DMAYE- Deprem Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Konu "Sismik güçlendirme" ile DMAYE- Deprem Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeTekrarlı yükler etkisindeki bölme duvarların çimento esaslı tekstil kompozitlerle iyileştirme yöntemlerinin geliştirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Dönmez, Didem ; Gençoğlu, Mustafa ; 675506 ; Deprem MühendisliğiTuğla bölme duvarlar, Amerika, Avrupa ve Türkiye gibi bölgelerde yığma yapılarda ve betonarme yapılarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yığma bölme duvarlar betonarme taşıyıcı elemanlara kıyasla daha düşük dayanıma sahip olup, sismik yüklere ve / veya zemin hareketlerine maruz kaldıklarında genellikle gevrek davranış sergileme eğilimindedirler. Bu özellik, bu tür elemanları şiddetli dinamik yüklere karşı savunmasız hale getirir ve elemanların yükleme yönündeki şekil değiştirmelerini sınırlar. Bu duvarların sergilediği kırılgan davranış için farklı güçlendirme teknikleri geliştirilmiştir. Güçlendirmenin ve güçlendirme ile ilgili çalışmaların temel amacı, yapıların sünekliği ve yük taşıma kapasitesini artırmaktır. Yapısal elemanların taşıma kapasiteleri, süneklik dereceleri ve hasar durumları bir çok parametreye bağlıdır. Duvarların hasar mekanizmasını etkileyen parametreler ile ilgili olarak da duvar birimler, harcın mekanik özellikleri ve duvar bileşenlerinin geometrileri sayılabilir. Yığma yapılarda kullanılan duvarlar, aynı zamanda yapının taşıyıcı elemanı olarak kullanıldığından, yığma duvarda oluşan herhangi bir hasar tüm yapıdaki hasar modunu etkiler. Günümüzde duvarların çatlama şekline ve hasar mekanizmalarına göre çeşitli güçlendirme metodları bulunmaktadır. Hasar mekanizmasına bağlı olarak duvarların güçlendirilmesi (veya iyileştirilmesi), yapının yük taşıma kapasitesini artırır. Bu sebeple, sismik yükler altında hasar görmüş bölme duvarların iyileştirilmesi veya hasarsız duvarların güçlendirilmesi önem kazanmaktadır. Bu bağlamda, çeşitli güçlendirme sistemleri vasıtasıyla yığma ve dolgu duvarların mukavemet ve süneklik seviyesinin artırılmasına ilişkin uygulamada ve literatürde çok sayıda çalışma bulunmaktadır. Güvenli tasarım sınırlarını etkin bir şekilde korumak için dayanıklı, ekonomik ve kolay uygulanabilir duvar güçlendirme sistemleri için yöntemlerin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Dolayısıyla bu çalışma, günümüzdeki iyileşirme yöntemlerine alternatif bir yöntem olarak görülebilir. Yığma duvar ve dolgu duvarların genel davranışı, akademik toplumlar ve mühendisler arasında hala tartışılmaktadır. Analitik ve sayısal araçlar kullanarak bu tür duvarların doğrusal olmayan davranışını bulmak için çok sayıda araştırma vardır. Tasarım kodlarındaki standart denklemler konunun yeni bulgularına göre değiştirilmektedir. Öte yandan duvar testlerinin zorlukları teknik literatürde yeterli kaynak bulmayı zorlaştırmaktadır. Deneysel çalışmaların eksikliği, çalışmaların ağırlıklı olarak sayısal araçlara odaklanmasına neden olmaktadır. Hem dolgu hem de yığma duvarlar, tuğla duvar birimler ve yapıştırma bileşeni olarak harçlar ile yapısal kompozit elemanlar olarak kabul edilebilir. Duvarların hasarı, bileşenlerinin mekanik özelliklerine ve tuğla birimler ile harç arasındaki bağlantı parametrelerine bağlıdır. Bu nedenle, duvarın sismik performansını artırmak için bileşenlerin mekanik özelliklerini ve bağ dayanımını iyileştirmek gerekir. Dolayısıyla, bu iyileştirmeler yapıların güvenli tasarım sınırlarına ulaşmasına yardımcı olur. Bu çalışma, hasarlı duvarların tekstil takviyeli çimento esaslı kompozit (TRCC) malzemelerle güçlendirme yöntemlerini ele almaktadır. Bu amaçla deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Sayısal ve analitik modelleme tekniklerini geliştirmek için yapılan deneylerden yararlanılmıştır. Bu çalışmalara ek olarak, TRCC kullanılarak yeni bir yapısal form üretme üzerine deneysel çalışmalar da gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, duvar bileşenlerinin malzeme, mekanik ve arayüz bağ özelliklerinin belirlenmesi için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar duvar birimlerinin basınç dayanımı testlerini, üçlü (triplet) kesme testlerini ve Z-şekilli numune testlerini kapsamaktadır. Yapılan bu testler ile tuğla duvar bileşenlerinin mukavemet ve hasar mekanizmaları belirlenmiştir. Bu kısımdaki deneysel çalışmalar kullanılarak numunelerin ayrıntılı modellemeleri geliştirilmiş olup, duvar birimleri arayüz bağ mekanik özellikleri elde edilmiştir. Elde edilen parametreler duvar mikro modellerinin oluşturulmasında duvar bileşenlerinin arayüz bağ özelliklerini tanımlamada kullanılmıştır. Yaygın olarak kullanılan tuğla ve beton blok duvar elemanlarının düzlem içi yüklemeler