L en kesitli betonarme perde duvarların dayanım ve stabilitelerinin araştırılması

Abstract

Düzlem betonarme perde duvarlar uzun zamandır yatay yüklerin karşılanmasında etkin olarak kullanılan, kat ötelemelerini sınırlandırarak yıkıcı depremler sırasında can ve mal kaybını önemli ölçüde azaltan yapı elemanlarıdır. Yapılardan beklenen deprem performansı seviyesi arttıkça yanal yüklerin etkisinde daha rijit, enerji sönümleme kapasiteleri daha yüksek yapı elemanı ve sistemlerinin geliştirilmesi zorunlu hale gelmektedir. Ayrıca bazı mimari zorunluluklar sonucunda düzlem perde duvar parçaları bir araya gelerek düzlem olmayan perde duvarları oluşturabilmekte, bu durumda düzlem parçalar arasında etkileşim kuvvetleri ve üç boyutlu gerilmeler oluşarak yapı elemanının davranışı değişebilmektedir. Bu yapı elemanlarının betonarme hesapları kesitin tamamının etkili olduğu varsayılarak kesit analiz programları ile yapılabilse de davranışlarına ilişkin yeterli bilgi bulunmamaktadır.Bu tez çalışmasında L en kesitli betonarme yapı elemanlarının eksenel yük ve iki eksenli eğilme etkileri altında davranışları deneysel ve analitik olarak araştırılmıştır. Bunun için, Erciyes Üniversitesi Deprem Araştırma Laboratuvarında 4 farklı en kesit oranlarında, eşit kol uzunluğuna sahip, ½ ölçekli numuneler hazırlanmış, deney için özel olarak üretilmiş ekipmanlar kullanılarak test edilmiştir. Çalışmanın amacı, hem L en kesitli betonarme yapı elemanlarında en kesit oranı değişiminin davranış üzerindeki etkilerini araştırmak, hem de sismik performanslarını değerlendirmektir. Yatay yük numunelere simetri ekseni doğrultusunda uygulanmıştır. Eksenel yük seviyesi %10 olup en kesit oranları 3, 5, 8, 10 olarak seçilmiştir. Bütün numuneler 12cm kalınlıkta olduğundan karşı gelen kol en kesit boyutları 12x36, 12x60, 12x96, 12x120 cm dir. Numunelerin alt ve üst uçlarında döşemeler teşkil edilmiştir. Temel için alt uçta 30cm kalınlığında, eksenel ve yatay yük uygulanması için üst uçta 20cm kalınlığında döşeme oluşturulmuştur. Numunelerin net yükseklikleri 150cm, toplam yükseklik 200cm dir. Düşey donatı olarak 10mm çapında, %1 oranında, yatay donatı olarak 8mm çapında, % 0.72 oranında, akma gerilmesi 420MPa olan nervürlü donatılar kullanılmıştır. Araştırma sonucunda en kesit oranı 3 olan numunenin kolon, 5 olan numunenin konsol perde duvar, 8 ve 10 olan numunelerin kısa perde duvar davranışı gösterdikleri görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Betonarme, L en kesitli perde duvar, L en kesitli kolon, rijitlik, dayanım

Planar reinforced concrete shear walls have been used effectively for a long time to resist lateral forces by restraining relative story displacements and reduce the loss of life and property under the strong ground motion effects. As the preformance level expected from the structures increases, development of structural members and systems which are more rigid and have more energy dissipation capacity becomes necessary. In addition, because of some architectural necessities, planar shear wall segments can combine and constitute non planar walls. In that case, interaction of forces and three dimensional stress strain reactions between the wall segments can effect the behavior of structural members. Although the required reinforcement can be calculated with section analysis programmes by assuming all section effective, presently there is not sufficient knowledge about their behavior. In this study, the behavior of L-Shaped reinforced concrete structural members have been investigated experimentally and analytically under the influence of a constant static axial load together with cyclic lateral loads. For this purpose, with a scale ratio of 1/2, four specimens which have different cross section aspect ratios were constructed and tested in the Erciyes University Earthquake Investigation Laboratory. The objective of this study was to evaluate the effects of cross sectional dimensions on the behavior of L-Shaped structural members and to assess their earthquake performance. Lateral load was applied to the specimens in the major principal axes direction. Axial load ratio was 0.1 and cross section height to thickness ratios were 3, 5, 8, 10. Cross-section thickness was 12cm which corresponds to 12x36, 12x60, 12x96, 12x120 cm for each wall leg cross section dimensions. Two slabs were constructed at the upper and lower end of the specimens. Overall height of the specimens was 200 cm. Steel yield stress was 420N/mm2, vertical reinforcement ratio was 1% and horizontal reinforcement ratio was 0.72% for all specimens. According to the experimental and analytical results, the specimen whose aspect ratio is 3 has shown column behavior, the specimen whose aspect ratio is 5 has shown slender wall behavior and the specimens having aspect ratios are 8 and 10 have shown squat wall behavior. Key Words: Reinforced concrete, L-Shaped RC Shear Wall, L-Shaped RC Column, Stiffness, Strength