Betonarme yapı elemanlarında sonlu eleman yönteminin uygulamaları
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 75073
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEKAİ CELEP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yapı Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 206
Özet
BETONARME YAPI ELEMANLARINDA SONLU ELEMAN YÖNTEMİNİN UYGULAMALARI ÖZET Bu tez çalışması iki ana bölümden meydana gelmektedir. İlk bölümde sonlu elemanların betonarmedeki uygulamasını esas alan çalışmalar, düzlem gerilme ve plak çözümleri başlıkları altoda verilmiştir. Bunun yanısıra düzlem gerilme durumu esas alınarak ve betonun doğrusal olmayan davranışım temsil eden bir malzeme modeli kullanılarak, donatı, aderans olayı ve yük artımı sonucu çatlakların oluşumu ve modellenmesi dikkate alınmış ve bu durumlar için yaygın olarak kullanılan sonlu eleman teknikleri ayrı bölümler halinde incelenmiştir. Betonarme yapıların sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesinde yapılan bazı kabullerin sonuçlara olan etkisinin araştırılması amacıyla betonarme kiriş ve yüksek kiriş örnekleri düzlem gerilme durumundaki davranışları incelenerek bu kabullerin sonuçlara olan etkileri irdelenmiştir. Betonun doğrusal davranış bölgesi sınırı, betonun çekme-çekme bölgesi davranışı ve donatının sonlu eleman modellenmesinde yapılan baza kabullerin sonuçlara olan etkisi değişik yapı elemanlarında incelenerek meydana gelen çatlak şekilleri ile birlikte verilmiştir. İkinci bölümde betonarme plaklar dikkate alınmıştır. Tabakalı yaklaşım olarak bilinen ve plağı düzlem gerilme durumundaki levhaların üst üste birleştirilmesi olarak kabul eden çözüm yöntemi kullanılarak ayrıca donatının sonlu eleman üzerinde yayılı ve donatı ile beton arasında tam aderans olduğu kabulleri çerçevesinde betonarme plakların doğrusal olmayan davranışları sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Her tabakadaki malzeme matrisinin hesaplanması için dikkate alman tabakadaki ortalama gerilme ve her Gauss noktasında hesaplanan malzeme matrisi kullanılarak yapılan çözümler karşılaştırılmış ve oluşan çatlak şekilleri her tabaka ve her Gauss noktası dikkate alınarak verilmiştir.
Özet (Çeviri)
FINITE ELEMENT APPLICATIONS ON REINFORCED CONCRETE STRUCTURES SUMMARY The behavior of reinforced concrete member under external loads has been the subject of intensive investigations. Due to the sophistication related to the behavior of concrete as well as that of steel, design methods used today base mainly on the governing equations updated according to the results of experimental data. A typical example of this is the interaction between various actions, such as bending moment and torsional moment or shearing force. In several codes which regulate design of reinforced concrete structures, equations obtained from the experimental results of the interaction can be found. These type of approaches have been necessary because the behavior of reinforced concrete elements is very complex and depends on various parameters which are very difficult to grasp. However, the finite element method offers a powerful and general method which enables designer to consider various parameters many of which had been up to now beyond the reach of analytical investigations in determining the behavior of reinforced concrete element. However, for the application of the method, various assumptions have been made for the behavior of concrete and steel and their interaction as well as for the failure of these two materials. For more realistic determination of these assumptions, the need for experimental research continues mainly for two reasons. On one hand experimental research helps to refine the mathematical models of both materials and their interactions, on the other hand it is of prime importance to compare the test results with the numerical results for assessing the assumptions done in the numerical analysis. The presented thesis deals with the finite element analysis of two-dimensional reinforced elements subjected to plain stress state. In the derivation of the governing equations special attention is paid on the nonlinear behavior of concrete under various stress conditions. Concrete subjected to a general two-dimensional stress state is transformed to the state where the principal stresses appear. Because beams and plates are approximated as being in a state of plane stress, in modeling of these structural elements, test results of concrete under biaxial states are used. Figure 1 illustrates a typical biaxial strength envelop for concrete subjected to biaxial loading. Under biaxial tension (tension-tension region) concrete exhibits constant tensile strength which can be comparable with the strength obtained under uniaxial tension. However, under biaxial compression (compression-compression region), concrete shows an increased strength up to about 25% of the uniaxial compressive strength. When both compressive stresses are equal to each other the increase is only about 15%. In formulation failure criteria, it is common to useBETONARME YAPI ELEMANLARINDA SONLU ELEMAN YÖNTEMİNİN UYGULAMALARI ÖZET Bu tez