Geri Dön

The Gravity and seismic analysis and design of beam-column joints

Dış kenarlardaki kolon kiriş birleşimlerinin düşey ve deprem yükleri altında analiz ve tasarımı

  1. Tez No: 126638
  2. Yazar: PELİN GÜNDEŞ BAKIR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN BODUROĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2002
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 278

Özet

DIŞ KENARLARDAKİ KOLON KİRİŞ BİRLEŞİMLERİNİN DÜŞEY VE DEPREM YÜKLERİ ALTINDA ANALİZ VE TASARIMI ÖZET 1. Tezin genel değerlendirilmesi Bu tezde kolon-kiriş birleşimleri için üç orijinal yöntem önerilmiştir. Bunlardan birincisi kolon-kiriş birleşimlerinin kesme dayanımlarını belirleyen bir tasarım denklemidir. İkincisi kolon-kiriş birleşimlerinin göçme biçimlerini belirleyen yeni bir metodolojidir. Üçüncüsü ise kolon-kiriş birleşimleri için yeni bir basınç çubuğu-gergi yöntemidir. 2. önerilen tasamın denklemi Kolon-kiriş birleşimleri üzerine pek çok parametrik çalışma yapılmış ve birleşim kesme dayanımının kiriş çekme donatısı oram, beton silindir dayanımı, etriye oram arttırıldıkça artacağı, hb/hc oram arttıkça azalacağı, kolon eksenel yükü ve kolon donatı oranından ise bağımsız olduğu görülmüştür. Kolon-kiriş birleşimleri için önerilen denklem aşağıdaki gösterilmiştir: o.7i fi rooo.74*-)“»(*s±*i.) hcJTe v = 2*£* t +a A f (i) (£.)..”K a = 0.664 düşük etriyeli birleşimler a - 0.600 orta miktarlı etriyeli birleşimler a = 0.370 yüksek miktarlı etriyeli birleşimler be = Kolonun gövde genişliği (mm) bb= Kirişin gövde genişliği (mm) Asb^Kiriş çekme donatı alam (mm2) d = Kirişin faydalı yüksekliği (mm) fc = Beton silindir dayanımı (MPa) önerilen denklem, ilgili kaynaklarda verilen diğer denklemlere göre daha fazla ayrıntılı olarak geliştirilmiştir. Zira: 1. Etriyelerin birleşim kesme dayanımına katkısını gerçekçi bir biçimde modellemektedir. 2. Kiriş boyuna donatı oram, hb/hc ve beton silindir dayanımının, birleşim kesme dayanımı üzerindeki etkisini gerçekçi bir biçimde dikkate alır. 3. önerilen denklem basittir ve birleşimlerin kesme dayanımlarım çok iyi yakınsaklıkla ve standard sapma küçük çıkacak şekilde belirlemektedir. xix3. önerilen basınç çubuğu-gergi modeli Yazar tarafından önerilen basınç çubuğu gergi modeli Şekil l'de görülmektedir. Önerilen model göçme yüklerini 99% gerçeklikle belirlemektedir. hc S (4) h°hd fy Yukarıdaki denklemlerde; be = Kolonun birleşime bitişik kenar genişliği (mm) bj, = Kirişin kenar genişliği (mm) d = Kirişin faydalı yüksekliği (mm) fc ~ Beton silindir dayanımı (MPa) hf, = Kiriş yüksekliği (mm) hc= Birleşimi oluşturan kolon kenar uzunluğu (mm) fy kiriş çekme donatılan akma dayanımı (MPa) xxıI Tüm sastan 0.35 ite çap. Sonraidceoe! Pt»te«««0 15 ^(b^+K) 6(1 -&/230)/ Wb&d^ «,-A*/bı,d Evet Hayır f '“ ”*¦“ *¦¦ ı ¦ ' Şekffl 2: Etriyesiz birleşimlerin göçme biçimlerini belirleyen model Not Pantag göçmesi C kolonda göçme B kirişte göçme IS birleşimde kesme göçmesi XX11PM«»-0.1iW,»)t(!-G/2»)/Mlkd£ ^Sî^îâ-f lOJS&s ¦ eîriydi) P.tea-O.EW'Cbb+MfcO-t/ZMKta^d^ r&«*/U/h>.d Şekffl 3: Etriyeli birleşimlerin göçme biçimlerini belirleyen model Not Pankraj göçmesi C kolonda göçme B kirişte göçme JS birleşimde kesme göçmesi XX111THE GRAVITY AND SEISMIC ANALYSIS AND DESIGN OF EXTERIOR BEAM-COLUMN JOINTS SUMMARY 1. Overview of the thesis This thesis has three original contributions. The first is the proposal for a new design equation for predicting the joint shear strength. The second is the proposal for a new methodology for predicting the failure modes of joints and the third is the proposal for a new strut and tie model for joints. 2. The Proposed Design Equation Several parametric studies are carried out on an experimental database. The results have shown mat the joint shear strength increases as the concrete cylinder strength, the beam longitudinal reinforcement ratio and the stirrup ratio increases. The joint shear strength decreases when the joint aspect ratio increases and the shear strength is independent of the column axial stress and the column longitudinal reinforcement ratio. The author has proposed Eq. (1) for predicting the shear strength of monotonically loaded exterior beam-column joints. 0.71 p y{\M *J%-)°«89(^tA) hcJT V, - ^ ~ +« A”f, O V where a = 0.664 for joints with low amount of stirrups a = 0.6 for joints with medium amount of stirrups a = 0.37 for joints with high amount of stirrups bc = Width of the column (mm) bb= Width of the beam (mm) Asb=Cross-sectional area of the beam tensile reinforcement (mm2) d = Effective depth of the beam (mm) fc - Concrete cylinder strength (MPa) The equation is an improvement to other equations because: 1. It realistically models the contribution of stirrups in the joint 2. It takes the influences of beam longitudinal reinforcement ratio into account. 3. It realistically models the influence of the joint aspect ratio. 4. It realistically models the influence of concrete cylinder strength. 5. The equation is simple and accurately predicts the joint shear strength. xxiv

