Dikdörtgen kolon - kirişsiz betonarme döşeme birleşimlerinin zımbalama göçme davranışının sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi
Modeling of punching failure behavior of rectangular column - flat plate joints by finite element method
Yazar: SAMET YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ERDOĞAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kirişsiz döşemeli sistemler = Beamless plate structure ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Yapay sinir ağları = Artificial neural networks ; Zımbalama = Punching

Özet:
Günümüzde teknolojik gelişmelere paralel olarak yapı sektöründe de mimari açıdan beklentiler değişmiştir. Özellikle insanların yoğun şekilde bulunduğu binalar, alışveriş merkezleri, otoparklar vb. yapılarda, yapı alanının daha etkin kullanılabilmesi adına kirişsiz döşeme tercihinin yaygınlaştığı gözlemlenmiştir. Kullanılabilir kat yüksekliğinin artması, işçilik maliyetinin azalması ve yapının inşa süresinin kısalması gibi avantajları sebebiyle kirişsiz döşeme kullanımı ön plana çıkmaktadır. Öte yandan, betonarme kirişsiz döşemelerin en önemli dezavantajı ise kolon-döşeme birleşim bölgesindeki kesme dayanımının aşılması sonucu gevrek bir göçme tipi olan zımbalama göçmesinin meydana gelme olasılığıdır. Literatürde, kolon-kirişsiz döşeme birleşimi zımbalama göçme davranışına ait birçok çalışma yer almaktadır. Ancak özellikle dikdörtgen kolon-kirişsiz döşeme birleşimi zımbalama göçme davranışı için yapılan çalışmaların sayısının sınırlı olduğu saptanmıştır. Bu çalışmada, literatürde yer alan deneysel çalışmalar kapsamında test edilmiş dikdörtgen kolon-kirişsiz döşeme numunelerinin SAP2000 programı yardımıyla modellenmesi hedeflenmiştir. Modellenen numunelerin döşemeleri doğrusal olmayan katmanlı kabuk eleman olarak tanımlanmış ve doğrusal olmayan itme analizi yapılarak davranışları irdelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda elde edilen yük-dönme eğrileri, yük-deplasman eğrileri ve yük-birim şekil değiştirme eğrileri deneysel verilerdeki eğriler ile karşılaştırılmış ve modelleme yaklaşımıyla elde edilen sonuçlarla deneysel sonuçların uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Analizlerden elde edilen kesme kapasitesi değerleri, ACI 318-19, Eurocode-2, TS 500, Model Code 2010 (MC2010) ve Kritik Kesme Çatlağı Teorisi (CSCT) yaklaşımları yardımı ile elde edilen kesme kapasite değerleri ile karşılaştırılmıştır. Son olarak deneysel verilerdeki parametreler dikkate alınarak yapay sinir ağı analizinden elde edilen zımbalama kesme kapasitesi değerleri, SAP2000 programından elde edilen zımbalama kesme kapasitesi değerleri ile karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In these decades, architectural expectations have significantly changed in the construction sector according to technological developments. Especially in buildings where people are densely populated like shopping malls, parking lots, etc. Flat-plate type floor system has become widespread in order to use the building area more effectively. The well-known advantages of reinforced concrete flat-plate floor system are greater usable floor height, lower labor cost and construction time of the building. On the other hand, the most important disadvantage of flat-plate is the possibility of punching failure, which is a brittle failure type, as a result of exceeding the shear strength in the column-slab joint area. In the literature, there are many studies on punching failure behavior of column-flat plate joint. However, the number of studies on the punching failure behavior of rectangular column flat plate connection is limited in the literature. In this study, it is aimed to construct analytical model of rectangular column-flat plate specimens that were tested within the scope of experimental studies in the literature SAP2000 structural analysis software was employed fort he analysis stage. Nonlinear layered shell elements were preffered for modelling the specimens and their behavior was examined under the nonlinear pushover analysis procedure in the transverse direction. The findings from the analysis were compared with the experimental results in terms of the load-rotation, load-displacement and load-strain. It was observed that the analytical findings were in good in agreement with the experimental results. The punching shear capacity values obtained from the analyzes were compared with the shear capacity definitions in the commonly used code regulations such as ACI 318-19, Eurocode-2, TS 500, Model Code 2010 (MC2010) and Critical Shear Crack Theory (CSCT) approaches. Finally, a parametric study was carried out by using the artifical neural network method considering the parametres in the experimental data. The punching shear capacity values obtained from artifical neural network analysis were compared with SAP2000 structural analysis software.