Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı / Yapı Mekaniği Bilim Dalı

A comparative study on nonlinear modeling of structural walls

Yapısal duvarların doğrusal olmayan modellemesi üzerine karşılaştırmalı çalışma

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 527878 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

The need for tall buildings increases day by day because of many reasons such as increase in population. Representing the behavior of tall buildings under seismic loads is a complicated problem. Thus, in structural engineering, performance based analysis and design approach is generally used for tall buildings which may require nonlinear analysis of buildings. In such an analysis, however, modeling of structural walls has several challenges especially for the ones with irregular cross sections. Therefore, this study mainly focuses on the comparison of different nonlinear modeling approaches for the structural walls. First, a calibration study was conducted. For this purpose, typical wall layouts were modeled with different modeling approaches and elastic linear analysis results were compared with the theoretical solutions. Results showed that finite element modeling approach is good enough for the elastic analysis of structural walls. Then, walls were modeled as distributed inelasticity (fiber) model with Perform3D and ETABS and also continuum model were created utilizing TNO Diana. The analyses results were compared with experimental results for rectangular and T-shaped walls. Results indicated that both modeling approaches can capture the behavior of planar walls under cyclic loading but fiber model over-estimate the capacity of the flanged walls. As a final step, 4 (squat wall) and 15 (slender wall) story buildings having a core wall were modeled elastically with ETABS and designed according to ASCE7-10 and ACI-318. These buildings were modeled nonlinearly with both Perform3D and TNO Diana. Behavior of the buildings was compared according to pushover and time history analyses. With this comparison it was seen that fiber modeling approach cannot capture the effect of shear cracks in concrete. Moreover, fiber model cannot correctly calculate the behavior of wall flanges under tension.

Summary:

Yüksek binalara olan ihtiyaç, nüfus artışı gibi birçok nedenden dolayı günbegün artmaktadır. Yüksek binaların deprem yüklerinin altındaki davranışının hesabı karmaşık bir problemdir. Bu yüzden, performansa dayalı analiz ve tasarım yaklaşımı genellikle yüksek binalar için kullanılmaktadır. Bu yaklaşım kimi zaman, doğrusal olmayan modelleme yapmayı gerektirmektedir. Ancak, özellikle dikdörtgen keside sahip olmayan duvarların modellenmesi hala çözülememiş bir sorundur. Bu nedenle, bu çalışmada yapısal duvarlar için farklı doğrusal olmayan modelleme yaklaşımlarının karşılaştırılmasına odaklanılmıştır. İlk olarak, bir kalibrasyon çalışması yapılmış, duvarlar için geliştirilmiş olan farklı modelleme yaklaşımları ile tipik duvar düzenleri modellenmiş ve elde edilen doğrusal sonuçlar ile teorik çözümler karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, sonlu eleman modelleme yaklaşımının yapısal duvarların doğrusal analizi için yeterince iyi olduğunu göstermiştir. Daha sonra, duvarlar için Perform3D ve ETABS ile yayılı fiber modeli ve ayrıca TNO Diana ile süreklilik modeli oluşturulmuş ve analizler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, dikdörtgen ve T-şekilli duvarlar için deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, her iki modelleme yaklaşımının, tersinir yükleme altında dikdörtgen duvarların davranışını yakalayabildiğini, fakat fiber modelinin, düzensiz duvarların kapasitesini fazla hesapladığını göstermiştir. Son olarak, bir çekirdek duvarına sahip 4 (bodur duvar) ve 15 katlı binalar ETABS ile elastik olarak modellenip, ASCE7-10 ve ACI-318 e göre tasarlanmıştır. Bu binalar, hem Perform3D hem de TNO Diana ile doğrusal olmayan şekilde modellenmiştir. Binaların davranışları, itme ve zaman alanında doğrusal olmayan analiz sonuçlarına göre karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmada fiber modelleme yaklaşımının kesme ve eğilme kaynaklı çatlama davranışını doğru hesaplayamadığı, çekme kuvveti altında duvar flanş bölgesinin davranışını da hatalı bir şekilde hesapladığı görülmüştür.