Betonarme kolonların yatay yükler altında davranışı
Behavior of reinforced concrete columns under horizontal loads
Yazar: SİNAN CANSIZ
Danışman: PROF. DR. GÜRAY ARSLAN ; DOÇ. DR. CEM AYDEMİR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme kolon = Reinforced concrete column ; Yapı hasarları = Structure damages ; Yapısal hasar = Structural damage

Özet:
Son yıllarda, sismik yükler altında zorlanan betonarme kolonların davranışı ve belirli bir performans hedefine göre tasarımına yönelik literatürde çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmaların büyük bir kısmı, belirli bir performans hedefine bağlı olarak tanımlanan hasar sınırı için tasarım detaylarının iyileştirilmesi ve hasar sınır yaklaşımında uygulanan yöntemin geliştirilmesinin amaçlandığı ve yaygın olarak deneysel çalışmaları içermektedir. Bu tez çalışmasında, betonarme kolonların deprem yükleri altındaki davranışı, hasar sınır durumları ve karşı gelen yerdeğiştirme kapasitelerinin deneysel olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, konsol olarak üretilen ve sabit eksenel yük etkisindeki kolon numunesine tersinir çevrimsel deprem yükü, yerdeğiştirme kontrollü ve artan genlikli yatay olarak etki ettirildiği bir yükleme profili ile benzeştirilerek uygulanmıştır. Deney programında 11 adet kolon üretilmiş ve test edilmiştir. Deneysel olarak elde edilen yük-yerdeğiştirme ilişkisi, moment-eğrilik ilişkisi, çeşitli hasar düzeylerindeki hasar gözlemleri, plastik mafsal boyu ve malzeme hasar birim¸ sekildeğiştirmeleri irdelenmiştir. Ayrıca çeşitli hasar sınırları için deneysel olarak belirlenen yerdeğiştirme kapasiteleri, plastik mafsal boyu ve malzeme birim¸ sekildeğiştirme sınır değerleri, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, EUROCODE-8 ve FEMA356 yönetmeliklerinde verilen hasar sınırı yaklaşımları ile çeşitli araştırmacılarının önerileri kullanılarak belirlenen analitik sonuçlar karşılaştırılmış ve bağıntıların daha iyi tahminine yönelik yorumlar yapılmıştır. Performansa dayalı tasarım, birçok uluslararası yönetmelikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Betonarme elemanlar Performansa Dayalı Tasarım prensibine dayanarak hedef performans seviyesine ulaşana kadar hasara maruz kalır.
Sismik hasar indeksleri olası zararı tahmin etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu hasar indeksleri, yapısal elemanın yükleme sonrası oluşan hasar durumun değerlendirilmesi için yapının tepki parametreleri kullanılarak tahmin edilmektedir. Bu deneysel veriler ışığında yeni bir hasar modeli önerilerek literatürde sıkça kullanılan hasar modelleri ile karşılaştırmıştır.

Abstract:
In recent years, a significant number of studies on the behavior of reinforced concrete columns subjected to seismic loads and their design according to a particular target performance have been conducted. The majority of these studies involve mostly experimental studies aiming to improve design details for the damage limit defined according to a particular target performance and to enhance the method used in the damage limit approach. In this study, it is aimed to investigate the behavior of reinforced concrete columns under earthquake loads, damage limits and corresponding displacement capacities experimentally. For this purpose, a displacement-controlled loading profile   with increasing amplitude, which represents reversed-cyclic earthquake loading, was laterally applied to cantilever columns under constant axial loads. In the test program, 11 column samples were produced and tested. Load-displacement and moment-curvature relations, damage observations at various damage levels, plastic hinge lengths and material damage strains obtained experimentally were examined. In addition, displacement capacities, plastic hinge lengths and material damage strain limits determined for various damage limits experimentally were compared with the results obtained by using the damage limit approaches given by Turkey Building Earthquake Code, Eurocode-8 and FEMA356 and those proposed by various researchers, and comments for improving the accuracy of predictions delivered by these equations were made. Performance-based design has been widely used in many international codes. Reinforced concrete elements are subjected to damage until they reach the target performance level according to the principle of performance-based design.
Seismic damage indices have been widely used to estimate potential damage. These damage indices are estimated to assess the damage state after loading the structural element by using the response parameters of the structure. In the light of the experimental data, a new damage model has been proposed and compared with the commonly used damage models in the literature.