Analytical modeling of reinforced concrete columns with lap splices
Eksik bindirme boylu betonarme kolonların analitik modellenmesi
- Tez No: 286454
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. KUTAY ORAKÇAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 335
Özet
Mevcut betonarme binaların deprem performansını kötü yönde etkileyen önemli özelliklerden biri kolon donatısındaki bindirmeli ek bölgelerinde eksik bindirme boyu ve yetersiz enine donatı kullanımı nedeniyle oluşan sıyrılma davranışıdır. Bindirme boyu yetersiz kolonlardaki aderans kaybı ve sıyrılma davranışının güvenilir bir şekilde modellenmesi, mevcut betonarme binaların statik ve dinamik hesap yöntemleriyle analizi ve performans değerlendirmesi için açısından önem taşımaktadır.Bu çalışmada yetersiz bindirme boyuna sahip betonarme kolonların deprem etkileri altında yanal yük ? şekildeğiştirme davranışını öngören bir analitik modelleme yöntemi sunulmuştur. Sunulan model, makro-lifli bir betonarme kolon modelinin formülasyonuna aderans gerilmelerinin sıyrılma deformasyonları ile değişimini temsil eden yayların eklenmesinden oluşmaktadır. Önerilen modelleme yöntemi ile bindirmeli ek bölgesinde oluşan sıyrılma deformasyonlarının kolonun tersinir tekrarlanır yükler altında yük?şekildeğiştirme davranışına etkisi etkin bir şekilde temsil edilebilmekte; çekip çıkma ya da yarılma mekanizmaları nedeniyle oluşacak sıyrılma deformasyonlarının ve aderans gerilmelerinin bindirme bölgesi boyunca dağılımı öngörülebilmektedir. Modelin esnek formülasyonu, düz yüzeyli donatının kullanımının, 180-derece kanca davranışının, ve ankraj bölgesindeki sıyrılma deformasyonlarının kolon davranışına etkilerini göz önünde bulundurmaya olanak sağlamaktadır.Analiz sonuçları yetersiz bindirme boyuna sahip ve nervürlü donatı içeren kolon numuneleri üzerinde yapılan deney sonuçlarıyla detaylı bir şekilde karşılaştırılmış; analitik modelin deneysel sonuçları hem yük ? öteleme davranışı hem de yerel şekildeğiştirmelerin dağılımı bakımından doğru ve tutarlı bir şekilde temsil ettiği gözlemlenmiştir. Analitik model sonuçları ayrıca literatürde sunulan farklı konfigürasyon ve ankraj özelliklerine sahip çok sayıda kolon numunesi üzerinde yapılmış olan deneylerin sonuçları ile karşılaştırılmış; modelin deneylerde gözlemlenen yatay yük davranışı ve kırılma türlerini tutarlı bir şekilde yansıttığı gösterilmiştir. Önerilen analitik modelleme yönteminin, donatıda sıyrılma etkilerinin betonarme yapıların deprem davranışına etkisinin daha iyi irdelenebilmesi için önemli olduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
A possible source of seismic failure in existing reinforced concrete structures is loss of anchorage in column reinforcement, along deficient lap splices with short lap length and inadequate transverse reinforcement conditions. Reliable modeling of the bond slip behavior and anchorage failures in such columns is important for performance assessment of existing buildings using nonlinear static and dynamic analysis methods.In this study, a novel analytical modeling approach is proposed, for simulating the lateral load ? deformation response of reinforced concrete columns with deficient lap splices. The modeling approach involves implementing bond stress vs. slip springs in the formulation of a fiber-based macro model. Through this methodology, local bond-slip behavior associated with both pullout failure of reinforcing bars and formation of splitting cracks in concrete can be characterized. The proposed model directly considers the influence of bond slip deformations on the lateral load ? displacement response of a column under reversed cyclic lateral loading, and successfully represents the distribution of bond stresses and slip deformations, due to either splitting or pullout anchorage failures, along the lap splice region. The model successfully represents the distribution of local bond slip deformations along the length of a reinforced concrete column, as opposed to conventional methods where bond slip deformations are assumed to be localized at prescribed locations. The flexible formulation of the model allows investigating the influence of using smooth reinforcing bars, presence of 180-degreee hooks, the strain penetration effects on the response of a column.Response predictions of the analytical model were validated against results of cyclic tests on lap-splice-deficient column specimens, and the model was found to consistently represent the experimental behavior, both at global and local response levels, with a reasonable level of accuracy. Additional correlation studies conducted between model predictions and test results in the literature further verified that the model can effectively reflect the global response characteristics and failure modes of various column configurations incorporating either deficient lap splices or anchorage-deficient continuous reinforcement. Overall, the modeling approach proposed in this study is believed to be a significant improvement, towards realistic consideration of bond slip deformations and anchorage failures on the seismic response and performance of reinforced concrete structures.
Benzer Tezler
- Nonlinear finite element modeling of reinforced concrete columns
Betonarme kolonların doğrusal olmayan davranışlarının sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi
YAĞIZ ERÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUTAY ORAKÇAL
- Seismic behavior and modeling of reinforced concrete building columns
Başlık çevirisi yok
HALİL SEZEN
Doktora
İngilizce
2002
Çevre MühendisliğiUniversity of California Berkeleyİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. JACK P. MOEHLE
- Collapse risk estimation of reinforced concrete buildings
Betonarme binaların yıkılma riskinin tahmin edilmesi
TAMER İZZET BEYAZOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Deprem MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ŞAFAK
- Betonarme binaların deprem etkileri altındaki davranışına dolgu duvarların etkisinin incelenmesi
Effects of infill walls on seismic behaviour of reinforced concrete buildings
RIDVAN DAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKAİ CELEP
- Kolon-kiriş birleşimleri yetersiz detaylandırılmış betonarme binalarda şekil değiştirme esaslı performans limitlerinin araştırılması
Investigation of strain-based performance limits in reinforced concrete buildings with inadequately detailed beam-column joints
FARUK POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SADIK CAN GİRGİN