Geri Dön

Damage mitigation strategies for non-structural infill walls

Yapısal olmayan dolgu duvarlar için hasar azaltma stratejileri

PDF İndir

  1. Tez No: 770207
  2. Yazar: ALİ ŞAHİN TAŞLIGEDİK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. STEFANO PAMPANIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: University of Canterbury
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 304

Özet

Çoğu dizayn kodunda, dolgu duvarlar yapısal olmayan elemanlar olarak göz önüne alınır ve bunun sonucu olarak tasarım sürecinde ihmal edilir. Ciddi depremler (Düzce 1999, L'Aquila 2009, Christchurch 2011) sonrası yapılan gözlemler göstermiştir ki dolgu duvarlar yapısal olmayan elemanlar olarak göz önüne alınmasına rağmen, depremler sırasında yapısal sistem ile etkileşirler. Ağır dolgu duvarlar göz önüne alındığında (tuğla dolgu duvarlar gibi), yapının tüm davranışı bu etkileşimden etkilenebilir (lokal ya da yumuşak kat mekanizması gibi global yapısal hasarlar). Hafif dolgu duvarlar göz önüne alındığında (yapısal olmayan alçıpan duvarlar gibi), bu etkileşim kayda değer ekonomik kayıplara neden olabilir. Yapısal sistem ve yapısal olmayan dolgu duvarlarının etkileşimini dizayn aşamasında göz önüne almak, dolgu duvarlarının karmaşık davranışı nedeni ile pratik bir yaklaşım olmayabilir. Sonuç olarak, raporlanmış olan bu araştırmanın amacı deprem etkilerine karşı az hasar alabilecek yapısal olmayan duvar sistemlerinin yenilikçi ve alternatif yaklaşımlar kullanılarak geliştirilmesidir. Yapısal olmayan hafif (çelik ya da ahşap çerçeveli alçıpan duvarlar) ve ağır (donatısız tuğla) dolgu duvar sistemleri, deneysel ve numerik bir araştırma programı ile çalışılmıştır. Yarı statik ters döngüsel testler özellikle tasarlanmış tam ölçekli tekrar kullanılabilir bir betonarme çerçeve kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kullanılan bu çerçevede, iki betonarme kiriş ve iki betonarme kolon, iki adet yüksek dayanımlı tendon (ya da çubuk) kullanılarak bağsız ve art germeli olarak bir araya getirilmiştir. Bu yapısal sistem eklemli sünek çerçeve sistemlerine benzerdir (PRESSS teknolojisi). Bu çerçevenin kolon-kiriş birleşim bölgelerinin yüzeylerinin açılıp kapanması ile oluşan salınım hareketi nedeni ile bu çerçeve tipik bir az hasarlı yapı çözümüdür. Birleşimlerde kullanılan art germe, yapıdan beklenen lineer elastik davranışını sağlar. Bu nedenlerden dolayı söz konusu çerçevenin sadece içine inşa edilmiş dolgu duvarının değiştirilmesi sureti ile uygulanacak bütün testlerde tekrar kullanılabilirlik özelliği vardır. Elde edilen lineer elastik davranışlı çerçeve sistemi sayesinde dolgu duvarların kesin davranışı elde edilen global sonuçlardan çıkarılabilir. Diğer bir deyiş ile, elde edilen global test sonuçlarını etkileyen tek parametre içerisindeki dolgu duvar sistemidir. Test örneklerinde ilk aşamada kullanılmakta olan yapısal olmayan dolgu duvar inşaat yöntemleri uygulanmıştır. Bu testlerden elde edilen davranışlar ışığında, değiştirilmiş az hasarlı duvar inşaat yöntemleri önerilip, test edilmiştir. Toplamda yedi test yapılmıştır: 1) Sadece çerçeve sistemi, beklenen lineer elastik davranışın teyidi amacı ile yapılmıştır. 2) Kullanılmakta olan çelik çerçeveli alçıpan duvar sistemi örneği FIF1-STFD (Hafif) 3) Kullanılmakta olan ahşap çerçeveli alçıpan duvar sistemi örneği FIF2-TBFD (Hafıf) 4) Kullanılmakta olan donatısız tuğla dolgu duvar sistemi örneği FIF3-UCBI (Ağır) 5) Az hasar alabilen çelik çerçeveli alçıpan duvar sistemi örneği MIF1-STFD (Hafif) 6) Az hasar alabilen ahşap çerçeveli alçıpan duvar sistemi örneği MIF2-TBFD (Hafif) 7) Az hasar alabilen donatısız tuğla dolgu duvar sistemi örneği MIF5-UCBI (Ağır), Kullanılmakta olan hafif ve ağır dolgu duvar inşaat yöntemlerinin testleri göstermiştir ki bu duvar sistemleri, düşük bir katlar arası sürüklenme servis kolaylık limit değerine sahiptir (0.2%-0.3%). Yapılan gözlemlere dayanarak basit değişiklikler ve detaylandırmalar, az hasarlı deney elemanları elde etmek üzere önerilmiştir. Az hasarlı elemanların testlerinde kullanılan bu detaylar, deprem hasarlarını azaltmada etkili bir biçimde çalıştıklarını, hasar alınan servis sürüklenme kolaylık limit değerini artırmak sureti ile ispat etmiştir. Hafif olan alçıpan duvarlar için önerilen detaylandırmalar, ekstra bir malzeme ve işgücü masrafı yaratmadan kolaylıkla uygulamada inşa edilebilir niteliktedir. Donatısız tuğla dolgu duvarlar için dolgu duvar panel bölgesini bağımsız alt dolgu duvar panel bölgelerine bölen hafif bir çelik alt çerçeve sistemi önerilmiştir ki bu biraz ekstra iş gücü ve masraf yaratmaktadır. Ancak önerilen her iki duvar sistemi de yapıya etki edecek deprem etkilerini göze alarak kontrollü bir şekilde önerilen detaylandırmalar ile tasarlanabilir. Geliştirilmiş olan detaylandırmaların performansları numerik örnek olay analizleri ile de Ruaumoko 2D programı ile Yeni Zelanda standartlarına göre tasarlanmış betonarme bir bina modeli kullanılarak teyit edilmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki önerilen az hasarlı duvar sistemlerinin kullanımı binalarda olası olacak yapısal olmayan dolgu duvar hasarlarını önemli ölçüde azaltacak niteliktedir.

