Çok Katlı Perdeli Sistemlerin Yatay Yüklere Göre Sonlu Elemanlarla Çözümü

Abstract

Bu tez çalışmasında perde sonlu eleman modeli kullanılarak, düşey taşıyıcı eleman olarak perdelerin yer aldığı yalnız perdelerden, perde-çerçevelerden oluşan yapı sistemlerinin elastik hesabı ile göçme yük parametresinin bulunması amacı ile yük artımı yöntemi anlatılmıştır. Yer değiştirme fonksiyonlarının seçiminde kat yüksekliği boyunca kübik değişim, kat hizasında ise rijit hareket nedeni ile doğrusal değişim kabul edilmiştir. İzotrop malzeme kabulü ile perde sonlu elemana ait şekildeğiştirme matrisi, rijitlik matrisi ve gerilme matrisi hesaplanarak tablolar halinde verilmiştir. Perde-çerçeveli yapı sistemlerinin elastik hesabı perde ve çubuklara ait düğüm noktası yer değiştirme parametrelerinin hepsini kapsayan ortak sistem eksen takımı tanımlanmıştır. Homojen, izotrop, ideal elasto-plastik malzeme kabulü yapılarak perdelere ait düğüm noktalarında düşey doğrultudaki şekildeğiştirme parametresinin elastik şekildeğiştirme sınırını aşması halinde plastikleşmenin başladığı kabul edilmiştir. Yalnız perdelerden oluşan sistemlerin lineer elastik olmayan şekildeğiştirmelerinin etkisini de dikkate alarak çözümü için önceden geliştirilen bir yöntem açıklanmıştır. Yöntemin sayısal uygulamaları için kullanılan Fortran programlama dilinde yazılmış, Microsoft Developer Studio da derlenmiş olan bilgisayar programı hakkında bilgi verilmiştir. Bilgisayar programlarından çeşitli durumlar için çözümler yapılmış ve elde edilen sonuçlar tablolar şeklinde karşılaştırılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.

In this study, a finite wall element model is used, in addition, for only shear walled or shear walled and framed structures using this finite wall element working as vertically load bearing element, the elastic solution for the analysis of structural systems and a method of load increments in order to calculate collapse safety are demonstrated. The displacement functions over the finite wall element are assumed as a cubic variation along the storey height and a linear variation in horizontal direction because of the rigid behavior of the floor slab. By the assumption of isotrop material, the deformation, stiffness and stress matrices of the finite shear wall element are obtained and tabulated in the thesis. For the elastic solution of the shear walled and framed structural system, a global coordinate system which includes the nodal displacements of both the finite shear wall and frame elements is redefined. The structural members are considered to be made of homogenious, isotrop and ideal elasto-plastic material. In nodes belonging to the finite wall elements, if the vertical deformation parameter, is exceeded the elastic deformation limit, this node is accepted as a plastic node. In order to analyse the system which has only the finite wall elements by considering nonlineer-elastic deformation s effects, a method which was developed in the past studies is proposed. The computer program which has been used for the numerical applications of the proposed load increment method for the structural systems that include the finite wall element is explained. Solutions for shear walled structure by considering several cases are given by tables to illustrate the used load increment method, using the computer programs. The conclusions obtained with this study are evaluated.