Çatlaklı betonarme kolon ve perde duvarların yatay yerdeğiştirme rijitliklerinin belirlenmesi

Abstract

Kolonlar ve perde duvarlar betonarme binaların en önemli yük taşıyıcıelemanlarıdır. Bu yapısal elemanlar binalara etkiyen düşey ve yatay yükleri taşıyaraktemele iletirler. Deprem ve rüzgar yüklerinin taşınmasında bu elemanların yatayyerdeğiştirme rijitlikleri son derece önemlidir.Bir kolon veya perde duvarın yatay yerdeğiştirme rijitliği başlıca onunmalzeme ve kesit özelliklerine, uzunluğuna ve uç şartlarına bağlıdır. Buparametrelerin yanında çatlakların mevcudiyeti de elemanların rijitliğini etkiler. Buçalışmada bir veya daha fazla çatlağı olan betonarme kolon ve perde duvarların yatayyerdeğiştirme rijitlikleri analitik olarak araştırılmaktadır.Bu tez çalışması 5 bölümden oluşmaktadır. 1. bölümde çalışmanın amacıbelirtilmekte, 2. bölümde konu ile ilgili diğer çalışmalar gözden geçirilmektedir.Materyal ve Yöntem 3. bölümde ele alınmaktadır. Çalışmanın esasını oluşturan 4.bölümde, çeşitli uç şartlarına sahip çatlaklı kolonların yatay yerdeğiştirme rijitliğiifadeleri elde edilmekte ve sayısal örnekler yapılmaktadır. Çalışmadan elde edilensonuçlar son bölümde verilmektedir.Sayısal örnekler, bir çatlağın yatay rijitlik üzerindeki etkilerinin onun derinlikve konumuna ve ayrıca kolonun uç şartlarına bağlı olduğunu göstermektedir.Beklenildiği gibi yatay rijitlik artan çatlak derinliği ile belirgin olarak azalmaktadır.Sabit bir çatlak derinliği için, en büyük eğilme momentinin olduğu kesitte yer alanbir çatlak, yatay rijitlikte en büyük düşmeye yol açmaktadır. Buna karşılık, çatlakeğer momentin sıfır olduğu kesitte yer alıyorsa, yatay rijitlik üzerinde etkisiolmamaktadır. Bu çalışma, çatlakların mevcudiyetinin kolon ve perde duvarlarınyatay yerdeğiştirme rijitliklerini belirgin olarak etkilediğini göz önüne sermiştir.

Columns and shear walls are the most important load carrying elements ofreinforced concrete buildings. They carry vertical and lateral loads acting to thebuildings and transmit them to the foundation. Lateral stiffness values of theseelements are extremely important, in carrying of earthquake and wind forces.Lateral stiffness of a column or shear wall depends primarily on its materialand section properties, its length and boundary conditions. Besides these parameters,the presence of cracks also effects the lateral stiffness of the members. In this study,the lateral stiffness of reinforced concrete columns and shear walls with a singlecrack or multiple cracks is investigated analytically.This study consists of five chapters. In the first chapter the objective of thestudy is stated, and in the second chapter the other studies concerning the subject arereviewed. The material and method is dealth with in the third chapter. In the fourthchapter which forms the main part of the study, the lateral stiffness expressions ofcracked columns with various end conditions are obtained, and numerical examplesare presented. The conclusions obtained from the study are given in the last chapter.Numerical examples show that the effects of a crack on the lateral stiffness ofa column depend on its depth and the location, and on the end conditions of thecolumn. As expected, the lateral stiffness decreases substantially as the crack depthincreases. For a constant crack depth, a crack located in the section of maximumbending moment causes the largest decrease in the lateral stiffness. Whereas, if thecrack is located just in the moment-zero section, it has no effect on the stiffness. Thestudy showed that the presence of cracks effect conspicuously the lateral stiffnessvalues of reinforced concrete columns and shear walls.