Progresif çökme mekanizması üzerinde dolgu duvarların etkisi
Effect of infill walls on progressi̇ve collapse mechanism
Yazar: MOHAMMAD BAGHER PARIPOUR
Danışman: DOÇ. DR. AHMET BUDAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Önceki çalışmalar dolgu duvarların yanal kuvvetler altındaki yapı davranışına olan etkisini kanıtlamıştır. Dolgu duvarların, yapının progresif çökmenin yarattığı düşey kuvvetler altındaki direncini de etkilemesi beklenmektedir. Bu çalışmada, dolgu duvarın betonarme çerçevelerde progresif çökme sırasındaki etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla, sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak üç boyutlu bir mikro model geliştirilmiştir. Sayısal modeli doğrulamak için, ilk önce laboratuvar çalışmasının sonuçları sonlu elemanlar modellemesinin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. İlk olarak, kolonun ani kırılma mekanizması ile betonarme boş çerçevesinin davranışı birkaç farklı senaryo altında değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, progresif çökme mekanizması, kaldırılan kolonun konumu, çerçevenin kat sayısı, açıklık sayısı ve açıklık uzunluğundan etkilenmektedir. Daha sonra, dolgu duvarlı betonarme çerçevede dolgu duvarların varlığının etkisi, kaldırılan kolonun konumunun etkisi, dolgu duvarların dağıtımının etkisi, dolgu duvarlarda boşluğun varlığının etkisi ve boşluklu dolgu duvarlarda boşluk oranı, boşluk konumu ve boşluk şeklinin etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, dolgu duvarlara sahip betonarme çerçevenin boş çerçeveye kıyasla daha yüksek bir dayanım ve rijitliğe sahip olduğu görülmüştür. Dolgu duvarların çıkarılan kolonun konumuna daha yakın sıralarda yerleştirilmesi durumunda, progresif çöküşe karşı daha iyi performans elde edilmiştir. Dolgu duvarın içinde bir boşluğun varlığı, çerçevenin rijitliğinin ve dayanımının azaltılmasına ve düşey yer değiştirmenin artmasına neden olmuştur. Ayrıca, boşluk oranının artması progresif çöküşe karşı dayanımın azalmasına neden olmuştur. Boşluk konumunun etkisini inceleyerek, merkezi açıklığa sahip olan modelin en iyi performansa sahip olduğu belirlenmiştir. Boşluk şeklinin etkisini inceleyerek elde edilen sonuçlara göre, yatay açıklığa sahip olan modeller, progresif çöküşe karşı daha düşük performans göstermiştir.

Abstract:
Previous studies are suggestive of the effect of infill walls on improving the structural strength under lateral loads. It is anticipated that infill walls would also contribute to the structural strength under vertical forces during a progressive collapse. In this study, the effects of infill walls on the risk of progressive collapse in RC buildings were investigated. To this end, a three dimensional micro model was developed with the help of finite element method. The accuracy of the numerical results was verified by comparing the modeling and experimental results. First, by the column removal mechanism, the behavior of the RC frame without infill walls was evaluated under several different scenarios. According to the results, the progressive collapse mechanism is affected by the location of the initial failure, number of stories, number of spans, and length of span. Then, in the RC frame with infill walls, the impact of the infill wall, location of the initial failure, infill wall arrangement, openings in the infill wall, and the opening size, location, and shape were investigated. According to the results, it was found that RC frames with infill walls have a higher strength and initial stiffness than bare frames. Placing infill walls in vertical rows closer to the removed column led to the best performance of the frame. It was observed that incorporating openings in the infill wall reduces the stiffness and strength of the frame while increasing the displacement. It was also found that the resisting force decreases with increasing the opening size. By examining the effects of opening location, the best performance was observed for the infill wall with a central opening. By examining the effects of opening shape, the models with horizontal openings showed the weakest performance against progressive collapse.