Investigation of Deformation Based Damage Limits of Reinforced Concrete Beams

Abstract

Deformation based damage limits for reinforced concrete members, which were mandated in Turkish Building Earthquake Codes, 2018 were analytically investigated to be able to determine the earthquake performance of structural members. Reinforced concrete beam models having different geometry and parameters were designed. The nonlinear behavior of reinforced concrete beam sections was investigated using the moment-curvature relationships obtained based on real material behavior. The failure stages and behavior of beam cross-sections were examined by using the data obtained from moment-curvature relations of reinforced concrete beam models. Damage limit values given in Turkish Building Earthquake Codes, 2018 were calculated for the designed concrete beam models. The deformation limits were calculated for the levels of collapse prevention, controlled damage and limited damage performance levels as defined in TBDY 2018. Three different damage limits for the beams and the correspondence strain limits for these beams were investigated. Beam damages and damage limits were evaluated for the corresponding displacement demands. Performance levels of the designed reinforced concrete beams were investigated by calculating the limit values of strains and plastic rotation values for the concrete and the reinforcing steel. Damage limits of plastic rotations for collapse prevention and controlled damage performance levels are functions of yield curvature, ultimate curvature, plastic hinge length, shear length and the diameter of the longitudinal reinforcement.

Keywords

• Moment-curvature,Performance level,Damage limits,Strain limits,Plastic rotatio

BETONARME KİRİŞLERİN ŞEKİL DEĞİŞTİRME ESASLI HASAR SINIRLARININ ARAŞTIRILMASI

Abstract

Yapısal elemanların deprem performansının belirlenmesi için bu çalışmada, Türkiye Bina Deprem
Yönetmeliği 2018’de betonarme elemanlar için öngörülen şekil değiştirme esaslı hasar sınırları analitik
olarak incelenmiştir. Farklı geometri ve parametrelerde betonarme kiriş modelleri tasarlanmıştır. Gerçek
malzeme davranışları esas alınarak elde edilen momenti-eğrilik ilişkilerinden kiriş kesitlerinin elastik
ötesi davranışları incelenmiştir. Betonarme kiriş modelleri için moment-eğrilik ilişkilerinden elde edilen
veriler kullanılarak kiriş kesitlerinin kırılma durumları ve davranışları incelenmiştir. Türkiye Bina
Deprem Yönetmeliği 2018’de verilen hasar sınır değerleri betonarme kiriş modelleri için hesaplanmıştır.
Şekil değiştirme değerleri TBDY 2018’de tanımlanmış olan Göçmenin Önlenmesi, Kontrollü Hasar ve
Sınırlı Hasar Performans seviyeleri için hesaplanmıştır. Betonarme kirişler için göz önüne alınan üç ayrı
hasar sınırı ve bu hasar sınırlarına karşı gelen birim şekil değiştirme değerleri incelenmiştir. İlgili yer
değiştirme taleplerine karşılık gelen kiriş hasarları gözlenmiş ve hasar sınırları değerlendirilmiştir.
Betonarme kirişlerde farklı performans düzeyi için beton ve donatı çeliği birim şekil değiştirmeleri ve
plastik dönmeleri hesaplanarak performans düzeyleri araştırılmıştır. Göçmenin Önlenmesi ve Kontrollü
Hasar performans düzeyleri için plastik dönmelerin hasar sınırları; akma eğriliği, kopma eğriliği, plastik
mafsal uzunluğu, kesme açıklığı ve boyuna donatı çapının fonksiyonudur.

Keywords

• Moment-eğrilik,Performans düzeyi,Hasar sınırları,Birim şekil değiştirme sınırları,plastik dönme

References

1. Aydemir, C., Kırçıl, M. S., Hancıoğlu, B., Zorbozan, M., 2011, Betonarme Kolonların Hasar Sınır Eğriliklerinin Belirlenmesi , İMO Teknik Dergi, Cilt 361, Sayı 22, ss. 5613-5642.
2. Celep, Z., ve Kumbasar N., 2004, Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı , Beta Dağıtım, İstanbul, 596s.
3. SAP2000. Structural software for analysis and design, Computers and Structures, Inc. Version 20.0.0. USA.
4. Sinani, B., 2014, Mevcut betonarme yapıların deprem performansının analizi . T.C. Niğde Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Niğde.
5. Sucuoğlu, H., 2015, Performans Esaslı Deprem Mühendisliği . 3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 14-16 Ekim 2015, DEÜ, İzmir.
6. TBDY, 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği , T.C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
7. TS500, 2000, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları , Türk Standartları Enstitüsü, TSE, Ankara.
8. Yüksel, S.B., Jamal, R., Foroughi, S., 2020, Kirişlerde Basınç Donatısı Oranının Moment-Eğrilik İlişkisine Etkisi , Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 8, Sayı 1, ss. 1-17.