Nonlınear fınıte element modelıng of reınforced concrete structural walls
Betonarme perde duvarların doğrusal olmayan sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi
- Tez No: 587955
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KUTAY ORAKÇAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 210
Özet
Bu tezde, eğilme ve kayma kontrollü eylem gösteren betonarme perde duvarların çevrimsel yükleme koşulları altında davranış modellemesi için Sabit Payanda Açılı Sonlu Elemanlar (FSAFE) metodu olarak adlandırılan görece basit bir sonlu eleman yöntemi önerilmektedir. Analitik modeli oluşturan panel elemanlarının davranışı için sabit çatlak yönlü modelleme yaklaşımı benimsenmiştir. Panel model formülasyonu, çatlaklarda agrega kenetlenmesi ve donatıda kama etkisi mekanizmaları basit davranış modelleriyle temsil edilerek geliştirilmiştir. Analitik model öncelikli olarak farklı davranış karakteristiklerine sahip eğilme kontrollü davranış gösteren görece narin (kesme açıklığı 2.3 ile 3.0 arasında) dikdörtgen ve T-şeklinde kesitli ve kesme-eğilme etkileşimi gösteren orta narinlikte (kesme açıklığı 1.5 ile 2.0 arasında) perde duvar numunelerinin deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonrasında, baskın olarak kesme etkileri altında davranış gösteren perde duvarların daha kapsamlı bir biçimde modellemesine yönelik olarak FSAFE model formülasyonu üzerinde geliştirmeler yapılmış, bu kapsamda agrega kenetlenmesi ve kama etkisini temsil eden davranış modellerinin çevrimsel çalışma prensipleri, çevrimsel azalma bağıntıları da dikkate alınarak iyileştirilmiştir. Model formülasyonu ayrıca duvar temelinde gözlemlenen gerinim penetrasyonu etkisini dikkate almak ve şekil değiştirme lokalizasyonu etkilerini en aza indirmek için geliştirilmiştir. Geliştirilen analitik model birçok karakteristik özelliği kapsayan kesme baskın davranış gösteren betonarme bodur (kesme açıklığı 0.44 ile 1.15 arasında) perde duvar deneyleri ile doğrulanmıştır. Bu tez çalışması kapsamında geliştirilmiş olan FSAFE modelinin, betonarme perde duvarlar içeren yapılar için performansa dayalı tasarım ve değerlendirilmesi yöntemlerinin geliştirilmesi kapsamında, perdelerin doğrusal olmayan davranışlarının modellenmesi amacıyla kullanılabilecek görece basit ancak güvenilir ve doğruluk payı yüksek bir modelleme yaklaşımı olduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
A relatively simple finite element modeling approach–referred to as the Fixed-Strut-Angle Finite Element (FSAFE) Model–is proposed in this thesis for simulating the hysteretic lateral load behavior of reinforced concrete (RC) structural walls with both flexural and shear controlled responses. The behavioral characteristics of the constitutive panel elements incorporated in the model formulation are based on a fixed-crack-angle modeling methodology. Improvements are made on the constitutive panel model formulation, with the implementation of simple behavioral models for shear-aggregate-interlock in concrete and dowel action on reinforcing bars. Model response predictions were first compared with experimentally-measured global and local responses of wall specimens with varying behavioral characteristics; including relatively slender (shear span-to-depth ratios between 2.3 and 3.0) flexure-controlled walls with rectangular and T-shaped cross-sections, as well as medium-rise walls (shear span-to-depth ratios between 1.5 and 2.0) with coupled shear-flexural responses. The FSAFE model formulation was further refined for improved simulation of walls with shear-controlled responses, with modifications made on the hysteresis rules of the shear aggregate interlock and dowel action models, as well as by incorporating cyclic degradation parameters in their constitutive formulation. The FSAFE model formulation was also modified for consideration of strain penetration effect within the wall foundation, and for limiting the strain localization effect. The improved model was validated against tests on RC squat wall specimens (shear span-to-depth ratios between 0.44 and 1.15) with shear-dominant responses, incorporating a variety of behavioral characteristics at global and local response levels. The proposed FSAFE model is shown to be a relatively simple yet accurate and reliable modeling approach for simulating nonlinear wall behavior, which can be used towards improvement of performance-based seismic design and assessment of methods for building structures incorporating RC walls.
Benzer Tezler
- Finite element modeling of reinforced concrete structural walls
Betonarme perde duvarların sonlu elemenlar ile modellemesi
MUHAMMET FETHİ GÜLLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. KUTAY ORAKÇAL
- Nonlinear response modeling of low-rise structural walls
Bodur perde duvarların doğrusal olmayan davranışlarının modellenmesi
SİMON KARABULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUTAY ORAKÇAL
- Modeling of coupled nonlinear shear and flexural responses in medium-rise RC walls
Doğrusal olmayan eğilme ve kayma davranışı gösteren orta yükseklikteki duvarların analitik modellenmesi
BURAK HOROZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUTAY ORAKÇAL
- Finite element modeling of nonrectangular reinforced concrete structural walls
Dikdörtgen kesitli olmayan betonarme perde duvarların sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi
NİHAN BİLGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUTAY ORAKÇAL
- Validated finite element modeling based parametric study for reinforced concrete shear walls
Betonarme perde duvarların doğrulanmış sonlu eleman modellemesine dayalı parametrik çalışma
DUYGU DAMLA KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik BilimleriGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET EREN GÜLŞAN