Yüksek sıcaklık etkisine maruz kalmış bir yapı sisteminin deprem etkileri altındaki davranışının incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ELİF NAZLI KÜÇÜK
Danışman: Oğuz Akın Düzgün
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Yapı malzemelerinin termal ve mekanik özellikleri, yüksek sıcaklıklara maruz kaldıklarında değişmektedir. Yüksek sıcaklıklara maruz kalan yapı elemanlarının yük altında nasıl davranacağını bilmek çok önemlidir. Bu çalışmada, dört katlı ve dört açıklıklı betonarme bir yapı sistemi ele alınmış ve bu yapı sisteminin farklı zaman periyotlarında yüksek sıcaklıklara maruz kaldığı kabul edilerek deprem performansındaki değişikliklerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Öncelikle ele alınan betonarme yapı sisteminin taşıyıcı elemanları ANSYS yazılımı kullanılarak modellenmiş ve standart yangın eğrisine (ISO 834) maruz kaldığı varsayılarak termal analizler gerçekleştirilmiştir. Termal analizler sonunda betonarme elemanların kesitlerindeki sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Termal analiz sonuçları literatürde yayınlanan sonuçlarla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Elde edilen sıcaklık dağılımları kullanılarak, betonarme eleman kesitleri için kesit analizleri gerçekleştirilmiş ve moment-eğrilik ilişkileri elde edilmiştir. Daha sonra yapı sistemi üç boyutlu olarak modellenerek Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018)'ne uygun olarak sabit tek modlu itme analizine tabi tutulmuş ve buradan elde edilen taban kesme kuvveti-tepe yer değiştirme ilişkileri kullanılarak sistemin şekildeğiştirme kapasite eğrisi elde edilmiştir. Elde edilen kapasite eğrisinin başlangıç teğetinin talep eğrisini kestiği nokta belirlenmiş ve TBDY 2018'de verilen formüller kullanılarak tepe yatay yer değiştirmesi istemi hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar yüksek sıcaklıklara maruz kalmamış yapı sisteminin davranışıyla karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Bulgular: Elemanın yüksek sıcaklığa maruz kaldığı süre arttıkça, elemanı oluşturan malzemelerin dayanımları ve elastisite modüllerinde düşüş yaşanması dolayısıyla elemanların moment ve normal kuvvet taşıma kapasitelerinde de azalma gözlenmiştir. Yüksek sıcaklıklara maruz kalma süresi arttıkça, doğrusal olmayan elastik yerdeğiştirme kapasitesi ve taban kesme kuvveti azalmakta, yangının zemin kata yakın katlarda oluşması taban kesme kuvvetindeki azalmanın daha belirgin olmasına sebep olmaktadır. Ayrıca, sistemin taşıyıcı elemanlarını oluşturan malzemelerde gerçekleşen dayanım kayıpları ve buna bağlı olarak plastik mafsal oluşumunun normale göre daha çabuk gerçekleşmesi nedeniyle sistemin yük taşıma kapasitesi ve rijitliğinde azalma meydana gelmiştir. Zemin katta yangın çıkması durumunda, yapı sistemi 45 dakikaya kadar güvenli bölgede kalabilirken 60 dakika sonrasında hedef performansını sağlayamaz duruma gelmiştir. Diğer taraftan, 1. normal katta yangın çıkması durumunda, yapı sistemi 30 dakika boyunca güvenli bölgede kalabilmiş fakat 45 dakika sonrasında hedef performansını sağlayamaz duruma gelmiştir. 2. ve 3. normal katlarda yangın çıkması durumunda, yapı sistemi 90 dakika sonunda hala güvenli bölgede kalmayı başarmıştır. Sonuç: Yüksek sıcaklıklara maruz kalmış betonarme bir yapının deprem davranışı olumsuz etkilenmektedir. Yüksek sıcaklıklara maruz kalma süresi arttıkça bu durum daha da belirginleşmektedir. Anahtar Kelimeler: Betonarme elemanlar; yüksek sıcaklık; termal özellikler; mekanik özellikler; kesit analizi; sonlu elemanlar; itme analizi