Kolon-kiriş birleşimleri yetersiz detaylandırılmış betonarme binalarda şekil değiştirme esaslı performans limitlerinin araştırılması
Investigation of strain-based performance limits in reinforced concrete buildings with inadequately detailed beam-column joints
Yazar: FARUK POLAT
Danışman: DOÇ. DR. SADIK CAN GİRGİN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Mevcut betonarme binaların sismik performans değerlendirmesinde farklı hasar modlarının yansıtılabilmesi için uygun analitik modelleme yaklaşımları gereklidir. Kolon-kiriş birleşimleri hem dayanım hem ötelenme limitleri açısından mevcut betonarme binaların sismik performansı için belirgin bir etken olsa da performans değerlendirmesinde mühendislik pratiği olarak rijit birleşim varsayımı dikkate alınmaktadır. Bu çalışmada, kesme etkilerine karşı eksik detaylandırılmış kolon-kiriş birleşimlerine sahip dört katlı mevcut bir betonarme yapı örneği dikkate alınmıştır. Sayısal model kolon-kiriş birleşim bölgelerini temsil eden dönel yaylar ile yayılı plastisite esaslı kesit hücresi (fiber) ve makro elemanlardan oluşturulmuştur. Şekil değiştirebilir kolon-kiriş birleşim modeli tanımlanan üç boyutlu yapısal modelin ölçeklenmiş deprem kayıtları kullanılarak STKO (Scientific Toolkit for OpenSees) ile zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizleri gerçekleştirilmiştir. Kolon-kiriş birleşim modeli, birleşimin ortasında tanımlanan sıfır uzunlukta bir dönme yayı, buna bağlı iki düğüm noktası, kolon ve kiriş elemanlara uzatılan rijit bağlantılardan oluşturulmuştur. Moment-kesit dönmesi ilişkileri, dönel yaylar ile birleşimin davranışını belirleyen kayma gerilmeleri ve kayma birim şekil değiştirmelerine bağlı olarak tanımlanmıştır. Mevcut yapıda yer alan bir dış ve bir iç kolon-kiriş birleşimindeki kolon ve kirişlerin kesit deformasyonları ile birleşimdeki kesit dönmeleri arasındaki ilişkiler TBDY (2018)'de yer alan kesit dönmesi limitleri ile değerlendirilmiştir.

Abstract:
Appropriate analytical modeling approaches are required to reflect different damage modes in the seismic performance evaluation of existing reinforced concrete buildings. Although the beam-column connections are a significant factor for the seismic performance of existing reinforced concrete buildings in terms of both strength and drift limits, the rigid connection assumption is considered as an engineering practice in the performance evaluation. In this study, an existing four-storey reinforced concrete structure with poorly detailed beam-column connections against shear effects is considered. The numerical model is composed of rotational springs representing the beam column joint areas, distributed plasticity-based  cross-section cell (fiber) and macro elements. Nonlinear time history analyses of the three-dimensional structural model with defined deformable beam-column joint are performed with STKO (Scientific Toolkit for OpenSees) using scaled earthquake records. The beam-column joint model is formed from a zero-length rotational spring defined in the middle of the joint, two connected nodes, and rigid connections extended to the column and beam elements. Moment-rotation relationships are defined by rotational springs based on shear stresses and shear strains.The relations between the sectional deformations of columns and beams of an outer and inner beam-column joint and section rotations at the joint were evaluated with the section rotation limits in TBDY (2018).