Özet (Çeviri)

In most design codes, infill walls are considered as non-structural elements and thus are typically neglected in the design process. The observations made after major earthquakes (Duzce 1999, L'Aquila 2009, Christchurch 2011) have shown that even though infill walls are considered to be non-structural elements, they interact with the structural system during seismic actions. In the case of heavy infill walls (i.e. clay brick infill walls), the whole behaviour of the structure may be affected by this interaction (i.e. local or global structural failures such as soft storey mechanism). In the case of light infill walls (i.e. non-structural drywalls), this may cause significant economical losses. To consider the interaction of the structural system with the 'non-structural 'infill walls at design stage may not be a practical approach due to the complexity of the infill wall behaviour. Therefore, the purpose of the reported research is to develop innovative technological solutions and design recommendations for low damage non-structural wall systems for seismic actions by making use of alternative approaches. Light (steel/timber framed drywalls) and heavy (unreinforced clay brick) non-structural infill wall systems were studied by following an experimental/numerical research programme. Quasi-static reverse cyclic tests were carried out by utilizing a specially designed full scale reinforced concrete frame, which can be used as a re-usable bare frame. In this frame, two RC beams and two RC columns were connected by two un-bonded post tensioning bars, emulating a jointed ductile frame system (PRESSS technology). Due to the rocking behaviour at the beam-column joint interfaces, this frame was typically a low damage structural solution, with the post-tensioning guaranteeing a linear elastic behaviour. Therefore, this frame could be repeatedly used in all of the tests carried out by changing only the infill walls within this frame. Due to the linear elastic behaviour of this structural bare frame, it was possible to extract the exact behaviour of the infill walls from the global results. In other words, the only parameter that affected the global results was given by the infill walls. For the test specimens, the existing practice of construction (as built) for both light and heavy non-structural walls was implemented. In the light of the observations taken during these tests, modified low damage construction practices were proposed and tested. In total, seven tests were carried out: 1) Bare frame , in order to confirm its linear elastic behaviour. 2) As built steel framed drywall specimen FIF1-STFD (Light) 3) As built timber framed drywall specimen FIF2-TBFD (Light) 4) As built unreinforced clay brick infill wall specimen FIF3-UCBI (Heavy) 5) Low damage steel framed drywall specimen MIF1-STFD (Light) 6) Low damage timber framed drywall specimen MIF2-TBFD (Light) 7) Low damage unreinforced clay brick infill wall specimen MIF5-UCBI (Heavy) The tests of the as built practices showed that both drywalls and unreinforced clay brick infill walls have a low serviceability inter-storey drift limit (0.2-0.3%). Based on the observations, simple modifications and details were proposed for the low damage specimens. The details proved to be working effectively in lowering the damage and increasing the serviceability drift limits. For drywalls, the proposed low damage solutions do not introduce additional cost, material or labour and they are easily applicable in real buildings. For unreinforced clay brick infill walls, a light steel sub-frame system was suggested that divides the infill panel zone into smaller individual panels, which requires additional labour and some cost. However, both systems can be engineered for seismic actions and their behaviour can be controlled by implementing the proposed details. The performance of the developed details were also confirmed by the numerical case study analyses carried out using Ruaumoko 2D on a reinforced concrete building model designed according to the NZ codes/standards. The results have confirmed that the implementation of the proposed low damage solutions is expected to significantly reduce the non-structural infill wall damage throughout a building.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    879933

    A3 türü düzensizliğine sahip yapılarda yerel zemin sınıfının yapıasal davranışı üzerindeki etkisi

    The effect of local soil class on structural behavior in buildings with A3 type irregularity

    EMİR DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMET ZEKİ ÖZYURT

  2. Tez No

    871986

    Rüzgâr türbini kanatlarındaki buzlanmanın türbin yüklerine etkisinin incelenmesi

    Wind turbine load analysis of blade icing condition

    CEM ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEYNEP PARLAR

  3. Tez No

    841585

    Deprem sırasında yapısal olmayan elemanların neden olduğu risk ve tehlikeler için proje risk değerlendirmesi dereceli puanlama anahtarının oluşturulması

    Creating project risk assessment rubric for risks and hazards caused by non-structural elements during earthquake

    İREM ÖZPINAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU

    DOÇ. DR. ŞEBNEM ERTAŞ BEŞİR

  4. Tez No

    854199

    Strategies for seismic risk mitigation by considering economic criteria on a regional basis

    Bölge bazında ekonomik kriterler göz önünde tutularak deprem risklerinin azaltılmasına yönelik stratejiler

    HASAN HÜSEYİN AYDOĞDU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER İLKİ

  5. Tez No

    573940

    Sel risk yönetimi kavramının değişen çerçevesi ve mekansal planlama ile ilişkisinin incelenmesi: Edirne örneği

    Assessment of the changing framework of the flood risk management approach and its relation with spatial planning: Edirne case study

    EDA MUTLUAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AZİME TEZER

Geri Dön