Ottosen akma kriteri kullanılarak betonarme kirişlerin malzeme bakımından doğrusal olmayan davranışının statik ve dinamik olarak incelenmesi
Static and dynamic analyses of materially nonlinear behavior of reinforced concrete beams by using ottosen yield criterion
Yazar: HAKAN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. YUSUF AYVAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme = Reinforced concrete ; Dinamik analiz = Dynamic analysis ; Doğrusal olmayan analiz = Nonlinear analysis ; Modal analiz = Modal analysis

Özet:
Bu çalışmanın amacı, betonarme kirişlerin malzeme bakımından doğrusal olmayan davranışını incelemek üzere literatürde önerilen ancak hiç kullanılmayan Ottosen akma kriterinin etkinliğini farklı çekme gerilme-şekildeğiştirme eğrileri ve farklı basınç gerilme-şekildeğiştirme eğrileri yardımıyla araştırmaktır. Ayrıca betonarme kirişlerin doğrusal olmayan serbest titreşim analizini gerçekleştirmek, doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilirken çözümün kritik noktalarında etkiyen yük altında zorlanmış titreşim analizini yaparak dinamik davranışını incelemektir. Bu amaç doğrultusunda önceden geliştirilen MATLAB programlama dilinde yazılan ve doğruluğu kanıtlanan bilgisayar programına; Ottosen akma kriteri, serbest ve zorlanmış titreşim için kütle matrisi ve zorlanmış titreşim analizi çözüm yöntemi olarak Newmark?ß çözüm yöntemi eklenmiştir.Bu çalışma dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde betonun doğrusal olmayan davranışı konusunda literatürde yapılan çalışmalar hakkında kısaca bilgi verildikten sonra doğrusal olmayan analizde kullanılan gerilme?şekildeğiştirme eğrileri, akma kriterleri ile dinamik analiz ve Newmark- ß yöntemi üzerinde durulmakta, çalışmanın amaç ve kapsamı sunulmaktadır. İkinci bölümde Ottosen kriterine ait plastik malzeme matrisi oluşturulduktan sonra programın doğruluğu ve sonlu eleman ağı ile zaman artımının belirlenmesi üzerinde durulmaktadır. Üçüncü bölümde dikkate alınan akma kriteri ile statik analiz kısmında elde edilen bulgular sunulmakta ve literatürde verilen deneysel ve analitik sonuçlarla karşılaştırılarak irdelenmektedir. Ayrıca dinamik analiz kısmında incelenen kiriş örneğinin serbest ve zorlanmış titreşim sonuçları sunularak irdelenmektedir. Dördüncü bölümde ise bu çalışmadan çıkarılan sonuçlar ve buna bağlı olarak öneriler verilmektedir. Bu son bölümü kaynaklar listesi izlemektedir.Sonuç olarak, Otttosen kriteri ile betonarme kirişler için elde edilen yük yerdeğiştirme eğrilerinin, deneysel ve analitik olarak elde edilen yük?yerdeğiştirme eğrileri ile uyumlu olduğu dolayısıyla bu çalışma kapsamında incelenmiş olan kriterin betonarme kirişlerin doğrusal olmayan statik ve dinamik analizinde etkin bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The purpose of this study is to investigate the efficiency of Ottosen criterion, with different tension stress-strain curves and different compression stress-strain curves proposed in the literature for the materially nonlinear analysis of reinforced concrete beams and to use this criterion and stress-strain curves with a finite element method in the static and dynamic analyses of RC beams. For this aim, Ottosen yield criterion, mass matrix for free and forced vibration analysis and Newmark-ß method for the time integration are coded in MATLAB and added to a computer program which were written and verified before.This study consists of four chapters. In the first chapter, after a brief literature review, information about stress-strain curves, yield criteria used in the nonlinear analysis of reinforced concrete structures, the methods of dynamic analysis and Newmark- ß procedure are presented and then the purpose and scope of this study are given. In the second chapter, after the plastic material matrix for Ottosen criterion is constructed, the program is verified and the finite element mesh size and the time increment are determined. In the third chapter, the results obtained from static analysis by using Ottosen yield criterion are presented and compared with the experimental and theoretical results given in the literature and also the results obtained from free and forced vibration analysis are presented. In the fourth chapter, the conclusions drawn from the results are presented and recommendations are made. This chapter is followed by a list of references.It is concluded that the load-displacement curves obtained by using Ottosen criterion are in good agreement with the experimental and theoretical results given in the literature. It is also concluded that the criterion used in this study can be effectively used in the nonlinear static and dynamic analyses of reinforced concrete beams.