Behaviour and modelling of reinforced concrete structures subjected to impact loads
Betonarme yapıların darbe yüklerine karşı davranışı ve modellenmesi
- Tez No: 779278
- Danışmanlar: PROF. DR. FRANK J VECCHIO
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Toronto
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 317
Özet
Betonarme yapıların deprem, patlama ve darbe gibi aşırı yüklere karşı analizi ve tasarımı birçok araştırmacı ve tasarımcının hedefi olmuştur. Son zamanlarda dünyada artan terör tehdidi seviyeleri sonucunda, darbe yüklerine karşı bina tasarımına olan talep artmıştır. Betonarme yapıların darbe yükleri altındaki davranışının anlaşılması ve bu davranışı tahmin eden yöntemlerin geliştirilmesi için bugüne kadar çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bununla birlikte, yüksek dinamik koşullar altında kesme davranışının tam olarak anlaşılamaması, darbe yüklerine maruz kaldığında betonarme yapıların davranışına yüksek kesme mekanizmaları hâkim olabileceğinden, darbe davranışının doğru tahmin edilmesi çabalarını engellemiştir. Bu çalışma, statik betonarme kayma analizinin en başarılı yöntemlerinden biri olan Modifiye Basınç Alanı Teorisini (MCFT) dinamik yüklerin analizine uygulamayı ve böylece betonarme yapıların darbe analizi için verimli ve güvenilir bir araç geliştirmeyi amaçlamıştır. Daha önce Toronto Üniversitesi'nde statik yükler için geliştirilen iki boyutlu doğrusal olmayan sonlu elemanlar betonarme analiz programı VecTor2, darbeler dahil dinamik yüklerin dikkate alınmasını içerecek şekilde geliştirilmiştir. VecTor2, betonarme için çok çeşitli malzeme ve davranış modelleri ile birlikte hesaplama metodolojisi için MCFT'yi kullanmaktadır. VecTor2'nin performansını ve hesaplama metodolojisini darbe yükleri altında doğrulamak için veri sağlamak amacıyla deneysel bir program da yürütülmüştür. Sekiz betonarme kiriş numunesi, dört çift, açıklık ortasına etki eden serbest düşme ağırlıkları altında test edilmiştir. Tüm numuneler aynı boyuna donatıya sahip olmakla birlikte kesme kapasitesinin darbe davranışı üzerindeki etkilerini araştırmak amacıyla değişen kayma donatısı oranı kullanılmıştır. Numuneler üzerinde çoklu testler dahil olmak üzere toplam 20 test yapılmıştır. Test sonuçları, numunelerin kayma özelliklerinin genel davranışlarında önemli bir rol oynadığını göstermiştir. Tüm numuneler, kesme kapasitelerine bakılmaksızın, darbe noktasının altında bir kesme konisi oluşturan ciddi çapraz kesme çatlakları geliştirmiştir. Test numunelerinin VecTor2 analizleri, hasar seviyeleri ile maksimum ve kalıcı yer değiştirmeleri tahmin etmede başarılı olmuştur. MCFT'ye dayanan VecTor2 tarafından kullanılan metodoloji, darbe altındaki numunelerin kayma baskın davranışını tahmin etmede başarılı olduğunu kanıtlamıştır.
Özet (Çeviri)
The analysis and design of reinforced concrete (RC) structures against extreme loads, such as earthquakes, blasts, and impacts, has been an objective of many researchers and designers. As a result of recently elevated terror threat levels in the world, demand for the impact resistant design of buildings has increased. Numerous studies have been conducted to-date for understanding and developing methodologies predicting the behaviour of RC structures under impact loads. However, lack of complete understanding of shear behaviour under high dynamic conditions hindered the efforts for accurate prediction of impact behaviour, since severe shear mechanisms may dominate the behaviour of RC structures when subjected to impact loads. This current study aimed to apply one of the more successful methods of static reinforced concrete shear analysis, the Modified Compression Field Theory (MCFT), to the analysis of dynamic loads, and thus, develop an efficient and reliable tool for impact analysis of RC structures. A two-dimensional nonlinear finite element analysis program for reinforced concrete, VecTor2, developed previously at the University of Toronto for static loads, was modified to include the consideration of dynamic loads, including impacts. VecTor2 uses the MCFT for its computational methodology, along with a wide array of material and behavioural models for reinforced concrete. To verify the performance of VecTor2 and its computational methodology under impact loads, an experimental program was also undertaken to provide data for corroboration. Eight reinforced concrete beam specimens, four pairs, were tested under free falling drop-weights, impacting the specimens at the mid-span. All specimens had identical longitudinal reinforcement, but varying shear reinforcement ratio, intended to investigate the effects of shear capacity on the impact behaviour. A total of 20 tests were conducted, including multiple tests on each specimen. The test results showed that the shear characteristics of the specimens played an important role in their overall behaviour. All specimens, regardless of their shear capacity, developed severe diagonal shear cracks, forming a shear-plug under the impact point. The VecTor2 analyses of the test specimens were satisfactory in predicting damage levels, and maximum and residual displacements. The methodology employed by VecTor2, based on the MCFT, proved to be successful in predicting the shear-dominant behaviour of the specimens under impact.
Benzer Tezler
- Elastik zemine oturan çelik tel donatılı beton plakların tekil yük altındaki davranışının deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical analysis of steel fibre reinforced concrete ground slabs under point loading on elastic sub-base
ÖMER TUĞRUL TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. METİN AYDOĞAN
- Patlama yükünün betonarme ve yığma binalara etkisi
Effect of blast load on the concrete and masonry structures
SABIOU NAMATA SAIDOU
Doktora
Türkçe
2018
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KOÇAK
- Betonarme binalarda zemin kat yüksekliğinin farklı olması durumunda dolgu duvarların etkisinin incelenmesi
The effect of infill walls in reinforced concrete buildings with different ground floor heights
ÖZGE ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY AKSU ÖZKUL
- Mikrodüzlem betonarme modeli ile betonarme kiriş elemanlarının darbe etkisindeki davranışlarının incelenmesi
Investigation of the behavior of reinforced concrete beam elements under impact using microplane concrete model
OKTAY YÜCEEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ABDULLAH DÖNMEZ
- Numerical investigation of bond test based on dynamic spallation
Başlık çevirisi yok
MEHMET EMRE ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İnşaat MühendisliğiTechnische Universität DresdenPROF. DR. E.H. MANFRED CURBACH
DR. MARİA PATRİCİA GARİBALDİ
DR. PETR MáCA