Yapıların statik ve dinamik yükler etkisindeki doğrusal olmayan davranışlarının incelenmesi

Mevcut deprem yönetmeliklerinde yer alan lineer statik yöntemler, uygulama mühendislerince binaların analiz ve tasarım amaçları için sıkça kullanılmaktadır. Bununla birlikte, deprem yükü azaltma katsayısı kullanılarak azaltılmış bir deprem yüküne göre tasarlanmış binaların, tasarım depremine maruz kaldıklarında elastik ötesi bir davranış göstermeleri beklenmektedir. Şiddetli bir deprem altında göçmeyi önlemek için bir binanın yeterli dayanım ve sünekliğe sahip olması istenir. Mevcut deprem yönetmeliklerine göre tasarlanmış bir binanın güvenliği elastik olmayan uygun bir analiz yöntemiyle de belirlenebilir. Binaların doğrusal olmayan modellemesi yapılırken, genellikle toplanmış ve yayılı plastik mafsal modelleri kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında betonarme yapıların statik ve dinamik yükler altındaki davranışı yayılı plastik mafsal modeli (fiber eleman modeli) kullanılarak incelenmiştir. Tez çalışmasının birinci bölümünde betonarme malzemenin özellikleri, binaların deprem davranışını etkileyen parametreler, çalışmasının amacı ve kapsamı ifade edilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde yayılı ve toplanmış plastik mafsal modellerini kullanarak yapılan çalışmalar sunulmuştur. Çalışmanın üçüncü bölümünde yapı sistemlerinin doğrusal olmayan davranışları ve nedenleri hakkında bilgi verilmiştir. Tez çalışmasının dördüncü bölümünde yayılı plastik mafsal ve toplanmış plastik mafsal modelinin teorik kısmı ile ilgili bilgi verilmiştir. Çalışmanın beşinci kısmında yayılı ve toplanmış plastik mafsal modellerini kullanarak sayısal uygulamalar yapılmıştır. Bunun için birbirinden farklı, betonarme yapılar tasarlanarak doğrusal olmayan dinamik ve statik itme analizleri yapılmıştır. Dinamik analizler için seçilen ivme kayıtları kullanılmıştır. Tez çalışmasının birinci nümerik uygulamasında, toplanmış plastik mafsal ve yayılı plastik mafsal modelleri kullanılarak çerçeveli bir sistemin statik itme analizleri farklı yanal yük şekilleri için yapılmış ve bu mafsal modelleri için bir karşılaştırma yapılmıştır. İkinci sayısal çalışmada ise, seçilen bir çerçeve sisteminde yayılı plastik mafsal modeli kullanılarak zemin sınıfı etkisinin oluşturduğu hasarlar incelenmiştir. Bunun için Türk Deprem Yönetmeliği'nde (DBYBHY–2007) zemin sınıfları için tanımlanan tasarım spektrumlarına göre seçilen deprem kayıtları ölçeklendirilmiş ve doğrusal olmayan dinamik analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda seçilen yapı modelinde oluşan hasarlar belirlenmiştir. Ayrıca bu yapı modellerinin statik itme analizi yapılarak, doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Üçüncü sayısal uygulamada, betonarme yapı sistemlerinin artan yanal statik yükler altındaki davranışı yönetmeliğe uygun sargı donatısının bulunup bulunmaması ve farklı beton basınç dayanımları dikkate alınarak yayılı plastik mafsal modeliyle incelenmiştir. Bunun için 11 katlı, 4 açıklıklı sırasıyla C20, C25, C30 ve C35 beton dayanımlarına sahip betonarme yapı sistemleri tanımlanmıştır. Seçilen bu yapı sistemlerinin kolon ve kirişlerindeki sıklaştırmalar DBYBHY–2007'ye uygun ve uygun olmayan şekilde dikkate alınarak karşılaştırmalar yapılmıştır. Dördüncü sayısal çalışmada ise, Türk Deprem Yönetmeliği ve Eurocode–8 yönetmeliğinde tanımlanan tasarım spektrumları kullanılarak bir karşılaştırma yapılmıştır. Bunun için her iki yönetmelikte tanımlanan tepki spektrumlarına göre seçilen deprem kayıtları ölçeklendirilmiş ve yayılı plastik mafsal modeli kullanarak doğrusal olmayan dinamik analizler yapılmıştır. Yapısal hasarlar, elde edilen sonuçlara göre değerlendirilmiştir. Bu tez çalışmasıyla, betonarme yapıların doğrusal olmayan statik ve dinamik analizlerinde yayılı plastik mafsal modelinin uygulanabilirliği gösterilmeye çalışılmış ve gelecek çalışmalara kaynak olması hedeflenmiştir.