Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları

Öz

Betonarme perde duvarlar yüksek depremselliğe sahip bölgelerde yatay yük taşıyıcı sistem olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Perdelerin baskın davranışı ve göçme şekli tipik olarak alçak perdelerde kesme kontrollü, yükseklik-genişlik oranı yüksek olan perdelerde ise eğilme kontrollü olarak görülmektedir. Mevcut binaların deprem performansı değerlendirmesinin doğru bir şekilde yapılabilmesi için perdelerin doğrusal olmayan davranışının analitik olarak en gerçeğe yakın şekilde modellenmesi çok önemlidir. Bu çalışmada, doğrusal olmayan davranışın modelleme teknikleri (örn: yığılı plastisite, yayılı plastisite) incelenmiş, farklı göçme tiplerine sahip konvansiyonel betonarme perdeleri içeren bir veri tabanı oluşturulmuş ve analitik modelleme parametreleri deneysel verilere dayanarak geliştirilmiştir. Bununla birlikte, deprem yönetmeliklerindeki hasar sınırları incelenmiş ve raporlanan deney sonuçlarına ile Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018)’e uygun olarak farklı hasar sınırlarına ait ötelenme oranı değerleri sunulmuştur. Bu çalışmada elde edilen bulguların betonarme perde duvar davranışının daha gerçekçi modellenmesine ve göçme/hasar değerlendirmelerinin daha doğru tespit edilmesine olanak sağlayacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• doğrusal olmayan modelleme,perde duvarlar,yığılı plastik davranış modeli,zarf eğrisi,hasar sınırları

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

114M264

Teşekkür

Bu çalışmayı 114M264 numaralı proje kapsamında destekleyen Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’na (TÜBİTAK) ve değerli katkılarından dolayı Prof.Dr.Polat Gülkan’a teşekkür ederiz. Bu çalışmada bahsi geçen görüşler sadece yazarlara aittir ve başka hiçbir organizasyon ve kişiyi temsil etmemektedir.

Kaynakça

1. 1. Kolozvari K., Biscombe L., Dashti F., Dhakal R.P., Gogus A., Gullu M.F., Henry R.S., Massone L.M., Orakcal K., Rojas F., Shegay A., Wallace J.W., State-of-the-art in nonlinear finite element modeling of isolated planar reinforced concrete walls , Eng. Struct., 194, 46-65, 2019.
2. 2. ETABS [Bilgisayar Yazılımı], Computers & Structures, Inc., Berkeley, CA.
3. 3. Perform 3D [Bilgisayar Yazılımı], Computers & Structures, Inc., Berkeley, CA.
4. 4. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018), Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara, Türkiye, 2018.
5. 5. Pacific Earthquake Engineering Research Center, Guidelines for performenca-based seismic design of tall buildings, Report PEER/ATC-72-1, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley CA, USA, 2010.
6. 6. ASCE/SEI 41-17, Seismic evaluation and retrofit of existing buildings, American Society of Civil Engineers, Reston, VA, USA, 2017.
7. 7. Epackachi S., Sharma N., Whittaker A., Hamburger R.O., Hortacsu A., A cyclic backbone curve for shear-critical reinforced concrete walls. J. Struct. Eng., 145(4), 04019006, 2019.
8. 8. Pugh J.S., Lowes L.N., Lehman D.E., Nonlinear line-element modeling of flexural reinforced concrete walls, Eng. Struct., 104, 174-192, 2015.

