Seismic behavior of an ordinary rc structure exposed to corrosion
Korozyona uğramış betonarme yapının sismik davranışı
- Tez No: 537472
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN FARUK KARADOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Işık Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Bu çalışmada, beton birleşiminde deniz kumu bulunan ve 15 yıl boyunca açık hava koşullarına maruz bırakıldığı için bir miktar doğal korozyona uğramış nervürsüz yumuşak donatı bulunduran yaklaşık ½ ölçekli betonarme çerçevenin sabit eksenel yük ve tersinir yatay yükler altındaki davranışı deneysel ve analitik olarak incelenmiştir. Bu numune Türkiye'de ilgili yönetmeliklere uygun olmayarak yapılan deprem güvenliği yetersiz yapı stoğunu temsil etmektedir. Kuramsal inceleme plastikleşmenin yayılı ve yığılı olduğu durumları gözönüne alan iki farklı program ile gerçekleştirilmiş ve malzeme mekanik özellikleri, çerçeveden elde edilen karot ve donatı numunelerinin sırasıyla basınç ve çekme deneylerine tabi tutulmasıyla elde edilmiştir. 15 yıl önce denenmiş, daha düşük dayanımlı, ilgili çerçeve ile birebir aynı özelliklere sahip ve aynı deney prosedüründen geçmiş bir çerçevenin deprem yükleri altındaki davranışı referans alınarak karşılaştırılmalar yapılmıştır. Korozyona uğramış çerçevenin deneysel sonuçları, şekil değiştirmenin yayılı olduğu varsayımıyla zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz ve şekil değiştirmenin yığılı olduğu varsayımıyla yatay itme analizi sonuçları ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bununla birlikte, bir güçlendirme tekniği olan betonarme mantolama yönteminin kolonlara uygulanması kabulünün, ilgili çerçevenin deprem davranışı üzerindeki etkileri, yatay itme analizi ile kuramsal olarak incelenerek, farklı varsayımlar için kapasite eğrileri elde edilmiş karşılaştırmalar yapılmıştır. Güçlendirme amacıyla yapılan kabullerin kesit sünekliliğine etkisi de karşılaştırmalarla belirtilmiştir. Ayrıca mevcut çerçeve için belirli kesitlerde korozyon miktarının değişmesi ve bu durumun çerçevenin yatay yük taşıma kapasitesine olan etkisi parametrik olarak incelenmiştir. Deney %3 öteleme oranında sonlandırılmış, kolonların uç kısımlarında, kesme ve eğilme çatlakları gözlemlenmiştir. Zayıf kolon güçlü kiriş durumunun oluştuğu ve yapı elemanlarının yatay yük taşıma kapasitelerini aşarak plastikleştiği görülmüştür. Ayrıca, analitik çalışma ile yapının yatay yükler altındaki davranışına, plastikleşmenin yığılı olduğu varsayımıyla daha yakın bir sonuç elde edilmiştir. Bununla birlikte, betonarme mantolama tekniğinin kuramsal olarak uygulanması ile plastik mafsalların yatay yükler altında, kiriş uçlarında oluşmaya başlaması durumu, Deprem Yönetmeliği'nin önerisi olan güçlü kolon zayıf kiriş prensibine uygundur. Deneysel ve kuramsal çalışmalar sonucunda bir miktar korozyona uğramış ve daha yüksek beton dayanımıma sahip çerçevenin, deprem yükleri altındaki davranışının 9 yıl önce test edilmiş ve korozyona uğramamış bir çerçeveyle karşılaştırılması sonucunda yatay yük taşıma kapasitesinin ve sönümlenen enerji miktarının daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca, güçlendirme işleminin yapının sünekliliğini ve dayanımını önemli ölçüde arttırdığı ve bu yöntemin yapıların depreme karşı güçlendirilmesinde etkili ve uygun bir teknik olacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis, seismic behavior of a 15 years old, approximately ½ scale, one storey, one bay frame which has concrete made of sea sand, mild reinforcing steel, and which was exposed to outdoor conditions for 15 years that resulted in a certain amount of corrosion of reinforcement, subjected to constant axial load and displacement reversals was examined analytically and experimentally. This frame represents the building stock with insufficient seismic details in Turkey which is built without conforming the existing design codes. Analytical part of the study consists of two approaches; distributed plasticity approach and concentrated plasticity approach. Parameters such as unit deformation and strength of materials were obtained by the axial tension and