The analysis of the shear wall as a composite plate
Perde duvarın kompozit plak olarak analizi
- Tez No: 151221
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERAP KAHRAMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: uzaysal çerçeve, perde, perdeli çerçeve, tabakalı kompozit plak, sonlu elemanlar, space frame structures, shear wall, shear-wall frame, laminated composite plate, finite element
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 231
Özet
VI ÖZET Yüksek yapılarda, deprem, rüzgar, vb. nedenlerle ortaya çıkan yatay yüklerin karşılanabilmesi oldukça büyük bir önem taşımaktadır. Söz konusu yatay kuvvetlerden kaynaklanan büyük iç kuvvetler ve mertebesi yapı sistemine bağlı olan yatay ötelemelerle karşılaşılmaktadır. Taşıyıcı sistemi çerçevelerden oluşan yüksek yapılarda; üst katlarda yapısal olmayan hasarların oluşumuna ve yaşayanların rahatsız olmasına neden olacak boyutlarda yanal ötelemeler söz konusu olmakta ve özellikle alt katlarda, yatay kuvvetler nedeni ile ortaya çıkan büyük kesit zorlarının karşılanabilmesi için kesit boyutlarının arttırılması gerekmektedir. Kesit boyutlarının arttırılması gerek kullanım gerekse mimari açılardan sakıncaları bulunan bir durumdur. Betonarme yüksek yapılarda perdelerin, tüp sistemlerin, perde-çerçeve sistemlerin kullanılması, yatay ötelemelerin belirli sınırlar içerisinde kalmasını ve yatay etkilere karşı dayanımın arttırılmasını sağlamaktadır. Bu nedenle LAMWALL (tabakalı duvar),“Tabakalı Kompozit Plak Modeli”, yüksek yapılarda perdeyi temsil etmek amacıyla geliştirilmiştir. LAMWALL'in formülasyonu iki kısımdan oluşmaktadır. Formülasyonun ilk kısmı genel ortotropik malzemeden oluşan tabakalı kompozit plaktır. İspatlanan formülasyon, farklı doğrultulardaki malzeme tabakalarının birleştirilmesiyle oluşan bünyesel bağlantıları kullanarak elde edilmektir. Burada, betonarme plakların doğrusal olmayan analizi, sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiş ve tabakalı kompozit malzeme modeli, betonarme plakların davranışının tanımlanması için kullanılmıştır. Betonarme plakların lineer olmayan analizinde bu yaklaşımın prensipleri (kompozit malzemeler mekaniği)VII kullanılmıştır. Perde duvarların tanımlanmasında tabakalı kompozit malzeme modelinin kullanılması, literatürde aynı konuda yararlanılan yaklaşımlardan farklıdır. Malzemeler (beton ve çelik) arasındaki bünyesel ilişkileri göstermek amacıyla, basitleştirme varsayımları yapılmaktadır. Bu sebeple, beton malzemenin çekme bölgesinde elastik, basınç bölgesinde elastik-sertleşen bir davranış gösterdiği ve çeliğin tek eksenli yük taşıdığı kabul edilmektedir. Formülasyonun ikinci kısmı, üç boyutlu uzaysal çerçevedir. Çerçeve, rijit düğümlere bağlı doğru eksenli prizmatik elemanlardan oluşmaktadır. Bu elemanlar, düzlem çerçeve ile İzgara sistemleri elemanlarının etkileşimlerinin sonucudur. Üç boyutlu bir elemanın, her bir ucunda altı adet serbestlik derecesi bulunmaktadır, bunlar eksenler doğrultusunda üç adet dönme ve üç adet Ötelenmedir. Elemanın düzlemi içinde eksenel kuvvet, burulma momenti, eğilme momenti ve kesme kuvveti bulunmakta, düzlemi dışında ise eğilme momenti ve kesme kuvveti bulunmaktadır. Elemana etki eden kuvvetler eleman boyunca sabit düğümlere aktarılmakta, bu nedenle matris formülasyonu sadece düğüm noktalarına etkiyen dış kuvvetlere dayanmaktadır. Çalışma kapsamında geliştirilen bilgisayar programı kullanılarak iki ve üç boyutlu çerçeve sistemler için sayısal örnekler çözülmüş ve ayrıca perde-çerçeve sistemden oluşan bir yapı, LAMWALL modeli ve iki boyutlu çerçevenin kombinasyonundan oluşan çözüm sistemi ile analiz edilmiştir. Ulaşılan yeni kavramlar ve açıklamaları incelenmiş, Sap2000 V7.12 yapısal analiz programının verileri ile karşılaştırılmıştır. Tabakalı kompozit malzeme yaklaşımıyla geliştirilen LAMWALL modeline ait kuvvet-deformasyon davranışı incelenmiştir. Bu araştırmada yapılan bilgisayar programında FORTRAN POWER STATION 4.0 yazılımı kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