Özet (Çeviri)

THE GRAVITY AND SEISMIC ANALYSIS AND DESIGN OF EXTERIOR BEAM-COLUMN JOINTS SUMMARY 1. Overview of the thesis This thesis has three original contributions. The first is the proposal for a new design equation for predicting the joint shear strength. The second is the proposal for a new methodology for predicting the failure modes of joints and the third is the proposal for a new strut and tie model for joints. 2. The Proposed Design Equation Several parametric studies are carried out on an experimental database. The results have shown mat the joint shear strength increases as the concrete cylinder strength, the beam longitudinal reinforcement ratio and the stirrup ratio increases. The joint shear strength decreases when the joint aspect ratio increases and the shear strength is independent of the column axial stress and the column longitudinal reinforcement ratio. The author has proposed Eq. (1) for predicting the shear strength of monotonically loaded exterior beam-column joints. 0.71 p y{\M *J%-)°«89(^tA) hcJT V, - ^ ~ +« A“f, O V where a = 0.664 for joints with low amount of stirrups a = 0.6 for joints with medium amount of stirrups a = 0.37 for joints with high amount of stirrups bc = Width of the column (mm) bb= Width of the beam (mm) Asb=Cross-sectional area of the beam tensile reinforcement (mm2) d = Effective depth of the beam (mm) fc - Concrete cylinder strength (MPa) The equation is an improvement to other equations because: 1. It realistically models the contribution of stirrups in the joint 2. It takes the influences of beam longitudinal reinforcement ratio into account. 3. It realistically models the influence of the joint aspect ratio. 4. It realistically models the influence of concrete cylinder strength. 5. The equation is simple and accurately predicts the joint shear strength. xxiv3. The proposed strut aad tie model The author's simplified strut and tie model is shown in Figure 1. The model gives accurate predictions of the failure loads. be ^ Fvprims!^ 7*^. v Vcoftm \ s Fvprimary ”*“ Tbewa hb Vprimsy V secondary Figure 1: The proposed simple model of the author. Parametric studies are carried out to investigate the influence of the concrete cylinder strength, column longitudinal reinforcement ratio, column axial stress and the joint aspect ratio in joints with and without stirrups. 1. The model predicted mat the joint shear strength normalized by the concrete cylinder strength, V/be he f^ slightly decreased due to increasing concrete cylinder strength in joints without stirrups. This prediction is in agreement with tile test data because the joint shear strength, in reality, is proportional to the square root of the concrete cylinder strength. 2. The model predicted mat the joint shear strength, normalized by the concrete cylinder strength: V/be he fc, slightly decreased due to increasing concrete cylinder strength in joints with stirrups. This prediction is in agreement with the xxvtest data because the joint shear strength, in reality, is proportional to the square root of the concrete cylinder strength, Vfc not to f^. 3. In joints without stirrups, the model predicted that the joint shear strength is independent of the column axial stress as the test data suggests. 4. In joints with stirrups, the model predicted that the joint shear strength is independent of the column axial stress as the test data suggests. 