Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları

DEGER, ZEYNEP; Basdogan, Cagri

doi:10.17341/gazimmfd.719923

Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları

Zeynep DEĞER, (İstanbul Teknik Üniversitesi, Deprem Mühendisliği ve Afet Yönetimi Enstitüsü, İstanbul, Türkiye)

Çağrı Başdoğan (İstanbul Teknik Üniversitesi, Deprem Mühendisliği ve Afet Yönetimi Enstitüsü, İstanbul, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

7 1

Yıl: 2021 Cilt: 36 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 641 - 654 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.719923 İndeks Tarihi: 29-07-2022

Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları

Öz:

Betonarme perde duvarlar yüksek depremselliğe sahip bölgelerde yatay yük taşıyıcı sistem olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Perdelerin baskın davranışı ve göçme şekli tipik olarak bodur perdelerde kesme kontrollü, narin perdelerde ise eğilme kontrollü olarak görülmektedir. Mevcut binaların deprem performansı değerlendirmesinin doğru bir şekilde yapılabilmesi için perdelerin doğrusal olmayan davranışının analitik olarak gerçeğe yakın şekilde modellenmesi önemlidir. Bu çalışmada, doğrusal olmayan davranış modelleme teknikleri (örn: yığılı plastisite, yayılı plastisite) incelenmiş, farklı göçme tiplerine sahip konvansiyonel betonarme perdeleri içeren bir veri tabanı oluşturulmuş ve analitik modelleme parametreleri deneysel verilere dayanarak geliştirilmiştir. Bununla birlikte, deprem yönetmeliklerindeki hasar sınırları incelenmiş ve raporlanan deney sonuçları ile Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018)’e uygun olarak farklı hasar sınırlarına ait ötelenme oranı değerleri sunulmuştur. Bu çalışmada elde edilen bulguların betonarme perde duvar davranışının daha gerçekçi modellenmesine ve göçme/hasar değerlendirmelerinin daha doğru tespit edilmesine olanak sağlayacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelime: doğrusal olmayan modelleme yığılı plastik davranış modeli hasar sınırları zarf eğrisi perde duvarlar

Nonlinear modeling and damage limits of reinforced concrete shear walls based on lumped plasticity behavior

Öz:

Reinforced concrete shear (structural) walls are commonly used as lateral‐load resisting systems in high seismicity zones. Typical dominant behavior and failure mode of shear walls are dominated by shear for squat walls and by flexure for slender walls. It is essential to analytically model nonlinear behavior of shear walls as accurate as possible to achieve effective seismic performance evaluation of existing buildings. This research includes a review of nonlinear modeling approaches (e.g., lumped plasticity, distributed plasticity), assembly of a database consisting of conventional reinforced concrete walls with different failure modes, and development of modeling parameters based on experimental data. Also, damage limits in various seismic codes were reviewed and expanded by proposing new damage limits in accordance with the reported test results and Turkish Building Code (2018). The new findings will allow better modeling capability and improved (closer to accurate) damage/failure assessment of shear wall buildings.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Kolozvari K., Biscombe L., Dashti F., Dhakal R.P., Gogus A., Gullu M.F., Henry R.S., Massone L.M., Orakcal K., Rojas F., Shegay A., Wallace J.W., Stateof-the-art in nonlinear finite element modeling of isolated planar reinforced concrete walls , Eng. Struct., 194, 46-65, 2019.
2. ETABS [Bilgisayar Yazılımı], Computers & Structures, Inc., Berkeley, CA.
3. Perform 3D [Bilgisayar Yazılımı], Computers & Structures, Inc., Berkeley, CA.
4. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018), Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara, Türkiye, 2018.
5. Pacific Earthquake Engineering Research Center, Guidelines for performenca-based seismic design of tall buildings, Report PEER/ATC-72-1, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley CA, USA, 2010.
6. ASCE/SEI 41-17, Seismic evaluation and retrofit of existing buildings, American Society of Civil Engineers, Reston, VA, USA, 2017.
7. Epackachi S., Sharma N., Whittaker A., Hamburger R.O., Hortacsu A., A cyclic backbone curve for shearcritical reinforced concrete walls. J. Struct. Eng., 145 (4), 04019006, 2019.
8. Pugh J.S., Lowes L.N., Lehman D.E., Nonlinear lineelement modeling of flexural reinforced concrete walls, Eng. Struct., 104, 174-192, 2015.
9. Bohl A., Adebar P., Plastic hinge lengths in high-rise concrete shear walls, ACI Struc. J., 108 (2), 148-157, 2011.
10. Kazaz İ., Gülkan P., Süneklik düzeyi yüksek betonarme perdelerdeki hasar sınırları, Teknik Dergi, 23 (114), 6113-6140, 2012.
11. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, T. C. Bayındırlık ve Iskan Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi, 2007.
12. İnel M., Özmen H.B., Effect of plastic hinge properties in nonlinear analysis of reinforced concrete buildings, Eng. Struct., 28, 1494-1502, 2006.
13. Massone L.M., RC wall shear-flexure interaciton: Analytical and experimenta responses Doktora Tezi, University of California, Los Angeles, CA, USA, 2006.
14. Tran T.A., Wallace J.W., Cyclic testing of moderateaspect-ratio reinforced concrete structural walls, ACI Struct. J., 112 (6), 653-665, 2015.
15. Vulcano A., Bertero V.V., Colotti V., Analytical modeling of RC structural walls, 9th World Conference on Earthquake Engineering, Tokye, Kyoto, Japan, 41- 46, 1988.
16. Panagiotou M., Restrepo J.I., Schoettler M., Geonwoo K., Nonlinear cyclic truss model for reinforced concrete walls, ACI Struct. J., 109 (2), 205-214, 2012.
17. Fishinger M., Rejec K., Isakovic T., Modeling inelastic shear response of RC walls, 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisbon, Portugal, 2012.
18. Gullu M.F., Horoz B., Orakcal K., Betonarme perde duvarlarda bileşik eğilme ve kesme davranışının modellenmesi, Sekizinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul, Türkiye, 11-15 Mayıs, 2015.
19. Kolozvari K., Orakcal K., Wallace J.W., Modeling of cyclic shear-flexure interaction in reinforced concrete structural walls. Part I: Theory, J. Struct. Eng., 141 (5), 04014135, 2015.
20. McKenna F., Fenves G., The OpenSees command language manual, Pacific Earthquake Engineering Center, University of California, Berkeley, CA, USA, 2000.
21. Aydemir C., Kırçıl M., Hancıoğlu B., Zorbozan M., Betonarme kolonların hasar sınır eğriliklerinin belirlenmesi, Teknik Dergi, 22, 5613-5624, 2011.
22. Foroughi S., Yuksel S., Betonarme kolonların şekil değiştirme esaslı hasar sınırlarının araştırılması, International Journal of Engineering Research and Development, 11 (2), 584-601, 2019.
23. Aydemir C., Eser Aydemir M., Betonarme kirişlerin hasar sınırlarının deneysel gözlemlerle irdelenmesi, Teknik Dergi, 28 (4), 8023-8049, 2017.
24. Taucer F.F., Spacone E., Filippou F.C., A fiber beamcolumn element for seismic response analysis of reinforced concrete structures, Report No: UCB/EERC91/17, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, CA, USA, 1991.
25. Mwafy A.M., Elnashai A.S., Static pushover versus dynamic collapse analysis of RC buildings, Eng. Struct., 23 (5), 407-424, 2001.
26. Farvashany F.E., Foster S.J., Rangan B.V., Strength and deformations of high-strength concrete shear walls, ACI Struct. J., 105 (1), 21-29, 2008.
27. Gupta A., Rangan B.V., High-strength concrete (HSC) structural walls, ACI Struct. J., 95 (2), 194-205, 1998.
28. Orakcal K., Massone L.M., Wallace J.W., Shear strength of lightly reinforced wall piers and spandrels, ACI Struct. J., 106 (4), 455-465, 2009.
29. Gulec C.K., Whittaker A.S., Stojadinovic B., Shear strength of squat rectangular reinforced concrete walls, ACI Struct. J., 105 (4), 488-497, 2008.
30. Sengupta P., Li B., Hysteresis behavior of reinforced concrete walls, J. Struct. Eng., 140 (7), 04014030, 2014.
31. Grammatikou S., Biskinis D., Fardis M.N., Strength, deformation capacity and failure modes of RC walls under cyclic loading, Bull. Earthquake Eng., 13 (11), 3277-3300, 2015.
32. Deger Z.T., Basdogan C., Inceoglu C., Perdeli betonarme binalarda deprem rehabilitasyonunun geliştirilmesi, Proje No:114M264, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, Ankara, Türkiye, 2017.
33. Deger Z.T., Basdogan C., Empirical Expressions for Deformation Capacity of Reinforced Concrete Structural Walls, ACI Structural Journal, Nov 1, 116 (6), 53-61, 2019.
34. Elwood K.J., Matamoros A.B., Wallace J.W., Lehman D.E., Heintz J.A., Mitchell A.D., Moore M.A., Valley M.T., Lowes L.N., Comartin C.D., Moehle J.P. Update to ASCE/SEI 41 concrete provisions. Earthquake Spectra. Aug, 23 (3):493-523, 2007.
35. Massone L.M. “RC Wall Shear - Flexure Interaction: Analytical and Experimental Responses,” PhD Dissertation, University of California, Department of Civil & Environmental Engineering, Los Angeles, California, 2006.
36. Barda F., Hanson J.M., Corley W.G., Shear strength of low-rise walls with boundary elements, SP 53-8, Reinforced Concrete Structures in Seismic Zones, ACI, Detroit, MI, USA, 1977.

APA	DEGER Z, Basdogan C (2021). Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. , 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
Chicago	DEGER ZEYNEP,Basdogan Cagri Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. (2021): 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
MLA	DEGER ZEYNEP,Basdogan Cagri Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. , 2021, ss.641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
AMA	DEGER Z,Basdogan C Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. . 2021; 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
Vancouver	DEGER Z,Basdogan C Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. . 2021; 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
IEEE	DEGER Z,Basdogan C "Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları." , ss.641 - 654, 2021. 10.17341/gazimmfd.719923
ISNAD	DEGER, ZEYNEP - Basdogan, Cagri. "Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları". (2021), 641-654. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.719923

APA	DEGER Z, Basdogan C (2021). Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(2), 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
Chicago	DEGER ZEYNEP,Basdogan Cagri Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, no.2 (2021): 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
MLA	DEGER ZEYNEP,Basdogan Cagri Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.36, no.2, 2021, ss.641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
AMA	DEGER Z,Basdogan C Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(2): 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
Vancouver	DEGER Z,Basdogan C Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(2): 641 - 654. 10.17341/gazimmfd.719923
IEEE	DEGER Z,Basdogan C "Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36, ss.641 - 654, 2021. 10.17341/gazimmfd.719923
ISNAD	DEGER, ZEYNEP - Basdogan, Cagri. "Betonarme perdelerin yığılı plastik davranış ile doğrusal olmayan modellenmesi ve hasar sınırları". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/2 (2021), 641-654. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.719923