çalışması iki ana bölümden meydana gelmektedir. İlk bölümde sonlu elemanların betonarmedeki uygulamasını esas alan çalışmalar, düzlem gerilme ve plak çözümleri başlıkları altoda verilmiştir. Bunun yanısıra düzlem gerilme durumu esas alınarak ve betonun doğrusal olmayan davranışım temsil eden bir malzeme modeli kullanılarak, donatı, aderans olayı ve yük artımı sonucu çatlakların oluşumu ve modellenmesi dikkate alınmış ve bu durumlar için yaygın olarak kullanılan sonlu eleman teknikleri ayrı bölümler halinde incelenmiştir. Betonarme yapıların sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesinde yapılan bazı kabullerin sonuçlara olan etkisinin araştırılması amacıyla betonarme kiriş ve yüksek kiriş örnekleri düzlem gerilme durumundaki davranışları incelenerek bu kabullerin sonuçlara olan etkileri irdelenmiştir. Betonun doğrusal davranış bölgesi sınırı, betonun çekme-çekme bölgesi davranışı ve donatının sonlu eleman modellenmesinde yapılan baza kabullerin sonuçlara olan etkisi değişik yapı elemanlarında incelenerek meydana gelen çatlak şekilleri ile birlikte verilmiştir. İkinci bölümde betonarme plaklar dikkate alınmıştır. Tabakalı yaklaşım olarak bilinen ve plağı düzlem gerilme durumundaki levhaların üst üste birleştirilmesi olarak kabul eden çözüm yöntemi kullanılarak ayrıca donatının sonlu eleman üzerinde yayılı ve donatı ile beton arasında tam aderans olduğu kabulleri çerçevesinde betonarme plakların doğrusal olmayan davranışları sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Her tabakadaki malzeme matrisinin hesaplanması için dikkate alman tabakadaki ortalama gerilme ve her Gauss noktasında hesaplanan malzeme matrisi kullanılarak yapılan çözümler karşılaştırılmış ve oluşan çatlak şekilleri her tabaka ve her Gauss noktası dikkate alınarak verilmiştir.FINITE ELEMENT APPLICATIONS ON REINFORCED CONCRETE STRUCTURES SUMMARY The behavior of reinforced concrete member under external loads has been the subject of intensive investigations. Due to the sophistication related to the behavior of concrete as well as that of steel, design methods used today base mainly on the governing equations updated according to the results of experimental data. A typical example of this is the interaction between various actions, such as bending moment and torsional moment or shearing force. In several codes which regulate design of reinforced concrete structures, equations obtained from the experimental results of the interaction can be found. These type of approaches have been necessary because the behavior of reinforced concrete elements is very complex and depends on various parameters which are very difficult to grasp. However, the finite element method offers a powerful and general method which enables designer to consider various parameters many of which had been up to now beyond the reach of analytical investigations in determining the behavior of reinforced concrete element. However, for the application of the method, various assumptions have been made for the behavior of concrete and steel and their interaction as well as for the failure of these two materials. For more realistic determination of these assumptions, the need for experimental research continues mainly for two reasons. On one hand experimental research helps to refine the mathematical models of both materials and their interactions, on the other hand it is of prime importance to compare the test results with the numerical results for assessing the assumptions done in the numerical analysis. The presented thesis deals with the finite element analysis of two-dimensional reinforced elements subjected to plain stress state. In the derivation of the governing equations special attention is paid on the nonlinear behavior of concrete under various stress conditions. Concrete subjected to a general two-dimensional stress state is transformed to the state where the principal stresses appear. Because beams and plates are approximated as being in a state of plane stress, in modeling of these structural elements, test results of concrete under biaxial states are used. Figure 1 illustrates a typical biaxial strength envelop for concrete subjected to biaxial loading. Under biaxial tension (tension-tension region) concrete exhibits constant tensile strength which can be comparable with the strength obtained under uniaxial tension. However, under biaxial compression (compression-compression region), concrete shows an increased strength up to about 25% of the uniaxial compressive strength. When both compressive stresses are equal to each other the increase is only about 15%. In formulation failure criteria, it is common to useBETONARME YAPI ELEMANLARINDA SONLU ELEMAN YÖNTEMİNİN UYGULAMALARI ÖZET Bu tez çalışması iki ana bölümden meydana gelmektedir. İlk bölümde sonlu elemanların betonarmedeki uygulamasını esas alan çalışmalar, düzlem gerilme ve plak çözümleri başlıkları altoda verilmiştir. Bunun yanısıra düzlem gerilme durumu esas alınarak ve betonun doğrusal olmayan davranışım temsil eden bir malzeme modeli kullanılarak, donatı, aderans olayı ve yük artımı sonucu çatlakların oluşumu ve modellenmesi