9. 9. Bohl A., Adebar P., Plastic hinge lengths in high-rise concrete shear walls, ACI Struc. J., 108(2), 148-157, 2011.
10. 10. Kazaz İ., Gülkan P., Süneklik düzeyi yüksek betonarme perdelerdeki hasar sınırları, Teknik Dergi, 23(114), 6113-6140, 2012.
11. 11. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, T. C. Bayındırlık ve Iskan Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi, 2007.
12. 12. İnel M., Özmen H.B., Effect of plastic hinge properties in nonlinear analysis of reinforced concrete buildings, Eng. Struct., 28, 1494-1502, 2006.
13. 13. Massone L.M., RC wall shear-flexure interaciton: Analytical and experimenta responses Doktora Tezi, University of California, Los Angeles, CA, USA, 2006.
14. 14. Tran T.A., Wallace J.W., Cyclic testing of moderate-aspect-ratio reinforced concrete structural walls, ACI Struct. J., 112(6), 653-665, 2015.
15. 15. Vulcano A., Bertero V.V., Colotti V., Analytical modeling of RC structural walls, 9th World Conference on Earthquake Engineering, Tokye, Kyoto, Japan, 41-46, 1988.
16. 16. Panagiotou M., Restrepo J.I., Schoettler M., Geonwoo K., Nonlinear cyclic truss model for reinforced concrete walls, ACI Struct. J., 109(2), 205-214, 2012.
17. 17. Fishinger M., Rejec K., Isakovic T., Modeling inelastic shear response of RC walls, 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisbon, Portugal, 2012.
18. 18. Gullu M.F., Horoz B., Orakcal K., Betonarme perde duvarlarda bileşik eğilme ve kesme davranışının modellenmesi, Sekizinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul, Türkiye, 11-15 Mayıs, 2015.
19. 19. Kolozvari K., Orakcal K., Wallace J.W., Modeling of cyclic shear-flexure interaction in reinforced concrete structural walls. Part I: Theory, J. Struct. Eng., 141(5), 04014135, 2015.
20. 20. McKenna F., Fenves G., The OpenSees command language manual, Pacific Earthquake Engineering Center, University of California, Berkeley, CA, USA, 2000.
21. 21. Aydemir C., Kırçıl M., Hancıoğlu B., Zorbozan M., Betonarme kolonların hasar sınır eğriliklerinin belirlenmesi, Teknik Dergi, 22, 5613-5624, 2011.
22. 22. Foroughi S., Yuksel S., Betonarme kolonların şekil değiştirme esaslı hasar sınırlarının araştırılması, International Journal of Engineering Research and Development, 11(2), 584-601, 2019.
23. 23. Aydemir C., Eser Aydemir M., Betonarme kirişlerin hasar sınırlarının deneysel gözlemlerle irdelenmesi, Teknik Dergi, 28(4), 8023-8049, 2017.
24. 24. Taucer F.F., Spacone E., Filippou F.C., A fiber beam-column element for seismic response analysis of reinforced concrete structures, Report No: UCB/EERC-91/17, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, CA, USA, 1991.
25. 25. Mwafy A.M., Elnashai A.S., Static pushover versus dynamic collapse analysis of RC buildings, Eng. Struct., 23(5), 407-424, 2001.
26. 26. Farvashany F.E., Foster S.J., Rangan B.V., Strength and deformations of high-strength concrete shear walls, ACI Struct. J., 105(1), 21-29, 2008.
27. 27. Gupta A., Rangan B.V., High-strength concrete (HSC) structural walls, ACI Struct. J., 95(2), 194-205, 1998.
28. 28. Orakcal K., Massone L.M., Wallace J.W., Shear strength of lightly reinforced wall piers and spandrels, ACI Struct. J., 106(4), 455-465, 2009.
29. 29. Gulec C.K., Whittaker A.S., Stojadinovic B., Shear strength of squat rectangular reinforced concrete walls, ACI Struct. J., 105(4), 488-497, 2008.
30. 30. Sengupta P., Li B., Hysteresis behavior of reinforced concrete walls, J. Struct. Eng., 140(7), 04014030, 2014.
31. 31. Grammatikou S., Biskinis D., Fardis M.N., Strength, deformation capacity and failure modes of RC walls under cyclic loading, Bull. Earthquake Eng., 13(11), 3277-3300, 2015.
32. 32. Deger Z.T., Basdogan C., Inceoglu C., Perdeli betonarme binalarda deprem rehabilitasyonunun geliştirilmesi, Proje No:114M264, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, Ankara, Türkiye, 2017.
33. 33. Barda F., Hanson J.M., Corley W.G., Shear strength of low-rise walls with boundary elements, SP 53-8, Reinforced Concrete Structures in Seismic Zones, ACI, Detroit, MI, USA, 1977.