Farklı tasarımlardaki kâgir blok elemanların duvar örgüsünde mekanik davranış özelliklerinin irdelenmesi
Evaluation on mechanical properties and behavior of different designed masonry block elements in infill wall construction
Yazar: BENISH KHAN
Danışman: PROF. DR. LÜTFULLAH GÜNDÜZ
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dolgu duvarlar = Fill walls ; Elastisite modülü = Modulus of elasticity ; Kagir binalar = Masonry buildings ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Statik analiz = Static analysis

Özet:
İnşaat sektöründe taşıyıcı olmayan dolgu duvar uygulamalarında kagir blok elemanların kullanımı yaygın bir uygulamadır. Bu blok elemanlarının üretiminde farklı menşeli agregalar kullanılarak çimento bağlayıcı ile üretilirler. Blok üretiminde kullanılan agreganın türü, blok elemanının fiziksel ve mekanik özelliklerini doğrudan etkiler ve farklı teknik özellikler göstermesini sağlar. Ancak blok elemanının aynı tip agrega kullanılarak farklı geometrik tasarımlarda üretilmesi blok elemanın teknik özelliklerinde değişikliğe neden olur. Bu bağlamda, blok elemanın taşıyıcı olmayan bir duvar sisteminde duvar dolgu elemanı olarak kullanılması, duvarın özellikle yoğunluk ve mekanik mukavemet özelliklerinde değişikliklere neden olmaktadır. Farklı tasarım parametrelerine sahip blok elemanların kullanılmasıyla inşa edilen bir duvarda nasıl bir değişim olgusunun meydana geldiği, yapı malzemelerinin istikrarlı kullanımı bağlamında yapılması gereken detaylı bilimsel inceleme hususları arasındadır. Ayrıca kâgir duvarda kullanılan örgü harcının kullanımının değişken olması, blok elemanın tasarımı ve yoğunluk değerlerindeki değişim, örgü işlevi tamamlanmış nihai kâgir duvarın özelliklerini belirleyen ana faktörlerden biridir.
Kâgir blok elemanı ve örgü harç tasarım değişkenliğinin duvar özelliklerine etkisi farklı yöntemlerle analiz edilebilir. Kâgir blok elemanı ve örgü harcı kullanılarak hazırlanan bir duvar test modelinin teknik değerleri laboratuvar ortamında fiziksel ve mekanik analiz yöntemi ile incelenebilir. Bununla birlikte, sayısal analiz yöntemi kullanılarak da duvar analiz modelinin incelenmesi, nihai bir duvar tasarımının fiziksel ve mekanik davranışı, farklı geometrik tasarımlara sahip blok elemanların alternatif yatay ve dikey konumda farklı kalınlıklarda uygulanan örgü harcı kullanımını ve farklı yoğunluk değerleri simüle edilerek ayrıntılı olarak incelenebilir.
Bu tez çalışmasında, farklı yoğunluk değerlerine sahip kagir blok elemanları ve örgü harcı kullanılarak SAP-2000 programında oluşturulan, standart yüzey alanlı tasarlanmış ve taşıyıcı olmayan bir duvar modeli, modelde kullanılan kagir blok elemanlarının geometrisinde alternatif değişken parametreler uygulanarak analiz edilmiştir. Kâgir bloklar ve harç için eşdeğer kabul edilebilecek birer elastisite modülü değeri belirlenmiştir. Teknik bulgular, farklı deprem yükleme koşulları altında elde edilmiş ve tasarlanan modeller karşılaştırmalı olarak simülasyon yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Simülasyon analizleri için 6 ayrı konfigürasyona sahip hafif agregalı kâgir blok elemanı tasarımı ele alınmış olup, bunlardan bir adedi iki sıra boşluklu geometriye sahiptir. Diğer modellerde ise sırasıyla, üç sıra boşluklu, dolu formda ve çok sıra sık dilinimli özel tasarımlı kagir blok konfigürasyonları farklı anma boyutlarında irdelenmiştir. Bu analizlerde, bilgisayar simülasyon programının alt yapısı ve hesaplama algoritması bağlamında, oluşturulan modeller için elde edilen deformasyon, gerilme ve şekil değiştirme bulguları karşılaştırmalı olarak irdelenmiştir. Simülasyon modeli için uygulanan yükleme koşullarına göre optimum kullanılabilecek kagir blok tasarımının tanımlanmasına çalışılmıştır.

Anahtar Sözcükler: Kâgir Blok Elemanları, Dolgu Duvar, Statik Lineer Analiz, Mekanik Özellik, Elastisite Modülü

Abstract:
Use of masonry block elements is a common practice in non-bearing infill wall applications in the construction industry. In the production of these block elements, they are produced with cement binder by using aggregate of different origins. The type of aggregate used in block production directly affects the physical and mechanical properties of the block element and allows it to display different technical properties. However, manufacturing the block element in different geometric designs using the same type of aggregate causes change in the technical properties of the block element. In this context, the use of the block element as a wall filling element in a non-load-bearing wall system causes changes in the properties of the wall, especially in density and mechanical strength. What kind of change phenomenon occurs in a wall built with the use of block elements with different design parameters, a very detailed examination and scientific examination are among the necessary issues in the context of stable use of building materials. In addition, the fact that use of the mortar used in the masonry is variable, as well as the design of the block element and the change in density values, is one of the main factor that determine the properties of the final infill wall.
The effect of block element and masonry mortar design variability on the properties of the wall can be analyzed by different methods. The technical values of a wall test model prepared using block elements and masonry mortar can be examined by physical and mechanical analysis method in the laboratory environment. However, the examination of the wall analysis model using numerical analysis method, the physical and mechanical behavior of a final wall design can be examined in detail by simulating the use of masonry mortar applied in alternative horizontal and vertical thicknesses of block elements with different geometric designs and different density values.
In this thesis, a non-bearing wall model with a standard surface area, which was created in the SAP-2000 program using masonry block elements with different density values and masonry mortar, was analyzed by applying alternative variable parameters in the geometry of the masonry block elements used in the model. An equivalent modulus of elasticity was determined for masonry blocks and mortar. The technical findings were obtained under different earthquake loading conditions and the designed models were examined comparatively using simulation method. For the simulation analysis, light aggregate masonry block element design with 6 different configurations was considered, one of which has a two-row hollow cavty geometry. In the other models, the configurations of specially designed masonry blocks with three rows of hollow cavties, solid form and multi-row hollow cavties are examined in different nominal sizes, respectively. In this analysis, the deformation, stress and strain findings obtained for the models created in the context of the computer simulation program SAP2000 were examined comparatively. It has been tried to define the masonry block design that can be used optimally according to the loading conditions applied for the simulation model.

Keywords: Masonry Block Elements, Infill Wall, Static Linear Analysis, Mechanic Property, Elastic Modulus