DRAIN2DX bilgisayar programı ile lineer olmayan hesap ve duvarları FRP ile güçlendirilmiş betonarme düzlem çerçevelerin davranışlarının incelenmesi

Abstract

DRAIN2DX BİLGİSAYAR PROGRAMI İLE LİNEER OLMAYAN HESAP VE DUVARLARI FRP İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME DÜZLEM ÇERÇEVELERİN DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ ÖZET Yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada, DRAIN2DX bilgisayar programı ile lineer olmayan hesap ve duvarları FRP(Fiber Reinforced Polymer) ile güçlendirilmiş bölme duvarlı çerçevelerin davranışları incelenmiştir. DRAIN2DX programı, açık kodlu olması sayesinde yeni kodların yazılmasına olanak sağlayan ve kullanıcıların programı amaçlarına uygun şekilde geliştirmelerini mümkün kılan bir bilgisayar programıdır. Düzlem çerçeve sistemlerin hesabı için geliştirilmiş olan program, içerdiğj analiz türleri bakımından da oldukça geniş bir kapasiteye sahiptir. Akademik çalışmalarda bu özellikleri nedeni ile oldukça tercih edilen bir programdır. Genelde kullanılan hesap yöntemlerinde bölme duvarlarının etkileri ihmal edilmesine rağmen, yapı sistemlerinin davranışını, yanal rijitliklerinde ve yük taşıma kapasitelerinde neden oldukları artışlar nedeni ile önemli derecede etkilemektedirler. Bu nedenle bu tez kapsamında dolgu duvarlarının, betonarme düzlem çerçevelerin lineer olmayan davranışlarına etkilerinin incelenmesinde yarar görülmüştür. Tez kapsamında incelenen yapı sistemlerinin doğrusal olmayan davranışlarının daha önce yapılmış olan deneysel çalışmalarla ortaya konulmuş olması, DRAIN2DX programı ile yapılan kuramsal çözümlemelerin doğruluğunun kontrol edilmesine olanak sağlamıştır. Birinci bölümde, DRAIN2DX programının çalışma prensibi hakkında bilgiler verilmiş, bünyesinde barındırdığı eleman modellerinden betonarme kolon-kirişler ve dolgu duvarlar için tez kapsamında kullanılmakta olanlar, detaylı bir şekilde açıklanmıştır. İkinci bölümde, DRAIN2DX programı ile betonarme bir kolon sisteminin lineer olmayan statik analizi gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar, daha önce yapılmış olan deneysel çalışma sonuçlan ile karşılaştırılarak doğruluğu kontrol edilmiştir. DRAIN2DX ile analizde uygulanan her bir adım, programın kullanımının iyi anlaşılması bakımından detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Üçüncü bölümde, DRAIN2DX programı ile dolgu duvarsız betonarme bir düzlem çerçeve sistemin lineer olmayan statik analizi gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar, daha önce yapılmış olan deneysel çalışma sonuçlan ile karşılaştırılarak doğruluğu kontrol edilmiştir. DRAIN2DX ile analizde önceki bölümlerde değinilmemiş olan konulara yer verilmiştir. XVIDördüncü, bölümde DRAIN2DX programı ile dolgu duvarlı betonarme bir düzlem çerçeve sistemin lineer olmayan statik analizi gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar, daha önce yapılmış olan deneysel çalışma sonuçlan ile karşılaştırılarak doğruluğu kontrol edilmiştir. DRAIN2DX ile analizde önceki bölümlerde değinilmemiş olan konulara yer verilmiştir. Beşinci, bölümde DRAIN2DX programı ile FRP kullanılarak güçlendirilmiş dolgu duvarlı betonarme bir düzlem çerçeve sistemin lineer olmayan statik analizi gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar, daha önce yapılmış olan deneysel çalışma sonuçlan ile karşılaştırılarak doğruluğu kontrol edilmiştir. DRAIN2DX ile analizde önceki bölümlerde değinilmemiş olan konulara yer verilmiştir. Altıncı, bölümde 4 katlı betonarme hastane binasından x doğrultusunda çıkartılmış olan C aksı çerçevesinin duvarsız, duvarlı ve duvarlarının FRP ile güçlendirilmiş olması durumları için DRAIN2DX programı ile lineer olmayan itme hesaplan yapılmış ve sonuçlan karşılaştırılmıştır. Yedinci bölümde, dolgu duvarlarının FRP'li ve FRP'siz durumları için matematiksel olarak modellenmeleri ile ilgili olarak kaynak araştırılması yapılmış ve elde edilen veriler detaylı olarak açıklanmıştır. xvn

NONLINEAR ANALYSES BY USING THE COMPUTER PROGRAM DRAM2DX AND EVALUATION OF THE BEHAVIOR OF FRP STRENGTHENED BRICK-INFILLED REINFORCED CONCRETE FRAMES SUMMARY Throughout this study presented as a postgraduate thesis, nonlinear analysis and FRP strengthened brick-infilled reinforced concrete frame behavior are subject to research. DRAIN2DX is an open-code computer program so that the users can write new codes and develop the program according to their goal. DRAIN2DX, designed for the analyses of two dimensional frame systems, has a broad capability in the aspect of including several types of analysis. As a result of these features this program is widely preferred in academic researches. In general analysis methods neglect the effect of brick-infill walls; however, brick- infill walls have a significant effect on increasing the lateral stiffness and load carrying capacity of the system. Therefore, in this thesis surveying the nonlinear behavior of brick-infilled frames is decided to be beneficial. The nonlinear behavior of structural systems which are subjected to calculations in this thesis, have been surveyed by experimental studies before. Therefore, it was eased to check the theoretical solutions performed with DRAIN2DX. In the first chapter, information about the analysis principles of DRAIN2DX are presented, the element models such as concrete columns-beams and brick-infill walls which are used in this thesis are explained in detail. In the second chapter, a nonlinear statical analysis of a reinforced concrete column is performed and the reliability of the results is checked by comparing to the former experimental study conclusions. Each step that is executed in analysis with DRAIN2DX is explained in detail in order to clarify the use of the program. In the third chapter, the nonlinear statical analysis of two dimensional frame system without brick-infill wall is performed and the reliability of the results is checked by comparing to the former experimental study conclusions. In analysis with DRAIN2DX the subjects which were not mentioned before are provided. In the fourth chapter, the nonlinear statical analysis of two dimensional frame system with brick-infill wall is performed and the reliability of the results is checked by comparing to the former experimental study conclusions. In analysis with DRAIN2DX the subjects which were not mentioned before are provided. xvmIn the fifth chapter, the nonlinear statical analysis of a frame system with brick-infill wall strengthened with FRP(Fiber Reinforced Polymer) is performed and the reliability of the results is checked by comparing to the former experimental study conclusions. In analysis with DRAIN2DX the subjects which were not mentioned before are provided. In tiie sixth chapter, a 6 bay reinforced concrete frame located on the C axe of a 4 storey hospital building is taken into account and a number of nonlinear pushover analysis are performed for the C axe frame to be bare, infilled with walls and infilled with FRP strengthened walls. In the seventh chapter, numerical methods for the mathematical modeling of the infill walls which are reinforced/not reinforced by FRP are explained in order to be used throughout this study presented as a postgraduate thesis. XIX