compression tests for the steel and concrete, respectively. A reference frame having same dimensions and characteristics with the corroded frame except for compressive strength of concrete, was tested 9 years ago with the same experimental procedure also takes a part of this study for comparisons. Experimental results of corroded frame were compared with analytical results which are obtained by nonlinear static time history analysis and pushover analysis. Besides, a retrofitting technique that is RC jacketing is assumed to be applied on the columns of the frame and influence of this technique on the seismic behavior of the frame was examined for several assumptions with static pushover analysis and the obtaining the capacity curves for each assumption, comparisons were done. Moreover, a parametric study which involves the increase in the amount of corrosion of the specimen tested, was performed to have the insight about the effect of diameter loss of reinforcement due to corrosion on the lateral load carrying capacity and deformation capacity of the structure. The experiment was ended at %3 drift ratio and bending and shear cracks were observed at the ends of columns. Structure elements underwent excessive loading which is beyond their load carrying capacity and had plastic deformation at the column ends which refers to strong beam weak column analogy. Furthermore, implementation of RC jacketing as a retrofitting technique analytically, led the plastic deformation to occur at the beam ends instead of column top end which complies with the proposal of TEC known as strong column-weak beam situation. According to the experimental and analytical studies, seismic behavior of the frame which is presented by capacity curve is modeled better with concentrated plasticity approach. Secondly, load carrying capacity, energy dissipation, cumulative energy dissipation of recently tested frame is higher than the reference frame which has lower compressive strength of concrete. Also, when comparing capacity curves,the frame has quite similar behavior when the concrete is 32 days old. Furthermore increasing corrosion rates of column reinforcements leads lower lateral load carrying capacity and ductility under lateral loading. As it is expected, it was observed that retrofitting of the columns by RC thin jacketing like 4-6 cm thickness is an effective and useful method to increase sectional and hence the displacement ductility and the lateral strength of the frame. Self-leveling and self-compact special concrete can be used for those thin jackets.
Benzer Tezler
- Mevcut betonarme okul binalarında güçlendirme perdelerinin etkinliğinin doğrusal olmayan dinamik analiz ile irdelenmesi
Investigation of the rc infill wall effectiveness in the rehabilitation of existing rc school buildings employing nonlinear dynamic analyses
ORKUN GÖRGÜLÜ
Doktora
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN AKGÜL
- Betonarme çerçevelerin özel köşe çaprazları ile güçlendirilmesi
Retrofitting reinforced concrete frames by special knee braces
KIVANÇ TAŞKIN
Doktora
Türkçe
2011
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. FARUK KARADOĞAN
PROF. DR. NESRİN YARDIMCI
- İçi beton dolu çift cidarlı çelik tüplerin (CFDST) eksenel basınç altında deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of concrete filled double skin steel tubes (CFDSTs) under axial compression
BERİKA CEREN CİHAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Resilient design of CLT buildings against fire and earthquake
Çok katlı CLT binaların yangın ve depreme karşı direnç esaslı tasarımı
ÖMER ASIM ŞİŞMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER TUĞRUL TURAN
PROF. DR. ARIO CECCOTTI
- Improvement of seismic behavior of soft clay foundations under embankments by geosynthetic encased columns: An experimental and numerical approach
Geosentetik donatılı taş kolonlar ile yumuşak temel üzerine inşa edilen toprak seddelerin sismik davranışının iyileştirilmesi ile ilgili deneysel ve nümerik bir çalışma
CİHAN CENGİZ
Doktora
İngilizce
2018
Deprem MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAZLI EROL GÜLER