Kiriş-kolon bağlantılarında çelik damper kullanılan prefabrik betonarme kiriş numunelerine döngüsel yüklemenin etkisinin analizi
Analysis of the effect of cyclic loading on prefabricated reinforced concrete beam samples using steel dampers in beam-column connections
Yazar: YALDA DEHQAN NEZHAD
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEPANTA NAİMİ
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tezin amacı, kiriş-kolon birleşimlerinde çelik sönümleyiciler kullanılarak prefabrike betonarme kiriş numunelerinde döngüsel yüklemenin etkisinin analizidir. Çelik elemanlar prefabrike numunelere gömülüdür ve takviyeler ardgermeli tendonlarla birleştirilmiştir. Prefabrike numunelerin boyundaki artıştan dolayı, numunelerin merkezinde döngüsel yüklemeye karşı dirençli H-şekilli çelik kullanılmıştır. Dört tip PRCBTCSJ numuneleri ve farklı kesit alanlarındaki betonarme numuneleri, döngüsel yükleme prosedürü altında simüle edilmiştir. İki aşamayı gösteren simülasyon sonucu, yükleme ve boşaltma prosedürü altındaki yük deformasyon eylemine dayalı olarak sunulmaktadır. İlk aşamada, eğilme momenti, prefabrike kirişlerin gövdesi tarafından meydana gelip kirişler ve kolonlar arasında boşluklar yavaş yavaş meydana gelmiştir ve ardgerme kuvveti çok az yükselmiştir. Prekast kiriş numunelerinin başlangıç rijitliği bu aşamada sonradan gerilmeli tendonları tarafından sunulur. PRCBTCSJ numunelerinin değiştirilebilir sönümleyicili başlangıç rijitliğine, art gerdirilmiş kuvvet yeterince büyük olduğunda betonarme numunelerine ulaşılabilir. 400 x 250 kesitlerinin Z sönümleyici, W sönümleyici ve PA sönümleyicilerle kiriş dönüşü %3'tür. REC sönümleyici akor dönüşü yaklaşık %3'tür. 400 x 250 kesitli prefabrike numunede, Z sönümleyici, W sönümleyici, PA sönümleyici, REC sönümleyici ile karşılaştırıldığında iyi bir kiriş dönüş tepkisi gösteren betonarme numunesinin kiriş dönüşü %2'dir. 600 x 250 kesitinin Z sönümleyici, W sönümleyici ve PA sönümleyiciler ile kiriş dönüşü yaklaşık %3'tür ve REC sönümleyici kiriş dönüşü %2.7'dir. 600 x 250 kesitli prefabrike numunede Z sönümleyicisi, W sönümleyicisi, PA sönümleyicisi, REC sönümleyicisi ile karşılaştırıldığında iyi bir kiriş dönüş tepkisi gösteren betonarme numunesinin kiriş dönüşü %2.1'dir. 600 x 250 kesitli numuneler, betonarme numunelerinden daha iyi kiriş dönüşü göstermiştir. Z sönümleyici, W sönümleyici ve PA sönümleyicili 700 x 350 kesitlerin kiriş dönüşü yaklaşık %2.7'dir ve REC sönümleyicili prefabrike numune 700 x 350 kesit alanında çalışmamıştır. Bu model %2.6 kiriş dönüşünü geçmiş ancak eşdeğer sertliği ve teğet sertliğini koruyamamıştır. 700 x 350 kesitli prekast numunede, Z sönümleyici, W sönümleyici, PA sönümleyici iyi bir kiriş dönüş tepkisi göstermiştir ve 700 x 350 kesitli betonarme numunenin kiriş dönüşü %2'dir. Z sönümleyicili, W sönümleyicili ve PA sönümleyicili 900 x 450 kesitlerinin kiriş dönüşü yaklaşık %2.6'dır. REC sönümleyicili prekast numune 900 x 450 kesit alanında çalışmamıştır. Bu model %2.5 kiriş dönüşünü geçmiş ancak eşdeğer sertlik ve teğet sertliğini koruyamamıştır. 900 x 450 kesitli betonarme numunesinin kiriş dönüşü %1.8'dir.  Prefabrike numuneler, daha düşük stres seviyelerinde oldukça düşük hasar özellikleri göstermiştir. Bu çalışmada ABAQUS yazılımı tarafından oluşturulan sonlu elemanlar yöntemi (FE) kullanılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Prefabrike  Beton , Değiştirilebilir Sönümleyiciler, Ard Gerilmeli Tendonlar,

Abstract:
The aim of this thesis was the Analysis of the Effect of Cyclic Loading on Prefabricated Reinforced Concrete Beam Samples Using Steel Dampers in Beam-Column Connections. Steel elements are embedded in the precast specimens, and reinforcements were assembled with the post-tensioned (PT) tendons. Because of the increase in the length of the precast specimens, the H-shaped steel was used in the center of the specimens for resisting cyclic loading. The PRCBTCSJ specimens with four types of replaceable dampers and the RC specimens in the different cross-section areas were simulated under the cyclic loading procedure. The simulation result illustrated the two stages are presented based on the load-deformation action under the loading and unloading procedure. In the first stage, the bending moment occurred by the body of precast beams, and the gaps happen among beams and columns slowly, and the post-tensioned force raised extremely little. The initial stiffness of the precast beam specimens is presented by PT tendons in this stage. The initial stiffness of the PRCBTCSJ specimens can reach the initial stiffness of the RC specimens when the post-tensioned force is big enough. In the second stage, the occurred stable rotation of the precast beam specimens, which the chord rotation of the precast beams by the expansion of the gaps is linear approximately. The chord rotation of the 400 x 250 cross-sections with Z damper, W damper, and PA dampers is 3%. The REC dampers chord rotation is approximately 3%. The chord rotation of the RC specimen is 2%, which in the 400 x 250 cross-section precast specimen, the Z damper, W damper, PA damper showed a good chord rotation response by comparing with the REC damper. The chord rotation of the 600 x 250 cross-section with Z damper, W damper, and PA dampers is approximately 3%, and the REC dampers chord rotation is 2.7%. The chord rotation of the RC specimen is 2.1%, which in the 600 x 250 cross-section precast specimen the Z damper, W damper, PA damper showed a good chord rotation response by comparing with the REC damper. The 600 x 250 cross-section specimens showed better chord rotation than the RC specimens. The chord rotation of the 700 x 350 cross-sections with Z damper, W damper, and PA dampers is approximately 2.7%, and the precast specimen with REC damper did not work in the 700 x 350 cross-section area. This model passed the 2.6% chord rotation but could not retain the equivalent stiffness and tangent stiffness. In the 700 x 350 cross-section precast specimen, the Z damper, W damper, PA damper showed a good chord rotation response, and the chord rotation of the RC specimen with the 700 x 350 cross-section is 2%. The chord rotation of the 900 x 450 cross-sections with Z damper, W damper, and PA dampers is approximately 2.6%, and the precast specimen with REC damper did not work in the 900 x 450 cross-section area. This model passed the 2.5 % chord rotation but could not retain the equivalent stiffness and tangent stiffness. The chord rotation of the RC specimen with the 900 x 450 cross-section is 1.8%. The precast specimens showed well down damage specifications at lower stress levels. For this study, the finite element method (FE) has been used, which was established by ABAQUS software.

Keywords: Precast Concrete, Replaceable Dampers, Post – Tensioned Tendons