dikkate alınmış ve bu durumlar için yaygın olarak kullanılan sonlu eleman teknikleri ayrı bölümler halinde incelenmiştir. Betonarme yapıların sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesinde yapılan bazı kabullerin sonuçlara olan etkisinin araştırılması amacıyla betonarme kiriş ve yüksek kiriş örnekleri düzlem gerilme durumundaki davranışları incelenerek bu kabullerin sonuçlara olan etkileri irdelenmiştir. Betonun doğrusal davranış bölgesi sınırı, betonun çekme-çekme bölgesi davranışı ve donatının sonlu eleman modellenmesinde yapılan baza kabullerin sonuçlara olan etkisi değişik yapı elemanlarında incelenerek meydana gelen çatlak şekilleri ile birlikte verilmiştir. İkinci bölümde betonarme plaklar dikkate alınmıştır. Tabakalı yaklaşım olarak bilinen ve plağı düzlem gerilme durumundaki levhaların üst üste birleştirilmesi olarak kabul eden çözüm yöntemi kullanılarak ayrıca donatının sonlu eleman üzerinde yayılı ve donatı ile beton arasında tam aderans olduğu kabulleri çerçevesinde betonarme plakların doğrusal olmayan davranışları sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Her tabakadaki malzeme matrisinin hesaplanması için dikkate alman tabakadaki ortalama gerilme ve her Gauss noktasında hesaplanan malzeme matrisi kullanılarak yapılan çözümler karşılaştırılmış ve oluşan çatlak şekilleri her tabaka ve her Gauss noktası dikkate alınarak verilmiştir.FINITE ELEMENT APPLICATIONS ON REINFORCED CONCRETE STRUCTURES SUMMARY The behavior of reinforced concrete member under external loads has been the subject of intensive investigations. Due to the sophistication related to the behavior of concrete as well as that of steel, design methods used today base mainly on the governing equations updated according to the results of experimental data. A typical example of this is the interaction between various actions, such as bending moment and torsional moment or shearing force. In several codes which regulate design of reinforced concrete structures, equations obtained from the experimental results of the interaction can be found. These type of approaches have been necessary because the behavior of reinforced concrete elements is very complex and depends on various parameters which are very difficult to grasp. However, the finite element method offers a powerful and general method which enables designer to consider various parameters many of which had been up to now beyond the reach of analytical investigations in determining the behavior of reinforced concrete element. However, for the application of the method, various assumptions have been made for the behavior of concrete and steel and their interaction as well as for the failure of these two materials. For more realistic determination of these assumptions, the need for experimental research continues mainly for two reasons. On one hand experimental research helps to refine the mathematical models of both materials and their interactions, on the other hand it is of prime importance to compare the test results with the numerical results for assessing the assumptions done in the numerical analysis. The presented thesis deals with the finite element analysis of two-dimensional reinforced elements subjected to plain stress state. In the derivation of the governing equations special attention is paid on the nonlinear behavior of concrete under various stress conditions. Concrete subjected to a general two-dimensional stress state is transformed to the state where the principal stresses appear. Because beams and plates are approximated as being in a state of plane stress, in modeling of these structural elements, test results of concrete under biaxial states are used. Figure 1 illustrates a typical biaxial strength envelop for concrete subjected to biaxial loading. Under biaxial tension (tension-tension region) concrete exhibits constant tensile strength which can be comparable with the strength obtained under uniaxial tension. However, under biaxial compression (compression-compression region), concrete shows an increased strength up to about 25% of the uniaxial compressive strength. When both compressive stresses are equal to each other the increase is only about 15%. In formulation failure criteria, it is common to useBETONARME YAPI ELEMANLARINDA SONLU ELEMAN YÖNTEMİNİN UYGULAMALARI ÖZET Bu tez çalışması iki ana bölümden meydana gelmektedir. İlk bölümde sonlu elemanların betonarmedeki uygulamasını esas alan çalışmalar, düzlem gerilme ve plak çözümleri başlıkları altoda verilmiştir. Bunun yanısıra düzlem gerilme durumu esas alınarak ve betonun doğrusal olmayan davranışım temsil eden bir malzeme modeli kullanılarak, donatı, aderans olayı ve yük artımı sonucu çatlakların oluşumu ve modellenmesi dikkate alınmış ve bu durumlar için yaygın olarak kullanılan sonlu eleman teknikleri ayrı bölümler halinde incelenmiştir. Betonarme yapıların sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesinde yapılan bazı kabullerin sonuçlara olan etkisinin araştırılması amacıyla betonarme kiriş ve yüksek kiriş örnekleri düzlem gerilme durumundaki davranışları incelenerek bu kabullerin sonuçlara olan etkileri