Prefabrike betonarme kolonlardan düz yüzeyli yuvalı temellere aktarılan yüklemenin sonlu elemanlar yöntemi ile doğrusal olmayan analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2011

Öğrenci: BURAK UYAROĞLU

Danışman: ÖZGÜR ANIL

Özet:

90'lı yılların başından itibaren, ülkemizin sanayi sektöründe yaşanan büyümeye bağlı olarak ilave üretim alanlarına ihtiyaç duyulmuş, buna paralel olarak da fabrika binası inşaatlarında artış yaşanmıştır. Sanayi yapıları, taşıyıcı sistemleri bakımından incelendiğinde çelik ve prefabrike betonarme sistemlerin kullanıldığı görülmektedir. Prefabrike betonarme bina maliyetinin çelik binalara göre daha düşük olması, yatırımcıları prefabrike betonarme yapılara yöneltmektedir. Prefabrike yapı elemanları çoğunlukla depremde zarar görmeyecek kadar yüksek dayanımlı olmalarına karşın birleşim bölgelerindeki zayıflıklar, bu yapıların depremde beklenmedik hasarlar görmesine neden olmaktadır. Bu konu ile ilgili geçmişte yapılan çalışmalar incelendiğinde, yapı elemanlarının birbirleri ile olan bağlantılarıyla ilgili çok sayıda deneysel ve analitik çalışma bulunmasına karşın yuvalı kolon – temel bağlantısının incelendiği çalışma yok denecek kadar azdır. Bu çalışma kapsamında, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak, çok sayıda bilgisayar modeli oluşturulması ve kolon ile soket duvarı arasındaki gerilme transfer mekanizmasının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda akademik alanda sıklıkla kullanılan ANSYS yazılımı kullanılmıştır. Öncelikle, Canha ve arkadaşları (2004) tarafından yürütülen, yuvalı temel kolon bağlantısının yatay ve düşey yükler altındaki davranışının incelendiği deneysel çalışmanın sonlu eleman modeli oluşturulmuş ve elde edilen sonuçlar, deney sonuçları ile karşılaştırılmış, oluşturulan sonlu eleman modelinin gerçeğe uygunluğu belirlenmiştir. Uygun analiz parametrelerinin tespitinden sonra, uygulamada sıklıkla kullanılan 400, 450, 500, 550 ve 600mm boyutlarındaki kare kesitli kolonlara ait yuva boyutları baz alınarak oluşturulan modellerin analizleri yapılmıştır. Modellere etkiyen yatay ve düşey yüklerin belirlenmesinde DBYYHY2007 ve TS498 hükümleri uygulanmıştır. Sonuç olarak; analizi yapılan 5 farklı boyuttaki modelin orta kesitindeki gerilme dağılımı incelenmiş, gerilmenin yuvanın alt ve üst ucunda, yaklaşık yuva derinliğinin yarısı yüksekliğinde bir bölgede ve üçgen biçiminde etkili olduğu görülmüştür. Elde edilen bu dağılım biçimi prefabrike betonarme yapılar yönetmeliğimizde (TS9967) önerilen gerilme aktarım mekanizması ile karşılaştırılmış, dağılımın TS9967'de verildiği gibi yuva derinliğinin üçte birinde ve düzgün yayılı biçimde olmadığı, yuva duvarının yaklaşık yarısında ve üçgen yayılı biçimde olduğu görülmüştür. Ayrıca çalışma sonucunda TS9967, DIN1045, Japon AIJ yönetmelikleri ile Canha vd. tarafından önerilen tasarım kuvvetleri, analizler neticesinde elde edilen gerilme değerleri ile karşılaştırılmış ve yuva tasarımında kullanılabilecek bir kuvvet formülü önerilmiştir. Gelecekte yapılacak olan çalışmalarda bu farklılığın olumlu ya da olumsuz yönlerinin tartışılması, varsa yönetmeliğimizin eksikliklerinin giderilmesi açısından faydalı olacaktır.