5. In joints without stirrups, the model predicted that the joint shear strength is independent of the column longitudinal reinforcement ratio as the test data 6. In joints with stirrups, the model predicted that the joint shear strength is independent of the column longitudinal reinforcement ratio as the test data 7. In joints without stirrups, the model predicted that the joint shear strength decreased with increasing joint aspect ratio. This is in agreement with the test data. 8. In joints with stirrups, the model predicted that the joint shear strength decreased with increasing joint aspect ratio. This is in agreement with the test data. As apparent from the parametric studies, the model is in good agreement with the test data. 4. The Proposed Methodology for Failure Modes In this part of the thesis, a new methodology for predicting the failure modes of joints is presented as shown in Figs. 2 and 3. The proposed methodology is different for joints without significant amount of stirrups and for joints with medium or high amount of stirrups. For joints without stirrups, the following limit equation is proposed for the beam longitudinal reinforcement ratio: f (i Zs_) p”^ = o.i5 hc2{bc + bb) \ 25q“b bbm* =0l*hc\bc +bb) I 250 (3) Khd fy For joints with high amount of stirrups, mis limit is increased by 30%. P.». = 0.22ft,2 (6, + 6») 2S0 (4) ”A« f, XXVIMıMpfymûmlEmnb?0.8S Refer to than aa Pb^=-0.15hs2(be+k)C;(l-fc/250)/lfe Cdcul^R,«A*/h,d *?? ? -* Figure 2 : The methodology for joints with low amount of stimq*s Note: P represents the connection zone reinforcement psiHout C represents die column failure B represents the beam failure JS represents the joint shear failure XXVHuı MM$f m te to*s by 0.85 pMMi%d!; C*ul^R,-A^/bbd Figure 3: The methodology for joints with medium and high amount of stirrups xx vm

Benzer Tezler

  1. Tez No

    39550

    Karayolu köprülerinin sismik boyutlandırılmasıyla ilgili bazı yönetmeliklerin incelenmesi, karşılaştırılması ve uygulamalar

    Investigations and comparisons on some rugulations for seismic design of highway bridges and applications

    ŞÜKRÜ EROL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. METİM AYDOĞAN

  2. Tez No

    151543

    Tüp taşıyıcı sistemlerin yatay yükler etkisindeki davranışı 60 katlı betonarme tüp sistem bir yapının statik ve dinamik analiz, tasarım ve incelenmesi

    Behavior of tubular buildings under lateral loads and the static and dynamic analyses, design and evaluation of a 60-story reinforced concrete building

    SERHAN GÜNER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. NECMETTİN GÜNDÜZ

  3. Tez No

    682900

    Development of a computer program for analysis and linear seismic performance evaluation of frame type reinforced concrete buildings according to TSC-2018

    Betonarme çerçeve türü binaların analizi ve TBDY 2018'e göre doğrusal yöntemler ile performans değerlendirilmesi için bir yazılım geliştirilmesi

    ŞAHABEDDİN RİFAİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERCAN YÜKSEL

  4. Tez No

    872964

    Application of a novel energy dissipation beam-column connector in precast structures

    Prekast yapılara özgün bı̇r enerjı̇ sönümleyici kı̇rı̇ş-kolon bağlantısının uygulanması

    ALİ BERK BOZAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. REŞAT ATALAY OYGUÇ

  5. Tez No

    438055

    Kompozit yüksek bir yapının deprem performansının zaman tanım alanında doğrusal olmayan yöntem kullanılarak belirlenmesi

    Seismic evaluation of a composite high-rise building based on nonlinear dynamic time history analysis

    GÖKHAN ŞENOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN

Geri Dön