Geri Dön

Yığma yapı elemanları için izotropik hasar analizi geliştirilmesi ve sonlu eleman uygulamaları

Development of damage models for masonry construction elements and applications of finite element

PDF İndir

  1. Tez No: 213258
  2. Yazar: HAKKI YILDIRIM
  3. Danışmanlar: PROF.DR. HALUK ÇEÇEN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Basınç dayanımı, Yıgma prizma, Beton blok (briket), Üç boyutlu model, Sonlu eleman yöntemi, Drucker-Prager kriteri, zotropik hasar modeli, Harç, Dolgu betonu, Bindirmesiz örgü, Bindirmeli örgü, Compressive strength, Masonry prism, Hollow block, Three-dimensional model, Finite element method, Drucker-Prager yield criterion, Isotropic damage, Grout, Stack bond
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 131

Özet

Yapılan insaatlarda kullanılan malzemelerin gerek tek baslarına gerekse yapı elemanı olarak dayanımlarının bilinmesi gereklidir. Bu amaçla örnegin kullanılan betondan döküm sırasında küp ya da silindir standart numuneler alınmaktadır. Kullanılan donatıdan da parçalar alınmaktadır. Donatının çekme dayanımı, betonun ise 7 veya 28 günlük dayanımları ile projede hedeflenen ya da proje hesaplarında kullanılan degerlerle karsılastırması yapılabilmektedir. Duvar elemanlar, gerek betonarme çerçevelerde dolgu malzemesi olarak kullanılması halinde gerekse tek baslarına yıgma yapı elemanı olarak kullanılmaları durumlarında çok önemli yapı elemanlarıdır. Bunların çerçevelerle birlikte degerlendirilmeleri çalısmaları artan yogunlukla devam etmektedir. Yıgma yapı elemanı olarak kullanılmaları halinde duvarların tasıma kapasiteleri çok daha önem kazanmaktadır. Bu durumda duvarın basınç dayanımının belirlenebilmesi için gelistirilmis yöntem duvarda kullanılan yıgma birimi, harç ve dolgu betonundan yapılmıs prizmaların denenmesidir. Bu prizmaların boyutları gerçek duvarın eksenel yük altındaki davranısını ya da kırılma biçimini yansıtacak sekilde seçilmektedir. Bu amaçla yapılmıs çalısmalarda ve yönetmeliklerde bu boyutun, yüksekligin kalınlıga oranı 2 ila 5 arasında seçilmesi durumunda duvarın genel kırılma biçimi ile aynı olacagı gösterilmistir. Böylece büyük boyutlu duvarları denemek yerine bu prizmaların denemesi yönünde bir ortak standart gelistirilmeye çalısılmıstır. Duvarın, betonarme veya çelik çerçevelerin dolgu malzemesi olarak birlikte kullanıldıgı durumlarda yapılmıs çalısmalarda da bu duvarla aynı malzemeden yapılmıs prizmalar denenmektedir. Bu prizmalar, betondan alınan küp ya da silindir numunelerin esdegeri veya benzeri sayılabilir. Ya da duvardan alınan numune olarak adlandırabilir. Bu prizmaların tarihi yıgma yapıların dayanımlarını belirlemek amacıyla da kullanılmaları mümkündür. Bu amaçla, tarihi yapıdan alınacak iki ya da üç yıgma biriminden yapılacak yıgma prizma denenebilir. Bugüne dek yapılan çalısmalarda eksenel basınç altında içi bos veya doldurulmus prizmalar denenerek davranıs incelenmistir. Bazı arastırmacılar da bu deney sonuçlarına dayanarak prizmanın basınç dayanımını tahmin etmeye yönelik bagıntılar önermislerdir. Bazı arastırmacılar da, bindirmesiz örülen prizmaların davranısını incelemek amacıyla dogrusal sonlu eleman analizlerini gerçeklestirmislerdir. Bu tez çalısmasında literatürde deney sonuçları var olan prizmaların blok, harç ve dolgu malzemesi etkin olacak sekilde üç boyutlu sonlu eleman modelleri LUSAS programında yapılmıstır. Modeli gerçeklestirilen prizmaların dogrusal olmayan üç boyutlu sonlu eleman analizlerinde Drucker-Prager kırılma kriteri ve izotropik hasar modeli (Oliver modeli) kullanılmıstır. Bu analizler sonucunda, blok, harç ve dolgu betonun dayanımına baglı olarak Drucker-Prager kırılma kriterinin malzeme parametreleri olan kohezyon ve içsel sürtünme açısı ve malzeme hasar parametresi degerleri için bagıntılar önerilmistir. Bu analizlerin sonuçları kullanılarak içi bos ve içi dolu prizmaların basınç dayanımlarını tahmin etmeye yönelik iki bagıntı önerilmistir. Bu bagıntıların en önemli özelligi dogrusal olmayan sonlu eleman analizlerinden elde edilmis olmalarıdır. Böylece prizmaların davranısı daha gerçekçi olarak tahmin edilebilmektedir. Önerilen malzeme parametreleri kullanılarak, hazır sonlu eleman programlarında modeli yapılacak prizmaların analizleri yapılabilir. Son olarak YTÜ laboratuarlarında içi bos ve içi degisik dayanıma sahip dolgu betonu ile doldurulmus prizmalar denenmistir. Bu prizmaların denemesi ile davranısın nasıl oldugu gözlemlenebilmistir. Ayrıca denenen prizmaların da üç boyutlu dogrusal olmayan sonlu eleman analizleri yapılmıstır. Bu analizlerin sonuçları ile, deney ve önerilen bagıntıların sonuçları karsılastırılmıs ve sonuçların uyumlu oldugu görülmüstür.

Özet (Çeviri)

During the project and construction process strength of the materials being used should both be known as individual parts and as construction elements. With this aim, for example some standard cube or cylinder test specimens are taken from the concrete during casting. The steel specimens are taken from the reinforced concrete being used for reinforcement. Tensile tests are carried out. The concrete compressive strength at 7 or 28 days can be compared with target rates or the rates used in project calculation. Wall elements which can be used as filling material in a reinforced concrete or in steel frame or as only masonry construction elements individually are very important construction elements. The evaluation study of these infilling walls with the frames is considered of increasing importance. In the event of their use as masonry, or as a built up construction element, the carrying capacity of the walls becomes important. In such a case, the method to determine the compression strength of a masonry wall is to test prisms made of the masonry unit, mortar and grout used in the wall. The size of these prisms must be selected for reflecting the behaviour of the wall under the axial load or the failure mechanisms. For this purpose, in these studies, standards and codes of the fact that this size, the height to thickness ratio, is selected as between 2 to 5; the same dimensions will be used with tests for the general failure mechanisms of the masonry wall. Hence, rather than testing the large sized masonry walls, a common standard implying the use of these masonry prisms has been developed. In the event of the use of the masonry wall as filling material of reinforced concrete or steel frames, in these studies the masonry prisms, made of the same material of the masonry wall, are tested. It can be considered that these masonry prisms are identical to the cube or cylinder specimen taken from the concrete. Or this can be named as the specimens taken from masonry wall or filling wall. The use of these masonry prisms to determine the strength of historical masonry buildings is also possible. With this purpose, two or three masonry units taken from the historical building can be tested in the same way as a masonry prism. In the studies carried out until recently, the hollow or grouted masonry prisms have been tested under axial strength to examine the behaviour of the concrete masonry prisms. Some of researchers leaning on their own conducted test results proposed some relations to estimate the compressive strength of the concrete masonry prisms. On the other hand, in order to examine stress-strain relationships of the stack bond prisms, some researchers have conducted researches with linear finite element analysis. In this study, nonlinear three-dimensional finite element models of effective block, mortar and grout materials of hollow block and grouted block prisms that compare with the existing test results in the literature have been conducted using LUSAS program. The prisms that their models have been finite element of three-course block masonry prisms by using LUSAS, both the elasto-plastic (Drucker-Prager failure criteria) and isotropic damage models (Oliver model) are activated to reflect the analysis of nonlinear behaviour of blocks, grout and mortar. According to the findings of conducted research, in relation to block strength, mortar and grout concrete strength, concerning Drucker-Prager failure material parameters cohesion and internal friction angle and material damage values, plenty of correlations have been suggested. By using the results of these analyses, a simple analytical relation is proposed to predict the compressive strength of hollow and grouted prisms. The most important attribute of these relations is that they have been acquired through nonlinear analyses. In this respect, the behaviour of the prisms could be estimated more realistically. By utilizing recommended material parameters, the model of prisms can be analyzed by means of finite element packet programs. Consequently, hollow prisms and grouted prisms that are filled by various concrete compressive strengths have been tested in YTU laboratories. The way of behaviour has been observed by testing these prisms. Furthermore, three dimensional nonlinear finite element analyses of tested prisms have also been conducted. Through these analyses, the test and the proposed relations results have been compared and the results have been observed to be in good agreement.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    635490

    Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques

    Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi

    KADİR GÜNAYDIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE

  2. Tez No

    168450

    Yığma yapıların analizi

    Analysis of masonry structure

    ALİ OSMAN KURUŞCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HASAN ORHUN KÖKSAL

  3. Tez No

    445068

    Structural investigation of masonry stone arch bridges

    Tarihi yığma taş kemer köprülerin yapısal davranışlarının incelenmesi

    AYŞEGÜL DEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KASIM ARMAĞAN KORKMAZ

    YRD. DOÇ. DR. YAŞAR HANİFİ GEDİK

  4. Tez No

    286092

    A nonlinear equivalent frame model for displacement based analysis of unreinforced brick masonry buildings

    Tuğla yığma yapıların deplasmana bağlı ananlizi için doğrusal olmayan eşdeğer çerçeve modeli

    İSMAİL OZAN DEMİREL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. HALUK SUCUOĞLU

  5. Tez No

    642340

    Yüksekliğin ve şerefe sayısının yığma minarelerin dinamik davranışlarına etkisi

    Investigation of the effects of height and number of balcony on dynamic behavior of masonry minarets

    CEMİLE DUMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    İnşaat MühendisliğiAdıyaman Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET FATİH ŞAHAN

Geri Dön