altındaki mekanik davranışları ve hasar modları, duvarların malzeme özellikleri ve arayüz davranışı göz önünde bulundurularak incelenmiştir. Duvar hasar mekanizması sadece harç ve tuğla malzemelerine bağlı olmayıp, aynı zamanda tuğla ve harç arasındaki bağ mukavemeti ile de ilgilidir. Harcın duvar birimleri ile bağlantılı olduğu yüzeyde kırılma davranışını tanımlamak için kohezif model ve Coulomb yasası kullanılmıştır. Sayısal çalışmalar, mod I (açılma) ve mod II'nin (kayma) kırılma biçimlerinin bileşkesinden oluşan bir arayüz modeline dayanmaktadır. Sonlu elemanlar yöntemi Benzeggagh-Kenane karma mod kohezif metoda dayanır. Bu metot, düzlem içi yükleme altında sadece mod I ve sadece mod II'nin parametrelerine bağlı bileşkeden oluşur ve duvar birimi-harç arayüzünde kohezyona ve sürtünme sonrası hasar davranışına izin verir. Aslında, duvara etkiyen yükler, yatay ve düşey yüklerin birleşimidir ve bu bileşke yükler altında hasar meydana gelir. Bu nedenle, duvar birimi-harç arayüzünde göçme durumunu incelemek için yüksek mukavemetli duvar birimi ve harç türleri seçilmiş; ve Benzeggagh-Kenane karma modu, duvar birimi-harç arayüzü için kullanılmıştır. Sayısal sonuçlar, deneysel sonuçlarla başarıyla doğrulanmıştır. Bu çalışmanın temel amacı, tekrarlı yükler altında duvar yapılarının süneklik seviyesini ve yük taşıma kapasitesini arttırmak için duvarların hasar mekanizmasını tespit etmek ve sonunda TRCC kullanarak güçlendirme yöntemi geliştirmektir. Bu bağlamda, güçlendirme malzemesi olarak TRCC'nin, hasar görmüş yığma duvarların iyileştirilmesinde ve onarılmasında kullanımı incelenmiştir. Bu nedenle, seçilen delikli kil tuğla ve delikli beton bloklardan oluşan duvar tipleri, deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Yapılan duvar testleri neticesinde oluşan hasar modlarına göre geliştirilen iyileştirme yöntemlerinin etkinliği incelenmiştir. İyileştirme teknikleri, test edilen duvarların hasar modlarına göre adım adım geliştirilmiştir. Test sonuçlarından elde edilen duvar davranışlarına göre uygulanan iyileştirme yöntemleri geliştirilmiştir. Yeni bir iyileştirme yöntemi olarak da TRCC içinde bulunan sürekli liflere ek olarak, güçlendirmede kullanılan çimento harcı (ECC) kısa lifler ile güçlendirilmiştir. ECC (Engineering Cementituous Composites)'de kullanılan kısa lifler PVA malzemesinden üretimiştir. Yeni hibrit kompozit malzeme olarak da adlandırılan bu yöntemin, yatay yükler sebebiyle kesme hasarı oluşan duvarların iyileştirmesindeki kullanımı araştırılmıştır. Bu yeni hibrit kompozit malzemeyi kullanmanın temel amacı, hasarlı duvarların süneklik seviyesini daha da artırmak ve sismik yatay yüklere karşı duvara yeterli dayanımı sağlamaktır. Testleri gerçekleştirilen duvar tiplerinin sayısal çalışmalarında, duvar bileşenleri ve duvar deneylerinden elde edilen parametreler kullanıldı. Tuğla duvarın, beton blok duvarın ve iyileştirme uygulanmış duvarların sayısal analizleri mikro modelleme teknikleri ve analitik yaklaşımlarla geliştirildi. Sayısal çalışmalardan elde edilen sonuçlarla, iyileştirme yöntemleri uygulanan duvar davranışları hakkında daha detaylı veriler elde edilmiştir. Test edilen duvar sistemlerinin doğrusal olmayan davranışı, sonlu eleman programı olan ABAQUS yazılımı kullanılarak simüle edilip elde edilen sonuçlar deneysel verilerle doğrulanmıştır. Son olarak, TRCC'ler kullanılarak geliştirilmeye açık yeni duvar birimleri oluşturulmuştur. Üretilen TRCC birimlerinin davranışları mekanik olarak irdelenmiştir. Üretilen TRCC birimler süreksizlik noktası içermeyen ideal geometrik form olarak silindirik tüp şeklinde tercih edilmiştir. TRCC birimlerin üretimi için farklı malzeme ve örgü şekline sahip tekstil takviyeleri kullanılmıştır. TRCC tüp birimler, çimento esaslı harç malzemesine, farklı katman sayısında gömülü olarak bulunan tekstil malzemesinden oluşmaktadır. Farklı tekstil malzemesi ve farklı tabaka sayılarından oluşan TRCC birimler ayrı ayrı test edilmiştir. Testler, monotonik ve yarı-çevrimsel yükleme şemaları altında gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmaları yapılan TRCC tüp birimlerin her biri için sayısal analiz geliştirilmiş, gerilme ve hasar dağılımı incelenmiştir. TRCC silindirik tüplerin sonlu elemanlar analizi sonuçlarının deneysel sonuçlar ile uyumlu olduğu görülmüştür. Literatürde TRCC'lerin yapısal form oluşturmada kullanım alanı farklı şekillerde geliştirilmektedir. Bu çalışmada, TRCC tüp birimlerin bir araya getirilmesiyle oluşan yeni duvar formunda yük aktarımı, süneklik, enerji ve hasar durumunun incelenmesi için, duvar formunun yarı çevrimsel diyagonal basınç yüklemesi altında testi gerçekleştirilmiştir. Deney sonucunda yeni formun süneklik seviyesi ve hasar mekanizması incelenmiştir.