Nonlinear behavior of fiber reinforced concrete beam-column connections under seismic loading
Lifli beton ile üretilen kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem yükleri altında doğrusal olmayan davranışı
- Tez No: 918882
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURCU BURAK BAKIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deprem Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mekaniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 322
Özet
Moment dayanımlı çerçeve yapılarda, kolon-kiriş birleşim bölgeleri yükleme koşullarından dolayı ani göçmeye maruz kalabilir. Ani göçmeyi önlemek için düğüm noktasının kesme dayanımı ve süneklik gibi birleşim bölgelerinin davranışını etkileyen faktörlerin göz önünde bulundurulması zorunludur. Bu özellikleri geliştirmek ve betonarme birleşim bölgelerinin davranışını iyileştirmek için çeşitli yöntemler uygulanabilir. Düğüm noktasında ve bu noktada kesişen yapısal elemanların plastik mafsal bölgelerinde Lif Takviyeli Beton (FRC) kullanılması yapısal güçlendirme ve betonarme birleşim bölgelerinin performansının iyileştirilmesinde tercih edilen yöntemlerden birisidir. Bu çalışma, önceki araştırmalardan elde edilen deneysel sonuçları irdeleyerek FRC kolon-kiriş düğüm noktalarının kesme dayanımlarını tahmin eden parametrik bir denklem geliştirmeyi amaçlamaktadır. Ayrıca, kayma gerilmesi-deformasyon ilişkisini tanımlayan doğrusal olmayan bir model geliştirilmiş ve bu model SAP2000 yazılımındaki doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılarak doğrulanmıştır. Buna ek olarak, parametrik çalışmalar için en uygun malzeme modellerini belirlemek amacıyla çelik lif takviyeli beton (SFRC) malzemesinin basınç ve çekme davranışını incelemek için ABAQUS yazılımında 3 boyutlu doğrusal olmayan sonlu elemanlar analizi kullanılmıştır. SFRC kirişler ve SFRC-betonarme hibrit kirişlerin davranışı irdelenerek en uygun malzeme modelleri seçilmiş, bu modeller kullanılarak hem kirişler hem de kuşatılmamış SFRC kolon-kiriş bağlantı bölgelerinin deprem yükü altındaki davranışlarını araştıran parametrik çalışmalar yapılmıştır. Geliştirilen düğüm noktası modeli, özellikle rijit veya yarı-rijit düğüm noktası varsayımlarıyla karşılaştırıldığında yapısal davranışın daha gerçekçi bir şekilde elde edilmesini sağlamaktadır. Sonlu elemanlar analizinde lif takviyeli betonun homojen bir malzeme olarak tanımlandığı Beton Hasar Plastisite Modeli kullanımı da doğruluğu yüksek sonuçlara ulaşılmasını sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
In moment-resisting frame structures, beam-column connections are susceptible to sudden failure due to extreme loading conditions. To prevent sudden collapse, it is imperative to address factors influencing the connection behavior such as joint shear strength and ductility. Various methods have been implemented to enhance these properties and to improve the Reinforced Concrete (RC) joint response. The use of Fiber Reinforced Concrete (FRC) in the joint and the plastic hinging regions of the adjoining members is one of the preferred methods employed in seismic retrofitting and improving RC connection performance. This study aims to develop a parametric equation to predict the shear strength of FRC beam-column joints, utilizing the experimental results obtained from prior research studies. Furthermore, a nonlinear model that predicts the joint shear stress-deformation response is developed and validated utilizing nonlinear analysis in SAP2000. Additionally, 3D nonlinear finite element analysis is employed in ABAQUS to examine steel fiber reinforced concrete (SFRC) material under compression and tension and identify the most appropriate material models for parametric studies. This is achieved by exploring two scenarios: full SFRC beams, and layered SFRC beams. Lastly, a parametric study is conducted to investigate the seismic behavior of exterior SFRC beam-column connections, focusing on the impact of column axial load ratio, fiber volume fraction, and joint reinforcement ratio. The proposed joint model yields a more accurate structural response, particularly compared to rigid or semi-rigid joint assumptions. Furthermore, considering FRC as a homogeneous material in ABAQUS utilizing the Concrete Damage Plasticity model proves to be efficient.
Benzer Tezler
- Betonarme çerçevelerin tekrarlı yükler altında taşıma gücü
Limit design of reinforced concrete structures under repeated loading
ALPER İLKİ
- Düşük dayanımlı betona sahip betonarme kolon ve birleşimlerin deprem yükleri altında davranışlarının incelenmesi ve iyileştirilmesi
The behavior of reinforced concrete columns and joints with low strength concrete under earthquake loads: An investigation and improvevement
İDRİS BEDİRHANOĞLU
Doktora
Türkçe
2009
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER İLKİ
PROF. DR. METE A. SÖZEN
- Doğrusal olmayan kolon-kiriş fiber eleman modelinin incelenmesi
Ivestigation of nonlinear column-beam fiber element model
HAKAN ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ERKUŞ
- Python ve Julia programlarının doğrusal olmayan deprem analizleri ve paralel programlamaya uygunluklarının araştırılması
Applicability of Python and Julia languages to nonlinear seismic analysis of structures and parallel programing
BARIŞ KASAPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BARIŞ ERKUŞ
- Seismic behavior of autoclaved aerated concrete reinforced vertical panel buildings
Donatılı gazbeton paneller ile yapılmış yapıların sismik davranışı
FURKAN GÖKMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ BİNİCİ