STRESS ANALYSIS OF A PANEL WALL WITH OPENING

Abstract

The stress redistribution of a panel wall due to openings was investigated in this study. Isochromatic pictures of 1/14 scaled specimen, that was cut out from an araldite sheet, were recorded under uniformly distributed load in a Polariscope device. First experiment was conducted on the solid specimen, then repeated for the one with circle opening, finally for the one with additional horizontal cavities at the opposite sides of the circle opening. Finite element model results were post processed in order to compare with the experiments and resulted in good agreement. Presence of a circle opening at the middle of the panel wall did not change the whole wall behavior but locally the stress concentration was 2.1 around the hole. Opening additional cavities has changed the panel stress distribution extensively, e.g. the horizontal stress has changed from tension to compression at the bottom panel region.

Keywords

• panel wall,opening,photoelasticity,experiment

BOŞLUKLU PANEL DUVARIN GERİLME ANALİZİ

Öz

Bu çalışmada, yüksek kiriş gibi çalışan bir duvar panelde boşluk ve oyuk açılması durumunda gerilme dağılımındaki değişiklikleri gözlemek amaçlanmıştır. Araldit levhadan kesilen 1/14 ölçekli panel duvar modelinin  düzgün yayılı yük altında Polariskop cihazı ile izokromat resimleri elde edilmiştir. Önce dolu gövdeli numune, sonra numunenin ortasına daire boşluk açılarak ve daha sonra daire boşluğun her iki yanına oyuklar eklenerek üç adet deney gerçekleştirilmiştir. Sonlu eleman model sonuçları, deneyler ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Panel duvarın tam ortasına açılan daire boşluğun, duvarın genel davranışını etkilemediği fakat lokal olarak daire sınırında gerilme yığılmasının 2.1 olduğu gözlenmiştir. Oyukların açılması durumunda ise panelin genel gerilme dağılımı önemli ölçüde değişmiş ve oyuğun alt bölgesinde yatay gerilmeler çekmeden basınca işaret değiştirmiştir.

Anahtar Kelimeler

• panel duvar,boşluk,fotoelastisite,deney

Kaynakça

1. [1] TBDY, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, 2018.[2] CELEP, Z., KUMBASAR, N., Betonarme Yapılar, Sema Matbaacılık (ikinci baskı), İstanbul, Türkiye, 1998.[3] KONG, F.K., Reinforced Concrete Deep Beams, Taylor and Francis, London, UK, 2002. [4] ÖZKAL, F.M., “Betonarme Yüksek Kirişlerde Boşluk Konumu ve Şeklinin Yapısal Davranış Üzerindeki Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi”, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 22, 2, 149-160, 2017.[5] SCHLAICH, J., SCHAFER, K., JENNEWEIN, M., Toward a Consistent Design of Structural Concrete, Special Report, PCI Journal, 1987. [6] FROCHT, M.M., Photoelasticity (2nd ed.), Wiley, New York, 1946.[7] DÖNMEZ, A., Öngerilmeli İnşaat Elemanlarında Gerilme Analizi, Doktora tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2015. [8] ANSYS Reference Manual, Ansys Inc., 2013.