V ABSTRACT In high-rise buildings, to resist the lateral forces induced by wind or earthquake effects, an adequate stiffness of the structure is in great importance. These forces can develop high stresses and produce sway movement which causes discomfort to the occupants. The building is stiffened by an arbitrary combination of lateral load-resisting subsystems ( shear walls, frames, coupled shear walls, cores, etc.). In reinforced concrete high rise buildings with a load carrying system consisting of frames, the sectional dimensions of the frame elements required under lateral loads are sometimes prohibitively large to the extent of distributing architectural requirements, especially at the lower floor levels. So, a new model of laminated composite plate called LAMWALL (laminated wall) is developed to represent a shear wall in the high rise buildings. The formation of LAMWALL consists of two parts. The first, is the laminated composite plate of a generally orthotropic material. The proofed formulation used in this part is to derive the constitutive relation occurring from bonding several laminas together, each with any general orientation of material axes and composite of any material system. Here, the nonlinear analysis of reinforced concrete plates was investigated by finite element method. The model of laminate composite materials is employed to model the reinforced concrete plates. The principles of this approach (given in the mechanics of composite laminate materials) were applied in the nonlinear analysis of reinforced concrete plates. Using this approach in the shear wall design has been different from the other approaches used in the literatures. In order to obtain adequate relations between the materials that represent the composite parts (Concrete and steel),VI assumptions must be suggested. Therefore, the steel is assumed to carry a uniaxial load only, while the concrete is assumed to be elastic in tension region and elasto-hardening in the compression region. The second part, is the three-dimensional space rigid frame. The frame consists of straight prismatic members that are connected at rigid joints. These members are the extension of the actions of the plane frame member and a grid work member. For an element in three dimensions, there are six local degrees of freedom at each end, three in rotation and three in deflection along the three axes. For the element itself, there is the axial force in it, the torsional moment in it, the bending moment at the ends about the major axis with resisting shear forces at the ends, and the bending moments at the ends about the minor axis with resisting shear forces at the ends. Forces acting on the element itself are transmitted through the fixed condition at the ends to the element; thus the matrix formulation is base on external loads acting on the joints only. Numerical examples for two, three dimensional frame structures and the combination between the two parts (two dimensional frame with the suggested model for laminated composite plate) are made. The obtained new criterias are explained and studied. The output data for all examples are compared with the Sap2000 program. Load-deflection values of LAMWALL were found according to the composite laminate materials approach employed. The computer program which developed in FORTRAN POWER STATION 4.0 language has been used for the calculation implemented in this study.
Benzer Tezler
- Geogrid-donatılı kum zemine oturan temellerin taşıma kapasitesi
Bearing copacity of footings on geogrid-reinforced sand
TEMEL YETİMOĞLU
- Matris deplasman metodu ile statik analiz bilgisayar programı hazırlanması
Structural analysis and the displacement method
HAKAN UŞAKLI
- Tüp sistemlerin kesin ve yaklaşık yöntemle hesap sonuçlarının karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
BAHADIR AYIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAHİT KUMBASAR
- Çimento esaslı tekstil takviyeli kompozit plakalarla ankrajlı olarak güçlendirilmiş bölme duvarlarının kayma davranışının deneysel olarak incelenmesi
Experimental analysis of the shear behavior of dividing walls that strengthened with cement-based textile reinforced composite plates and anchors
EMRE BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU
- Lifli çimento esaslı kompozitlerle güçlendirilmiş dolgu duvarlı betonarme çerçevelerin deneysel incelenmesi
Experimental analysis of infilled rc frames retrofitted with fiber reinforced cement based composites
MEHMET SELİM ÖKTEN
Doktora
Türkçe
2013
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAYA ÖZGEN
DOÇ. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU