Betonarme çerçevelerin bazı seçeneklerle güçlendirilmesi

Abstract

Yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada, dolgu duvarlarının betonarme çerçeve davranışına etkilerinin bulunması ve betonarme çerçeve sistemlerin malzeme bakımından doğrusal olmayan çözümlemesinin bir bilgisayar programı yardımıyla yapılması amaçlanmıştır. Bu çalışma, bu amaçla yapılan deneylerin de dahil olduğu bölüm ile birlikte altı ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmanın amacı ve kapsamı hakkında bilgi verilmiştir. İkinci bölümde, betonarme çubukların doğrusal olmayan davranışı incelenmiştir. Betonarme çubukların iç kuvvet-şekildeğiştirme bağıntıları hakkında bilgi verilmiş ve kuramsal çalışmada kullanmak amacı ile bu bağıntıların bulunmasını sağlayan bir bilgisayar programı hakkında bilgi verilmiştir. Sarılmış betona ait gerilme- şekildeğiştirme ilişkisinin bulunması için çeşitli araştırmacılar tarafından bulunmuş bağıntılara yer verilmiş ve kuramsal çalışmada kullanılmak üzere bu bağıntılardan bir tanesi önerilmiştir. Ayrıca kuramsal çalışmada, sargılı ve sargısız beton modelleri arasındaki farkın görülmesi amacıyla sargısız beton modeli de kullanılmıştır. Üçüncü bölümde, dolgu duvarlarının yapı davranışına etkileri anlatılmıştır. Dolgu duvarlarım kuramsal modelde temsil eden eşdeğer sanal çubuk modeli anlatılmış ve eşdeğer sanal çubuğa ait bazı büyüklüklerin bulunması için çeşitli araştırmacılar tarafından önerilen bağıntılar kullanılmıştır. Dördüncü bölümde, dolgu duvarlarının yapı davranışına etkilerinin anlaşılması amacıyla yapılan bir grup deney anlatılmıştır. Öncelikle dolgu duvarlarının çerçeve sistem içerisinde nasıl davranacağının bulunması ve yük taşıma kapasitelerinin önceden anlaşılabilmesi için her çerçeve içindeki dolgu duvarı temsil eden dolgu duvarlar oluşturulmuş ve bunlarla basit kayma deneyleri yapılmıştır. Bu basit kayma deneylerinden elde edilen sonuçlar kuramsal çalışmada dolgu duvarı karakteristikleri olarak kullanılmıştır. Çerçeve deneyleri olarak ise, içlerine farklı malzemelerden oluşturulmuş dolgu duvarlar yerleştirilen tek açıklıklı, tek katlı üç adet betonarme çerçeve ile tek açıklıklı, iki katlı bir adet betonarme çerçeve, tekrarlı yatay yükler allında, yerdeğiştirme kontrollü olarak denenmiştir. Bunlara ek olarak bir adet çıplak çerçeve denemiş ve bu sayede dolgu duvarlarının çerçeve davranışına katkısı ortaya konulmuştur. Tek katlı numunelerden bir tanesinin içine püskürtme betondan oluşturulan panel, diğer ikisinin içine ise basınca karşı dayanıklı tuğlalardan yapılmış dolgu duvar yerleştirilmiştir. İki katlı numunenin içerisine boşluklu tuğladan oluşturulmuş dolgu duvarı yerleştirilmiştir. Püskürtme beton ile oluşturulmuş panel ve pres tuğlalardan yapılmış dolgu duvarlardan bir tanesi içinde bulundukları çerçeveye ankraj çubukları ile bağlanmıştır. Böylece farklı dolgu duvar malzemelerinin ve bağlantı şekillerinin çerçeve davranışına olan katkısı ortaya koyulmuştur. xıvBeşinci bölümde, deneyleri yapılmış olan betonarme çerçevelerin matematik modelleri, ikinci ve üçüncü bölümde anlatılan malzeme ve dolgu duvarı modelleri kullanılarak oluşturulmuş ve bir bilgisayar programı yardımıyla çerçeve sistemlerin doğrusal olmayan statik çözümlemeleri yapılmıştır. Elde edilen kuramsal sonuçlar ile deneysel sonuçlar karşılaştırılarak aralarındaki uyum gösterilmiştir.

In the first chapters of the presented work, the theoretical background of the computer program, M-KAPA (Yüksel, 1998), which is used for finding out the moment-curvature relationship of sections subjected to simple bending is stated. Saatcioglu-Razvi confined concrete constitutional model has been used in this program. Four kinds of retrofitting techniques have been employed to strengthen the three one-story, one-bay, V* scale re frames and a two-story, one-bay re frame. The results of these strengthened frames are compared with the results of bare frames. In the first specimen, shot-creted infill wall which is connected to the peripheral re elements is used. In the second specimen, high-strength brick wall has been placed which is also connected to the surrounding reinforced concrete elements. The third specimen has the same infill wall material as the former one, but not connected to the surrounding reinforced concrete elements. In the last specimen, ordinary bricks, which are generally used for partitioning, has been used as an infill wall without any connections to the surrounding reinforced concrete elements, but plastered. All kinds of material tests have been carried out in the laboratory in addition to the pure shear simplified tests performed for shot-crete wall, for high strength brick wall and for ordinary brick wall. The material characteristics obtained from the elementary tests have been used later in the theoretical model of the combined system of frame and infill wall. It has been concluded that the results of experimental work which is essentially based on the same displacement reversals are close enough to the theoretical analysis which is based on monotonic load increment. In another words the equivalent beam model to represent the contribution of the infill wall to the overall behavior of the combined system is good enough to be used for practical purposes.