Kirişsiz döşemeli yapılarda döşeme kalınlığının deprem davranışına etkisinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Analytical and experimental investigation of flat slab thickness on the structure carrier system effect of earthquake behavior
Yazar: ERTAN SÜLEV
Danışman: PROF. DR. FATİH ALTUN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bant genişliği = Band width ; Deprem davranışı = Earthquake behavior ; Kiriş-kolon birleşimi = Beam-column collection ; Kirişsiz döşemeli sistemler = Beamless plate structure ; Süneklik = Ductility

Özet:
Tasarlanan yapıların, deprem anında can güvenliğinin sağlanması can kaybının önlenmesi için önemlidir. Özellikle tasarımda yapılacak kabuller ve teorik çözümlere aktarımın, deprem anındaki gerçek davranışla benzeştirilmesi tasarımcıya bağlıdır. Betonarme bir yapının lineer olmayan modelinin oluşturulmasında, genel davranışı makul bir doğrulukla belirlemeye dayalı doğru modeller seçmelidir. Özellikle modelin dayandığı sınırlar ve varsayımların tanımlanmasında dikkatli olunmalıdır. Betonarme döşemeler, deprem anında diyafram etkisi ile yapıya gelen deprem kuvvetlerini kolonlara paylaştırmaktadır. Betonarme yapılarda, düşey ve yatay taşıyıcı elemanların boyutlandırılmasında döşeme tercihi önemlidir. Bu tercih; yapının kullanım amacı, mimari tasarım tercihi, ekonomiklik, kullanılabilirlik, hızlı imalat edilebilirlik gibi birçok sebebe bağlıdır. Döşemeler içerisinde özellikle, kirişsiz plak döşeme sistemlerinin geleneksel kirişli döşeme sistemlerine göre davranışları ve yapılan çözüm kabulleri değişkenlik göstermektedir. Kirişsiz plak döşeme sisteminin düşey ve deprem yüklerinin etkisi altındaki davranışı ile ilgili çalışmalar sınırlı kalmıştır. Bu çalışmanın özgün yönü, kirişsiz plak döşemelerde plak kalınlığının değişmesi ile deprem davranışının nasıl değiştirdiği tez çalışması ile araştırılmıştır. Bu amaçla ½ ölçekli tek katlı tek açıklıklı ve plak kalınlıkları değişken üç numune üretilerek, düşey ve yatay yükler altında deneye tabii tutulmuştur.  Özellikle, kolon-şerit bant genişliklerinin yönetmeliklerde verilen değerleri yerine, seçilen plak yüksekliğine göre değerleri nümerik ve deneysel olarak irdelenmiştir. Çalışma sonucunda seçilen sonlu eleman yöntemi ile deneysel sonuçların uyumlu olması üç boyutlu deney yapmanın zorlukları dikkate alındığında, çalışmanın önemli bir sonucu olarak belirlenmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Kirişsiz Plak Döşemeler, Etkili Kiriş Genişliği, Kolon-Kiriş Bant Genişliği, Deprem Davranışı, Süneklik, Çevrimsel Yükleme

Abstract:
Ensuring life safety criteria of designed structures in the event of an earthquake is crucial to prevent loss of life. In particular, it is designer's responsibility to grasp the theoretical assumptions and to ensure numerical solutions more or less meet with the actual behavior at the event of earthquake. When constructing a nonlinear model of a reinforced concrete structure, one should choose the appropriate models able to capture general behavior with a reasonable accuracy. Particularly caution should be taken in defining the limits and assumptions on which the model is based on. Seismic inertia forces is distributed to lateral load-resisting system by the rigid diaphragm action of reinforced concrete slabs. In reinforced concrete structures, the choice of flooring is crucial when proportioning vertical and horizontal load-resisting elements. This preference based on many aspects such as the architectural purpose of the structure, economy, aesthetic and ease of construction. Especial among concrete slab systems, behavior and solution assumptions of flat slabs vary considerably when compared to traditional beam-concrete slab systems. There are limited studies on the behavior of flat slabs considering the influence of both gravity and seismic effects. Novelty of this study is to investigate the seismic behavior of flat slabs due to variations in slab thickness. For this purpose, three single-bay, single-story specimens with different slab thicknesses are constructed.  These 1/2 scale specimens are then subjected to both gravity and lateral loads. Particularly, the code suggested values of the effective strip widths according to flat slab thickness, are studied numerically and experimentally. Given the complexity and hardships of performing 3D reinforced concrete experiments, it is an important outcome to achieve a certain level of harmony with analytical model and experimental findings.  

Keywords: Cyclic Loading, Flat Slabs, Effective Beam Width, Seismic Effect, Ductility, Energy Dissipation, Stiffness Degradation, Experimental Study, Numerical Modelling