Harçsız bloklar kullanılarak yapıların deprem davranışının iyileştirilmesi
Improving the earthquake behaviour of structures by using mortarless blocks
Yazar: HAKAN KOMAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL NOHUTCU ; DOÇ. DR. GÖKHAN KILIÇ
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada betonarme çerçeveye harçsız bloklu duvar etkisi nümerik analiz ve deneysel çalışmalar yoluyla araştırıldı ve hem duvarsız, hem geleneksel çerçeve ile kıyaslanarak yapılara etkisi araştırıldı. Harçsız bloklu duvarlar, geleneksel duvarlar kadar çerçeveyi rijitleştirmeden, adeta bir sürtünmeli sönümleyici gibi görev yaparak, çerçevenin enerji tüketme kapasitesini arttırmaktadır ve bu konuda mevcut çalışmalar vardır. Bu çalışmada ayrıca duvarın çerçeveye bağlantısının rijit veya esnek olmasının çerçeve davranışına etkisi araştırılmıştır. Rijit birleşim için harç, esnek birleşim için ise poliüretan tabanlı enjeksiyon malzemesi kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda görülmüştür ki, harçsız sürtünmeli bloklar ve esnek bağlantı kullanılması duvarsız çerçeveye göre taşınan yükü arttırmaktadır. Esnek birleşimli harçsız duvarlı çerçeve duvarsıza göre %3 daha fazla yük taşımıştır. Harçsız duvarlı çerçeveler kullanıldığında, duvarsız ve geleneksel çerçevenin aksine maksimum yükten sonraki yatay deplasman aşamasında çerçevenin enerji tüketimi daha iyi olmaktadır. Betonarme çerçevenin içerisindeki dolgu duvar geleneksel çerçevede tamamen yıkılmakta iken harçsız ve çerçeveye rijit birleşimli durumda az hasar almıştır ve esnek birleşimli durumda çerçeve ile duvar ayrışması engellenmiş, duvardaki bloklarda hasar neredeyse olmamıştır. Bu önceki çalışmalarda da belirtilen esnek birleşimin gerilme yığılmalarını azalttığı bulgusuna uygundur. ABAQUS programı ile çerçevelere yapılan 60mm itme analizlerinde, harçsız duvarlı çerçevenin taşıdığı yükün duvarsız çerçeveye nazaran %14 arttığı, duvar ile çerçeve arasındaki bölgede gerilme yığılmalarını azaltarak duvarın daha az hasar almasını sağladığı görülmüştür. Duvarsız çerçeveye nazaran, harçsız tuğlalı çerçevenin enerji tüketim kapasitesi daha fazla olmuştur. Ayrıca harçsız duvarlar çerçeveyi rijitleştirmemektedir ve yapı periyodu artacağı için yapıya gelen deprem yüklerinin azalmasını sağlamaktadırlar.

Abstract:
In this study, the effect of mortarless blocks to a reinforced concrete frame was investigated through numerical and experimental analysis by comparing the behaviour with traditional frames with and without wall. Dry stacked walls increase the energy dissipation of frames by acting as frictional energy dissipation devices, without increasing the stiffness of frame like a traditional wall and many studies exist about this. In this study, also, the effect of the joint between wall and frame was investigated by using flexible and stiff joint. For stiff joint mortar was used, and for flexible joint, a polyurethane based injection material was used. In the experimental analysis, it's seen that dry stacked masonry and using flexible joint increases the maximum load carried, when compared with the frame without wall. The frame with dry stacked masonry infill and flexible joint, carried %3 more lateral load when compared with frame without wall. Frames with dry stack masonry infill walls have higher energy consumption after the maximum lateral load, when compared with traditional frames with and without wall. In the traditional frame wih infill wall, the wall was completely demolished during loading, and in contrast, minimum damage was observed in the frames with dry stack masonry infill and using flexible joint prevented the segregation between wall and frame and nearly no damage was observed in the wall. This was convenient with previous studies that state flexible joint reduces the stress concentrations. In the ABAQUS analysis in which the RC frames were pushed 60mm, it was concluded that using mortarless masonry increases the load carried by frame when compared with bare frame by %14 and decreased the damage in the wall by decreasing the stress concentrations in the region between wall and frame. When compared with the reinforced concrete frame without walls, the energy dissipation of dry stacked masonry infilled frame is higher. Besides these, dry stack masonry infill walls don't increase the stiffness of the frame, and it's well known that by increasing the period of structures, earthquake forces will be lower.