Static Capacity Curves of Reinforced Concrete Structures Exposed to High Temperature Effects


Creative Commons License

Küçük E. N., Düzgün O. A.

Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, cilt.15, sa.Special Issue I Özel Sayı, ss.110-123, 2022 (Hakemli Dergi) identifier

Özet

Bu çalışmada, yüksek sıcaklığa maruz kalmış betonarme bir yapı sisteminin sismik performansı araştırılmıştır. Bu amaç doğrultusunda 4 katlı ve 4 açıklıklı betonarme bir yapı tasarlanmıştır. Öncelikle kolon ve kiriş elemanlar ANSYS yazılımı kullanılarak modellenmiş ve daha sonra betonarme elemanların kesitlerindeki sıcaklık dağılımlarını elde etmek için standart yangın eğrisine maruz kaldıkları varsayılarak termal analiz yapılmıştır. İkinci olarak betonarme eleman kesitleri için kesit analizleri yapılmış ve moment-eğrilik ilişkileri elde edilmiştir. Son olarak, üç boyutlu (3B) yapısal sistem modellenmiş ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği'ne (TBDY 2018) uygun olarak statik itme analizi yapılmıştır. Sonuçlar, yüksek sıcaklığa maruz kalma süresi arttıkça inelastik yer değiştirme kapasitesinin arttığını ve taban kesme kuvveti değerlerinin azaldığını göstermiştir. Sonuçlar ayrıca yangın olayının konumundan da etkilenmiştir. Ayrıca plastik mafsallar yangın öncesi duruma göre daha hızlı meydana gelerek sistemin yük taşıma kapasitesinde ve rijitliğinde azalmaya neden olmuştur.

Anahtar Kelimeler: Betonarme elemanlar, Yüksek sıcaklık, İtme analizi, Kesit analizi, Sonlu elemanlar.

In this study, it is aimed to investigate the seismic performance of a reinforced concrete (RC) structural system exposed to high temperatures. For this purpose, an RC structure with 4 stories and 4 spacings was designed. First of all, column and beam elements were modeled by using ANSYS software, and then, thermal analysis was performed assuming that they were exposed to the standard fire curve to obtain the temperature distributions in the cross-sections of the reinforced concrete elements. Secondly, the sectional analyses were performed for the reinforced concrete element sections and moment-curvature relations were obtained. Finally, the three-dimensional (3D) structural system was modeled and static pushover analysis was carried out in accordance with the Turkish Building Earthquake Code (TBEC 2018). The results showed that as the exposure time to high-temperature increases the inelastic displacement capacity and the base shear force values decrease. The results were also affected by the location of the fire event. Besides, plastic hinges occurred more quickly than the situation before the fire event, resulting in a decrease in the load-carrying capacity and stiffness of the system.

Keywords: RC elements, High temperatures, Pushover analysis, Sectional response, Finite elements.