Yığma yapıların doğrusal ve doğrusal olmayan davranışlarının incelenmesi
Investigating linear and nonlinear behaviors of masonry structures
Yazar: ALİ URAL
Danışman: PROF. DR. ADEM DOĞANGÜN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yığma yapılar = Masonry buildings

Özet:
Türkiye nüfusunun büyük bir kısmı halen yığma yapılarda ikamet etmektedir. Son yıllarda ülkemizde meydana gelen büyük depremler, yığma yapıların depremden en fazla zarara uğrayan yapılar olduğunu göstermiştir. Gelecekte oluşacak depremlerde bu tür yapılarda meydana gelebilecek hasarların önlenmesi veya en aza indirilmesinin, bu yapıların statik ve dinamik davranışlarının iyi belirlenmesi ve böylece gerekli önlemlerin alınmasıyla mümkün olacağı açıktır.Ülkemizdeki mühendislik hizmetlerine bakıldığında yığma yapılar konusunda gerek modelleme ve gerekse hesaplama aşamalarında bir bilgi karmaşasının yaşandığı görülmektedir. Bu nedenle bu çalışmada, yığma yapılar hakkındaki mevcut literatür ve yönetmeliklerden yararlanarak hesaplamalara ilişkin mevcut bilgi ve modelleme teknikleri ortaya koymak, taşıyıcı duvarların davranışlarını etkileyen parametrelerin belirlenmesi ve bu parametrelerin davranışa etkinliklerinin araştırılması başlıca amaç olarak seçilmiştir. Bu bağlamda uygulamaya ve geliştirmeye yatkın yazılımlar da ortaya koymak amaçlanmaktadır.Bu amaçla gerçekleştirilen çalışma üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde; mevcut literatür özeti, yığma yapı sistemleri, kullanılan malzemeler, ilgili yönetmelik ve standartlar ile yığma yapıların statik ve dinamik yükler altındaki davranışları doğrusal ve doğrusal olmayan yanlarıyla ele alınmıştır. İkinci bölümde; geliştirilmiş olan bir adet pratik deprem hesabı programı ile 2 adet sonlu elemanlar programı tanıtılmış ve bunlarla birlikte LUSAS ve DIANA programları yardımıyla çeşitli analizler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, yığma duvar dayanımlarını, dolayısıyla da yığma yapıların deprem davranışlarını etkileyecek olan bazı parametreler (harç ve tuğla dayanımları, örgü biçimleri, düşey hatılların durumları gibi) yapısal modeller yardımıyla irdelenmiştir. Bu bölümün sonunda depremde hasara uğramış gerçek bir yığma yapının analizleri gerçekleştirilmiştir. Üçüncü bölüm sonuç ve öneriler bölümü olup bu bölümü kaynaklar listesi izlemektedir. Ek bölümde ise sonlu elemanlar programının açık kaynak kodları ve bunların kullanımına ait bazı bilgiler verilmektedir.Sonuç olarak; harç ve yığma birimlerin dayanımlarının, örgü biçimlerinin ve hatılların yerleştirilme biçimlerinin duvarın yük taşıma kapasitesine etkileri ortaya konmuş, bu konuda çalışacak olanlara açık kaynak kodlu bir sonlu elemanlar programının yazılımı sunulmuştur.Anahtar Kelimeler:Yığma Yapılar, Sonlu Elemanlar Metodu, Doğrusal Elastik Analiz, Doğrusal Olmayan Elastik Ötesi Analiz, Modelleme Teknikleri, Plastisite, Deprem Analizi

Abstract:
Most of the Turkish population currently stays in masonry structures. Great earthquakes, occurred on the late years, shown that masonry structures were one of the badly damaged structures. It will be possible to prevent or minimize these damages against earthquakes by taking suitable precautions and studying static and dynamic behaviors of these structures.According to the engineering services in Turkey, a serious knowledge complexity happens on the stage of modeling and computation on the subject of masonry structures. For this reason, putting forward the available knowledge and modeling techniques to profiting from available literature and codes, determining parameters which effecting on load carrying walls and investigating the influence on the general behavior of structure.With this purpose, this study consists four chapters. In the first chapter; the summary of available literature, structural systems of masonry, materials, related codes and standards, static and dynamic behaviors of masonry structures with linear and nonlinear aspects are considered. In the second chapter; two of developing finite element codes are introduced and some analyses are performed using these codes. Also, some parametric studies have been performed with structural models for excamining the resistance of masonry walls (mortar and brick resistance, bond effects, position of vertical tie-columns and etc.). At the end of this chapter, a case study was performed on a masonry building that damaged during an earthquake. The third chapter is a conclusions and suggestions chapter following by reference list. In the appendix part of this thesis, some open source codes about finite element software and some information about usage of the programs are presented.As a result; effects of mortar / brick resistance, bonding designs and configuration of vertical tie-columns on the load-bearing of masonry walls are putting forward and some open source finite element codes are presented for the use of researchers studying on this subject.Key Words:Masonry structures, finite element method, linear elastic analysis, nonlinear inelastic analysis, modeling techniques, plasticity, earthquake analysis