Düşey taşıyıcı elemanlarda betonarme perde davranışının incelenmesi

Abstract

ÖZET DÜŞEY TAŞIYICI ELEMANLARDA BETONARME PERDE DAVRANIŞININ İNCELENMESİ Adem ÖZKAN Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı (Yüksek Lisans Tezi / Tez Danışmanı : Yrd.Doç. Dr. Mehmet TERZİ) Balıkesir, 2005 Bu çalışmada, yapıya etkiyen yatay kuvvetleri karşılamada büyük bir rolü olan betonarme perdeler üzerinde durulmuştur. Perdelerin nicelik özelliklerine göre tanımları yapılıp sınıflandırılmıştır. Daha sonra deprem kuvvetlerine karşı perdeleri modellemek için boyutlama yapan mühendisin sağlamayı amaç edineceği üç temel kriter olan rijitlik, dayanım ve süneklik kavramları incelenmiştir. Bu niteliklerden rijitlik ve dayanım yakından bilinen kavramlar olduğundan perdelerin süneklik ile ilgili tanım ve özelliklerine detaylıca yer verilmiştir. Betonarme perdeler için yönetmeliklere konu olan en önemli hükümler perdelerin uç bölge ihtiyacı ve bu bölgelerin boyutları hakkındadır. Bunun sebebi yatay kuvvetler altında perdelerin en fazla zorlandığı ve kesit tesirleri bakımından en kritik değerlere ulaştığı bölgeler olmasıdır. Perdeler için ön görülen bu hükümlerin temelinde süneklik özelliğinin perdeye kazandırılması yatmaktadır. Perde kesitinin moment kapasitesi şekil değiştirme uygunluk analizinden yani taşıma gücüne dayanılarak hesaplanır. Sarılma bölgesinin ihtiyacının tayini ise deplasmana dayalı tasarım ile belirlenebilir. Bu çalışmada betonarme perdeler için Amerika yönetmeliklerinde ve perdeler ile ilgili yapılan çalışmalarda kullanılan deplasmana dayalı tasarımın basitleştirilmiş bir şekilde uygulaması gösterilmiştir. Temel prensiplerin ve boyutlama esaslarının daha iyi anlaşılması ve özellikle A.B.Y.Y.H.Y. hükümlerinin perde uç bölgeleri için ön gördüğü kriterlerin uygunluğunun izlenmesi amacı ile, taşıyıcı sistem bünyesinde yönetmelik hükümlerine göre betonarme perde tanımına haiz bir yapı elamanı bulunduran bir konut binasının statik ve betonarme hesapları yapılmıştır. Daha sonra yapı bünyesindeki bu perde elemanın uç bölgesi ihtiyacının ve boyutlarının ne şekilde olması gerektiğini, deplasmana dayalı tasarım ve sonlu elemanlar yöntemi ile çözüm yapılarak irdelenmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak A.B.Y.Y.H.Y. bünyesindeki betonarme perdeler için ön görülen uç bölge boyutlarının uygunluğu saptanmıştır. ANAHTAR SÖZCÜKLER : betonarme perde / perde uç bölgeleri / deplasmana dayalı tasarım / sonlu elemanlar yöntemi ıı

ABSTRACT A STUDY TO INVESTIGATE THE REINFORCED CONCRETE SHEAR WALL BEHAVIOR IN VERTICAL LOAD RESISTING ELEMENTS Adem ÖZKAN University of Balıkesir, Institute of Science, Department of Civil Engineering ( M. Sc. Thesis / Supervisor : Assistant Professor Mehmet TERZİ ) Balıkesir -Turkey, 2005 This study focuses on the reinforced concrete shear walls that have a major part in resisting lateral forces. The shear walls are defined and classified according to their quantitative properties. Afterwards, the stiffness, strength and ductility concepts are investigated. These are the main criteria for a design engineer in order to design those reinforced concrete structural elements for earthquake resistance. Among these criteria, stiffness and strength are well known qualities, so the ductility characteristics of shear walls are presented in detail. Seismic design provisions for shear walls are mostly concerned about the detailing requirements at the boundaries regions and their dimensions. The reason for this is that the internal forces, produced by the lateral forces, reach critical values in these zones. The objective of these provisions is to ensure ductile fiexural response from the shear walls. A strain compatibility analysis, assuming planar sections (linear strain), is used to assess the moment capacity of the shear wall sections, thus utilizing the ultimate strength theory. A displacement-based design procedure is used to determine the concrete confinement requirement at the boundaries of the shear walls. In this study, the application of a simplified displacement-based design procedure for shear walls is presented. The reinforced concrete structure of a dwelling with a shear wall is designed according to the ABYYHY' specifications, in order to understand the fundamentals, design basis and especially to investigate the compatibility of the ABYYHY provisions for the boundary elements of the reinforced concrete shear walls. The requirement for special detailing at the boundaries of the shear wall and the boundary dimensions have been then evaluated using displacement-based design and finite element analysis. Finally, the comparison of the obtained results is used to evaluate the ABYYHY specifications to verify that they provide sufficient reliability for the dimensions of the boundary regions for shear walls. KEYWORDS : reinforced concrete shear walls / boundary elements / displacement-based design / finite element analysis ABYYHY: Specifications For Structures To Be Built In Disaster Regions ill