irdelenmiştir. Betonun doğrusal davranış bölgesi sınırı, betonun çekme-çekme bölgesi davranışı ve donatının sonlu eleman modellenmesinde yapılan baza kabullerin sonuçlara olan etkisi değişik yapı elemanlarında incelenerek meydana gelen çatlak şekilleri ile birlikte verilmiştir. İkinci bölümde betonarme plaklar dikkate alınmıştır. Tabakalı yaklaşım olarak bilinen ve plağı düzlem gerilme durumundaki levhaların üst üste birleştirilmesi olarak kabul eden çözüm yöntemi kullanılarak ayrıca donatının sonlu eleman üzerinde yayılı ve donatı ile beton arasında tam aderans olduğu kabulleri çerçevesinde betonarme plakların doğrusal olmayan davranışları sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Her tabakadaki malzeme matrisinin hesaplanması için dikkate alman tabakadaki ortalama gerilme ve her Gauss noktasında hesaplanan malzeme matrisi kullanılarak yapılan çözümler karşılaştırılmış ve oluşan çatlak şekilleri her tabaka ve her Gauss noktası dikkate alınarak verilmiştir.FINITE ELEMENT APPLICATIONS ON REINFORCED CONCRETE STRUCTURES SUMMARY The behavior of reinforced concrete member under external loads has been the subject of intensive investigations. Due to the sophistication related to the behavior of concrete as well as that of steel, design methods used today base mainly on the governing equations updated according to the results of experimental data. A typical example of this is the interaction between various actions, such as bending moment and torsional moment or shearing force. In several codes which regulate design of reinforced concrete structures, equations obtained from the experimental results of the interaction can be found. These type of approaches have been necessary because the behavior of reinforced concrete elements is very complex and depends on various parameters which are very difficult to grasp. However, the finite element method offers a powerful and general method which enables designer to consider various parameters many of which had been up to now beyond the reach of analytical investigations in determining the behavior of reinforced concrete element. However, for the application of the method, various assumptions have been made for the behavior of concrete and steel and their interaction as well as for the failure of these two materials. For more realistic determination of these assumptions, the need for experimental research continues mainly for two reasons. On one hand experimental research helps to refine the mathematical models of both materials and their interactions, on the other hand it is of prime importance to compare the test results with the numerical results for assessing the assumptions done in the numerical analysis. The presented thesis deals with the finite element analysis of two-dimensional reinforced elements subjected to plain stress state. In the derivation of the governing equations special attention is paid on the nonlinear behavior of concrete under various stress conditions. Concrete subjected to a general two-dimensional stress state is transformed to the state where the principal stresses appear. Because beams and plates are approximated as being in a state of plane stress, in modeling of these structural elements, test results of concrete under biaxial states are used. Figure 1 illustrates a typical biaxial strength envelop for concrete subjected to biaxial loading. Under biaxial tension (tension-tension region) concrete exhibits constant tensile strength which can be comparable with the strength obtained under uniaxial tension. However, under biaxial compression (compression-compression region), concrete shows an increased strength up to about 25% of the uniaxial compressive strength. When both compressive stresses are equal to each other the increase is only about 15%. In formulation failure criteria, it is common to use
Benzer Tezler
- Dikdörtgen betonarme depoların tasarımı
The design of rectangular concrete tanks
MECİT AÇIKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADİR GÜLER
- Quasi-static and dynamic analysis of viscoelastic plates
Viskoelastik plakların kuazi-statik ve dinamik analizi
GÜLÇİN TEKİN ÖZKAN
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİ KADIOĞLU
- The effect of coupling ratio on nonlinear behavior of coupled shear walls
Bağ kiriş katkı oranının boşluklu perdelerin doğrusal olmayan davranışına etkisi
AHMET EMRE TOPRAK
Doktora
İngilizce
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA GÜLTEN GÜLAY
YRD. DOÇ. DR. İHSAN ENGİN BAL
- Çok katlı perdeli sistemlerin yatay yüklere göre sonlu elemanlarla çözümü
Analysis of multi stored and shear walled structural systems under the effect of horizontal loads by using the finite element model
AYŞEGÜL KANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AHMET IŞIN SAYGUN
- Tünel kalıp sistemine göre tasarlanan perdeli yapılar ve perdeli yapıların farklı modelleme yöntemleriyle çözümlenmesi
R/C shear-walled structures designed according to tunnel form system and solution of shear-walled structures by different modeling methods
MAHİR CEM ÇELEBİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. GÜLTEN GÜLAY