model. In direction with the results of analysis, the distance between the edge of the stone and the immersion point is examined and the effects of those on the stone units are comparatively illustrated.

Keywords

• Historical Structures,LUSAS,Clamp Elements,Tensile Stress,Masonry Unit

Kenet batma mesafesinin kayma dayanıma etkisinin sonlu elemanlar metoduyla modellenmesi

Abstract

İlk çağlardan bu yana insanlar barınma alanları yapmak için yığma birimler olan taş, tuğla, briket ve kerpiç gibi malzemeler kullanmışlardır. Depremler, yangınlar, zeminden kaynaklanan problemler, çeşitli çevresel faktörlerin oluşturduğu fiziksel ve kimyasal bozulmalar sonucu tarihi yapılarda büyük hasarlar meydana gelmiştir. Bu hasarlar yığma yapıların kayma ve çekme gerilmelerinin düşük olmasından kaynaklanmaktadır. Yapı sisteminin birlikte hareket etmesi ve yapının bütününde sünek bir davranış görülmesi için genellikle bağlantı elemanları olarak kenetler ve zıvanalar kullanılmıştır.

Bu çalışmada, kenetlerin batma noktası ile taşın kenarı arasındaki mesafe dikkate alınmış ve kenetlerin duvarın kayma dayanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmada 3 boyutlu sayısal modeli oluşturmak için sonlu elemanlar yöntemini  (FEM) esas alan LUSAS yazılımından yararlanılmıştır. Analiz sonuçları doğrultusunda, taş kenarı ile batma noktası arasındaki mesafe incelenmiş ve bunların taş birimler üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir.

Keywords

• Tarihi Yapılar,LUSAS,Kenet Elemanlar,Çekme Gerilmesi,Yığma Birim

References

1. Akçaözoğlu, K. ve Akçaözoğlu, S. (2017). The Effect of Elevated Temperature on the Lightweight Concrete Produced by Expanded Clay Aggregate and Calcium Aluminate Cement, Bilge International Journal of Science and Technology Research, 1,2, 59-70.
2. Demir, C. (2012). Seismic behaviour of historical stone masonry multi-leaf walls. Phd thesis, Istanbul Technical University, Graduate School of Science Engineering and Technology, Istanbul.
3. Kurugöl, S., Küçük, S.G. (2015). Tarihi eserlerde demir malzeme kullanım ve uygulama teknikleri. 5. Tarihi Eserlerin Güçlendirilmesi ve Geleceğe Güvenle Devredilmesi Sempozyumu, Erzurum, 521-536.
4. Koçak, Y. (2013). Yığma yapılarda kayma dayanımının artırılması amacıyla farklı bağlantı elemanı uygulamaları. Yüksek Lisans Tezi, Aksaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aksaray.
5. Lusas, Finite element analysis software products, Finite Element System FEA Ltd, 2013.
6. Papadopoulos, K.A. (2006). The restoration study of the connections between the stone blocks in the steps of the temple of Apollo Epikourios. Proceedings of Structural Analysis of Historical Construction, Eds with D’Ayala & Fodde, New Delhi.
7. Toumbakari, E.E. (2008). The Athens Parthenon: Analysis and interpretation of the structural failures in the ortho state of the northern wall. Proceedings of the Structural Analysis of Historical Construction, Eds with D’Ayala & Fodde, New Delhi.
8. Ural vd., (2015). Kenet ve zıvanaların yığma duvarların kesme (kayma) davranışına etkisi. 5. Tarihi Eserlerin Güçlendirilmesi ve Geleceğe Güvenle Devredilmesi Sempozyumu, Erzurum, 537-548.

9. Ural, A. (2009). Yığma yapıların doğrusal ve doğrusal olmayan davranışlarının incelenmesi. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
10. Uslu, S. (2013). Tarihi yığma yapılarda kullanılan metal bağlantı elemanlarının deneysel metotlarda incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Aksaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aksaray.