Betonarme bir binada eşdeğer basınç çubuğu yaklaşımının çevresel titreşim ölçümlerinden yararlanılarak irdelenmesi
Investigation of equivalent diagonal strut approach in an rc buildings by using ambient vibration measurements
Yazar: HASAN CELİL YELKEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR KAPLAN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Eşdeğer basınç çubuğu yaklaşımının gerçek binalarda ne denli etkin olduğunu araştıran çalışmalarda yaygın olarak başvurulan yöntem; binanın dinamik karakteristiklerinin çevresel titreşim ölçümleri ile belirlenmesi ve bu veriler kullanılarak binanın nümerik modelinin oluşturulmasıdır. Oluşturulan nümerik modelde dolgu duvarlar eşdeğer basınç çubuğu ile tanımlanmakta ve çeşitli irdelemeler yapılmaktadır. Çevresel titreşim ölçümü ile belirlenen bina temel periyotları referans alınmakta ve malzeme özellikleri güncellenerek; nümerik modelin periyotları ve mod şekilleri, çevresel titreşim ölçümü ile belirlenen bina temel periyotları ve mod şekilleri ile eşleştirilmeye çalışılmaktadır. Literatürdeki mevcut çalışmalar incelendiğinde; bu işlemin genelde bitmiş ve hatta iskân edilmiş binalarda yapılan çevresel titreşim ölçümleri ile yapıldığı görülmektedir. Tamamen bitmiş ve hatta iskân edilmiş bir binanın nümerik modelini oluşturmak ve bu modeli çevresel titreşim ölçümü sonuçlarına göre kalibre etmek, aynı anda birden çok parametrenin belirlenmesini gerektirdiğinden son derece güç hatta imkânsız olabilmektedir. Bu çalışmada bu sorunun üstesinden gelebilmek amacıyla, beş katlı betonarme bir binada, önce karkas aşamasında iken ve sonra dolgu duvarlar örülmüş fakat henüz sıvanmamış halde iken çevresel titreşim ölçümleri yapılmış ve binanın doğal periyotları ve mod şekilleri belirlenmiştir. Oluşturulan nümerik modeller, ölçüm sonuçlarıyla kalibre edilerek beton ve sıvasız dolgu duvar için elastisite modülü değerleri sırasıyla belirlenmiştir. İrdelenen binada, betonarme çerçeve içinde bulunan boşluksuz dolgu duvarlar belirlenmiş, bu duvarların betonarme çerçeveye rijit bağlı katı cisim olarak tanımlandığı nümerik model ile eşdeğer diyagonal basınç çubuklu nümerik model, periyot değerleri ve mod şekilleri bakımından karşılaştırılmıştır. Eşdeğer basınç çubuklu modelin burulma periyodunun %21, x yönü ötelenme periyodunun %9 ve y yönü ötelenme periyodunun %11 daha uzun olduğu görülmüştür. Ayrıca, eşdeğer diyagonal basınç çubuğu genişliği için literatürde önerilen farklı formüller kullanılarak nümerik modeller oluşturulmuş, bu nümerik modeller periyot ve mod şekilleri bakımından birbirleriyle karşılaştırılmış ve sonuçların birbirine çok yakın olduğu görülmüştür.

Abstract:
The method commonly used in studies investigating how effective the equivalent diagonal strut approach is in real buildings; Determining the dynamic characteristics of the building by ambient vibration measurements and composing a numerical model of the building using these data. In the composed numerical model, infill walls are defined with the equivalent diagonal strut approach, and various investigations are made. Fundamental building periods determined by ambient vibration measurement are taken as reference and material properties are updated; The periods and mode shapes of the numerical model are tried to be matched with the fundamental building periods and mode shapes determined by ambient vibration measurement. When the existing studies in the literature are examined; it is seen that this process is generally carried out by ambient vibration measurements conducted in completed buildings or even in the buildings that its residents are settled. Composing a numerical model of a fully finished or even an inhabited building and calibrating this model according to the ambient vibration measurement results can be extremely difficult, even impossible, as it requires determining more than one parameter at the same time. In this study, in order to overcome this problem, ambient vibration measurements were carried out in a five-story reinforced concrete building, first in the bare frame stage, and then when the infill walls were built but not yet plastered. The natural periods and mode shapes of the building were determined. The created numerical models were calibrated with the measurement results and the elasticity modulus of the concrete and unplastered infill wall were determined respectively. In the investigated building, the infill walls inside the reinforced concrete frames were determined and defined in the numerical model, in which these walls were defined as rigid bodies attached to the reinforced concrete frame, and the numerical model with the equivalent diagonal strut approach were compared in terms of period values and mode shapes. It was observed that the torsional period of the equivalent diagonal strut model was 21% longer, the x-direction translational period was 9% and the y-direction translational period was 11% longer. Besides, numerical models were composed using different formulas suggested in the literature for the equivalent diagonal strut width, these numerical models were compared with each other in terms of period and mode shapes, and the results were found to be very close to each other.