Darbe yükü etkisi altındaki betonarme kirişlerin sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi
Investigation of reinforced concrete beams under impact loads by the finite element method
Yazar: YUSUF BAHÇACI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP FIRAT ALEMDAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geçmişten günümüze önemli ve uygulamada yaygın kullanıma sahip bir yapı elemanı olan betonarme kirişler, hizmet ömürleri boyunca statik ve dinamik yükler gibi çeşitli yüklere maruz kalmaktadırlar. Zaman sürecine yayılı sabit yükler olarak tanımlanabilen statik yüklerin aksine; dinamik yükler, anlık bir zamana toparlanmış ani yükler olarak tanımlanabilir. Yapı elemanları statik yükler altında yüksek mukavemet gösterirken, dinamik yükler altında gevrek bir davranış sergileyip aniden kırılabilmektedir. Ani bir dinamik yükleme olarak kabul edilen darbe yükleri altındaki betonarme yapı elemanlarının tasarımı, son yıllarda artış gösteren yıkıcı depremler, terör saldırıları ve patlamalar gibi yapıların üzerinde darbe yükü etkisi oluşturan olayların yanısıra; mermi, roket, gemi, uçak, kaya ve araç benzeri cisimlerin binalara çarpması gibi olaylar nedeniyle de günümüzde gittikçe daha çok önem kazanan bir konu haline gelmiştir. Özellikle günümüzde terör saldırılarının her geçen gün artması karşısında, yapı elemanlarının darbe yüklerine karşı dayanımının, hastahane ve devlet binaları gibi stratejik öneme sahip yapılarda bir hayli önem arzettiği gözlemlenmiştir. Buna rağmen problemin kompleks yapısından ötürü betonarme yapı elemanlarının bu tür yüklere karşı tasarımı için genel kabul görmüş herhangi bir yönetmelik ya da yönerge bulunmamaktadır. Bundan dolayı, darbe yüklerine maruz kalan betonarme yapı elemanlarının tasarım ve analizi için yaygın olarak sonlu elemanlar yöntemi gibi sayısal yöntemlere başvurulmaktadır. Buradan hareketle bu tez çalışmasında inşaat sektöründe yaygın bir yapı elemanı olarak kullanılan basit mesnetli kiriş elemanının farklı beton sınıfları ve farklı etriye aralıkları gibi parametler altında, x ve y doğrultularında darbe yüklerine maruz bırakılarak doğrusal olmayan sonlu elemanlar programı ile analizi yapılmıştır. Yükleme sonucu elde edilen analiz sonuçları gerilme-deformasyon, deformasyon-zaman gibi grafikler ve hasar davranışı açısından karşılaştırılmış olup gerekli çıkarımlar yapılarak literatüre katkı sağlanılmaya çalışılmıştır.

Abstract:
Reinforced concrete beams, which are an important and widely used building element from past to present, are exposed to various loads such as static and dynamic loads throughout their service life. Unlike static charges that can be defined as constant loads spread over time; dynamic loads can be defined as sudden loads accumulated in an instantaneous time. While structural elements show high strength under static loads, they can exhibit a brittle behavior under dynamic loads and break suddenly. The design of reinforced concrete structural members under impact loads, which are accepted as a sudden dynamic loading, in addition to the events that cause impact load on the structures such as destructive earthquakes, terrorist attacks and explosions that have increased in recent years; It has become an increasingly important issue nowadays due to events such as bullets, rockets, ships, planes, rocks and vehicle-like objects hitting buildings. It has been observed that the resistance of structural elements against impact loads is of great importance in strategically important structures such as hospitals and government buildings, especially in the face of increasing terrorist attacks today. However, due to the complex nature of the problem, there are no generally accepted regulations or guidelines for the design of reinforced concrete structural members against such loads. Therefore, numerical methods such as the finite element method are widely used for the design and analysis of reinforced concrete structural members exposed to impact loads. From this point of view, in this thesis, the simple supported beam element, which is used as a common building element in the construction industry, was analyzed with the nonlinear finite element program by subjecting it to impact loads in the x and y directions under parameters such as different concrete classes and different stirrup spacing. The analysis results obtained as a result of loading were compared in terms of graphs such as stress-strain, strain-time and damage behavior, and it was tried to contribute to the literature by making necessary inferences.