Rc/composite wall-steel frame hybrid buildings with connections and system behavior
Betonarme/kompozit perde duvar-çelik çerçeve hibrit binaların bağlantı ve sistem davranışı
- Tez No: 709963
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHRAM M. SHAHROOZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Cincinnati
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 638
Özet
Bu tezin temel amaçları şunlardır: sabit kesme ve döngüsel çekme kuvvetleri altında outrigger kirişi-perde duvar bağlantılarının gerçek dayanım ve göçme modlarını incelemek; bu tür bağlantılarda kuvvet aktarım mekanizmaları hakkında temel bir anlayış geliştirmek; kat döşemelerinin bu tür bağlantıların performans ve rijitlik özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak ve sünek kırılma modları için tasarım kriterleri belirlemektir. Bu hedeflere ulaşmak için bütünleşik bir deneysel ve analitik çalışma yürütülmüştür. Bu araştırma çalışması, merkezi bir çekirdek ve çelik kirişlerden teşkil edilmiş çevre çerçeveli 15 katlı bir prototip binayı içermektedir. Yapısal tasarım modelinde kat döşemelerinin rijit döşemeler olduğu varsayılmıştır. Deneysel çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir: (1) toplam yedi numune test edilmiş ve outrigger çelik kirişi betonarme elamana bağlayan kayma elemanlarının sökülerek gelmesi nedeniyle hasara uğrayan beş numunenin elde edilen deney sonuçlarına dayalı olarak bir tasarım modeli geliştirilmiştir. Çelik kiriş bağlantı etrafında yer alan perde duvar uç bölgesindeki sargılı betondan dolayı kalan numunelerden biri kaynak kopması nedeniyle başarısız olmuştur. Son numune için ise yeni bir tasarım metodolojisi geliştirilmiştir. Bu tasarım metodolojisi outrigger çelik kiriş ve betonarme perde duvar arasındaki bağlantıda yer alan yükleme enerjisinin, kayma elemanlarının tümden sökülerek kopması yerine bağlantıyı sağlayan çelik plakada önce akma ve nihai kırılma yoluyla sönümlenmesine izin vermiştir. İkinci aşamada, birinci aşamada geliştirilen tasarım modelini doğrulamak için iki büyük ölçekli perde duvar numunesi test edilmiştir. Her perde duvarın iki outrigger çelik kiriş ve perde duvar bağlantısı oluşturulmuştur: bu bağlantılardan biri beklenen plastik mafsallaşmanın oluşacağı bölgede, diğeri ise orta derecede çatlakların beklendiği bölgede yer almıştır. Her perde duvar iki adımda test edilmiştir. İlk olarak, perde duvarlar ve bağlantıları eş zamanlı olarak yüklenmiştir: temelden daha uzakta olan ilk perde duvar bağlantısı %2,5 öteleme oranına sahip iken diğeri ise %0,5 öteleme oranına sahip olacak şekilde gerekli yüklemeler yapılmıştır. Ardından, her bağlantı toptan göçme ya da hasara uğrayıncaya kadar ayrı ayrı test edilmiştir. Analitik aşamada, kat döşemelerinin fleksibilitesi (esnekliği) iki adımda değerlendirilmiştir: (1) Fleksibil döşemeler üzerinde binaya ait toplam kat sayılarının ve kat düğüm noktalarının etkilerini incelemek için bir analiz paketi tarafından parametrik çalışmalar yürütülmüştür; (2) birinci adımın sonuçlarını doğrulamak için bir matematiksel model geliştirilmiştir. Bu matematiksel model, kat döşemelerinin rijit davranış sergilemesi için gereken minimum kat sayısını belirlemeye yönelik oldukça güvenilir bir sonuç ortaya çıkarmıştır.
Özet (Çeviri)
The main objectives of this dissertation are: to study the actual strength and failure modes of outrigger beam-wall connections under constant shear and cyclic tensile forces; to develop a basic understanding of force transfer mechanisms in such connections; to investigate the influence of floor diaphragms on the performance and stiffness characteristics of such connections; and to develop design criteria for ductile failure modes. To achieve these objectives, a coordinated experimental and analytical study was performed. The research involved a 15-story prototype structure with a central core and steel perimeter frame. The floor diaphragm was assumed to be rigid in the design model. The experimental study was conducted in two phases: (1) seven specimens were tested, and a design model was developed based on the measured responses of the five specimens that failed due to stud pullout. Because of the wall boundary element around its connection, one of the remaining specimens failed due to weld fracture. A new design methodology was used for the last specimen. This design methodology allowed the input energy in the connection to dissipate through the yielding and eventual fracture of the shear tab, rather than the pullout of headed studs. In phase two, two large-scale wall specimens were tested to verify the design model developed in phase one. Each wall had two outrigger beam-wall connections: one located in the expected plastic hinge region, and the other located in the region where moderate cracking was expected. Each wall was tested in two steps. First, the walls and their connections were simultaneously loaded: one wall to the drift ratio of 2.5%, and the other to the drift ratio of 0.5%. Then, each connection was tested separately until failure. In the analytical phase, the flexibility of the floor diaphragm was evaluated in two steps: (1) parametric studies were conducted by an analysis package to examine the number of floors and floor nodes in flexible diaphragms; (2) a mathematical model was developed to verify the results of step one. This mathematical model was a conservative technique to identify the minimum number of floors required for a diaphragm to be rigid.
Benzer Tezler
- Mevcut betonarme binaların burkulması önlenmiş çaprazlar (BÖÇ) ile davranış kontrollü güçlendirilmesi
Response control retrofit of existing RC buildings using buckling restrained braces (BRB)
AHMET BAL
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- 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
- Betonarme binaların enerji sönümleyici yastıklarla bağlı önüretim perdelerle dışarıdan güçlendirilmesi
Strengthening of rc structures with external energy dissipating rc walls
SELÇUK ZENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İHSAN ENGİN BAL
- Kiriş-kolon birleşim bölgelerinin ileri teknoloji malzemelerle güçlendirilmesi
Beam-column joints retrofitted with advanced technological materials
SİNAN MURAT CANSUNAR
Doktora
Türkçe
2023
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Yapı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER
- Cam lifleri ile güçlendirilmiş alçı (CLGA) panellerden oluşan yarı-prefabrike yapısal bileşenlerin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of semi-prefabricated structural components made of glass fiber reinforced gypsum (GFRG) panels
BEYZA KAPUCU GÜZELBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK