Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının Belirlenmesi



Benzer belgeler
Fiber Takviyeli Polimer (FRP) Uygulanan Betonarme Kirişlerde Moment-Eğrilik İlişkisi

MEVCUT BETONARME BİNALARDAKİ PERDE DONATI AYRINTILARI VE BİR AYRINTI İÇİN SONLU ELEMAN ANALİZİ

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

Perde Duvar ile Güçlendirilen Betonarme Çerçevenin ANSYS ve STA4- CAD Analiz Sonuçlarının Karşılaştırılması

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Kesmeye Karşı Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Deprem Davranışı

EKSENEL YÜK ETKİSİ ALTINDAKİ KARE KESİTLİ MANTOLANMIŞ KOLONUN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİYLE ANALİZİ

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

PERDELĠ BETONARME YAPILAR ĠÇĠN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALĠZ METOTLARI

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Dairesel Betonarme Kolonlarda Çatlamış Kesite Ait Etkin Eğilme Rijitliklerinin İrdelenmesi

RİSKLİ BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ ÜZERİNE BİR İNCELEME

SÜNEK OLMAYAN B/A ÇERÇEVELERİN, ÇELİK ÇAPRAZLARLA, B/A DOLGU DUVARLARLA ve ÇELİK LEVHALAR ile GÜÇLENDİRİLMESİ.

MEVCUT BİNALARDA DEPREM PERFORMANSLARININ AYRINTILI İNCELEME YÖNTEMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

BETONARME BİNALARDA SARGI DONATISI ETKİSİNİN YAYILI PLASTİK MAFSAL MODELİYLE İNCELENMESİ

Bazalt Lifli Donatının Yüksek Dayanımlı Betondaki Aderans Performansı

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

Mesnet Şartlarının Betonarme Kısa Kirişlerin Davranışına Etkisinin Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

Beton Basınç Dayanımın Yapısal Davranışa Etkisi

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

BASİT EĞİLME ETKİSİNDEKİ BETONARME ELEMANLARIN MOMENT-EĞRİLİK VE TASARIM DEĞİŞKENLERİ ÜZERİNE ANALİTİK BİR İNCELEME

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26(1): 1-6 (2010)

Betonarme Binalarda Çerçeve Süreksizliğinin Yapı Performansı Üzerindeki Etkileri

KİMYASAL ANKRAJ BULONLARININ KESME DAVRANIŞI SHEAR BEHAVIOR OF CHEMICAL ANCHOR BOLTS

Temeller. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

MONOTONİK YÜKLEME ETKİSİ ALTINDAKİ DİKDÖRTGEN KESİTLİ BETONARME KİRİŞLERİN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZİ

TUĞLA YIĞMA DUVARLAR İÇİN PERFORMANSA DAYALI BİR DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ

TİP BİR KAMU YAPISININ PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

BETONARME PERDELERİN BETONARME YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSINA ETKİLERİ

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

İlker KAZAZ. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

Beton Dayanımının Güçlendirilmiş Betonarme Kolonların Davranışına Etkisi. Effect of Concrete Quality to Response of Strengthened RC Column

BETONARME KOLONLARIN ETKİN KESİT RİJİTLİKLERİ ÜZERİNE YÖNETMELİKLERİN YAKLAŞIMLARI

Nautilus kalıpları, yerinde döküm yapılarak, hafifletilmiş betonarme plak döşeme oluşturmak için geliştirilmiş kör kalıp sistemidir.

Burulma Düzensizliğinin Betonarme Yapı Davranışına Etkileri

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

Betonarme Kirişlerin Etkin Eğilme Rijitliği Analizi ve Yönetmeliklerle Karşılaştırması

BETONARME KİRİŞLERİN ÇELİK LEVHALARLA KESMEYE KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ SHEAR STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITH STEEL PLATES

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

MEHMET PALANCİ ARAŞTIRMA GÖREVLİSİ

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

BETONARME YÜKSEK YAPILARDA DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ


Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Yapı Elemanlarının Davranışı

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

U Şekilli Betonarme Perdelerin Farklı Yatay Yük Etkileri Altında Doğrusal Olmayan Davranışı *

SÜREKLİLİK VE SÜREKSİZLİK DURUMLARINDA PERDE-ÇERÇEVE ETKİLEŞİMİ. İnşaat Y. Müh., Gebze Teknik Üniversitesi, Kocaeli 2

Çelik Lif ile Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Sonlu Eleman Yöntemiyle Modellenmesi

BETONARME YÜKSEK YAPILARIN DEPREM PERFORMANSINA BETONARME PERDE ORANIN ETKİSİ

CS MÜHENDİSLİK PROJE YAZILIM HİZMETLERİ EUROCODE-2'ye GÖRE MOMENT YENİDEN DAĞILIM

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DOĞRUSAL ELASTİK VE DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN HESAP YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

DEPREM YÖNETMELİĞİNDEKİ FARKLI ZEMİN SINIFLARINA GÖRE YAPI DAVRANIŞLARININ İRDELENMESİ

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Standart Lisans.

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt:11 Sayı:2 Yıl: Mayıs 2009 sh

HOMOJENLEŞTİRİLEN YIĞMA DUVARLARIN DOĞRUSAL OLMAYAN DAVRANIŞLARININ MODELLENMESİ MODELLING OF THE NONLINEAR BEHAVIORS OF THE HOMOGENIZED MASONRY WALLS

KENARA YAKIN EKİLEN KİMYASAL ANKRAJLARDA GÖÇME MODLARI FAILURE MODE OF CHEMICAL ANCHORS EMBEDDED TO NEAR EDGE

Kamu Yapılarının Deprem Kapasitelerinin Değerlendirilmesi

NETMELĐĞĐ. Cahit KOCAMAN Deprem Mühendisliği Şube Müdürü Deprem Araştırma Daire Başkanlığı Afet Đşleri Genel Müdürlüğü

BETONARME-I 5. Hafta KİRİŞLER. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

FARKLI KESİT GEOMETRİLERİNE SAHİP BETONARME KOLONLARIN DAVRANIŞININ İNCELENMESİ INVESTIGATION OF RC COLUMN BEHAVIOUR HAVING DIFFERENT GEOMETRY

Beton Sınıfının Yapı Performans Seviyesine Etkisi

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006 SOĞUK ÇEKİLMİŞ LEVHA MALZEMELERDE GERİLME ANALİZİ

MEVCUT BETONARME YAPILARDA KISA KOLON DAVRANIŞLARININ İYİLEŞTİRİLMESİ

KONUT TÜRÜ YAPILARDA AMAÇ DIŞI KULLANIM YÜKLERİNİN TEHLİKELİ SONUÇLARI

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

BETONARME YAPILARDA MALZEME DAYANIMI VE DETAYLANDIRMA ÖZELLİKLERİNİN SİSMİK HASAR ÜZERİNE ETKİSİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

FARKLI UÇ SARGI ŞEKİLLERİNİN PERDE DUVARLARIN MOMENT EĞRİLİK DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZİ (KURAMSAL ÇALIŞMA)

28. Sürekli kiriş örnek çözümleri

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Özel Konular

YAPILARIN ÜST RİJİT KAT OLUŞTURULARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

ÖRNEK 18 4 KATLI BETONARME PANSİYON BİNASININ GÜÇLENDİRİLMESİ ve DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN YÖNTEM İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME KİRİŞLERİN DEPREM DAVRANIŞI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

Döşemelerdeki Boşluk Konumunun Kayma Gerilmesine Etkisinin İncelenmesi Investigation of Effect of Slab Opening Location to the Shear Stress

DEPREM BÖLGELERĐNDE YAPILACAK BĐNALAR HAKKINDA YÖNETMELĐK (TDY 2007) Seminerin Kapsamı

BETONARME-I 3. Hafta. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

ORTA KATLI MEVCUT BETONARME YAPILARDA ÇEKİÇLEME DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

ÖNGERİLMELİ BOŞLUKLU DÖŞEME SİSTEMLERİNDE DİYAFRAM DAVRANIŞI

Yapısal Analiz Programı SAP2000 Bilgi Aktarımı ve Kullanımı. Doç.Dr. Bilge Doran

33. Üçgen levha-düzlem gerilme örnek çözümleri

ÇELİK ÇAPRAZ ELEMANLARLA GÜÇLENDİRİLEN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

DÜZCE İLİNDE 1999 YILINDAKİ DEPREMLERDE YIKILAN BETONARME BİNALARDA KULLANILAN BETONUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

TÜRKİYE DEKİ ORTA KATLI BİNALARIN BİNA PERFORMANSINA ETKİ EDEN PARAMETRELER

Mantolu Betonarme Kirişlerin Taşıma Gücünün Deneysel İncelenmesi

Transkript:

Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 7, Sayı: 1, 2011 (28-38) Electronic Journal of ConstructionTechnologies Vol: 7, No: 1, 2011 (28-38) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-issn:1305-631x Makale (Article) Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının Belirlenmesi İffet Feyza ÇIRAK *, Salih YILMAZ **, Hasan KAPLAN ** * Süleyman Demirel Üniversitesi Müh. Mim. Fak. İnşaat Müh. Böl., Isparta/TÜRKİYE ** Pamukkale Üniversitesi Müh. Fak. İnşaat Müh. Böl., Denizli/TÜRKİYE feyzacirak@sdu.edu.tr Özet Kimyasal ankrajlar farklı zamanlarda imal edilen yapı elemanlarının arasındaki yük aktarımının sağlanması için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ankrajların önemli bir kısmı da kayma etkilerine maruz kalmaktadır. Dolayısıyla, ankrajların kayma yükleri altındaki davranışlarının araştırılması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, farklı zamanlarda imal edilen yapı elemanlarının arasındaki yük aktarımını sağlayan ankrajların kesme davranışını belirlemek için farklı mühendislik disiplinlerinde yaygın şekilde kullanılan ANSYS yazılımı ile doğrusal olmayan modellemeler yapılmıştır. Programda girdi olarak kullanılan parametrelerde yapılan değişikliklerin sonuçlara olan etkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak, aynı model üzerinde bazı parametrelerde yapılan küçük değişikliklerin birbirinden çok farklı sonuçlar ortaya çıkarabileceği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Kimyasal Ankraj, Güçlendirme, Kayma Davranışı, Doğrusal Olmayan Analiz Abstract Determination of Nonlinear Shear Behavior of Anchor With Finite Element Software Chemical anchors are widely used to ensure transfer of the loads between the structural elements which are constructed at different times. A significant part of these anchors are exposed to shear loads. Therefore, investigation of the anchor behavior under shear loads is important. In this study, nonlinear modelling is verified for determining shear behavior of anchors ensuring load transfer between the structural elements constructed different times by using ANSYS Software that is widely used in different engineering disciplines. The effect of the changes in parameters used as input to the results is investigated. As a result, it is discussed that, small changes in input parameters on the same model can expose very different results. Keywords : Chemical Anchor, Strengthening, Shear Behavior, Nonlinear Analysis Bu makaleye atıf yapmak için Çırak İ.F., Yılmaz S., Kaplan H., Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının Belirlenmesi Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi 2011,7(1) 28-38 How to cite this article Çırak İ.F., Yılmaz S., Kaplan H., Determination of Nonlinear Shear Behavior of Anchor With Finite Element Software Electronic Journal of Construction Technologies, 2011,7(1) 28-38

Çırak İ.F., Yılmaz S., Kaplan H. Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 1. GİRİŞ Mühendislik uygulamalarında betonarme yapılar yaygın olarak tercih edilmektedir. Bu tür binaların tasarımı yapılırken, daha çok deneysel yöntem ve sonuçlara başvurulmaktadır. Ancak karmaşık ve büyük sistemlerin çözüm ve tasarımlarının gerçekleştirilmesinde sonlu eleman yöntemi de gerçekçi sonuçlar sağlayabilmektedir [1]. Bilgisayar sistemlerindeki gelişmeye paralel olarak yapısal analizlerde doğrusal olmayan yöntemlerin kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Ancak, yapılan bazı araştırmalarda kullanılan yazılımın dikkate aldığı bazı parametrelerin doğrusal olmayan davranışı ciddi miktarda değiştirebildiği gösterilmiştir [2]. Katı modelleme yapan bazı programlarla betonarme elemanların davranışına yönelik çalışmalar da yürütülmektedir [3]. Katı modelle yapılan çözümlerde sağlıklı sonuca ulaşabilmek için malzeme model ve davranışlarının ve mesnetlenme şartlarının bilgisayar yazılımlarına gerçekçi olarak yansıtılabilmesi gerekmektedir [4]. Yapılan literatür araştırmasında ANSYS ile betonarme elemanlarda yapılan çalışmaların eğilme davranışının araştırılması konusunda yoğunlaşma görülmektedir [1,5,6]. Ancak betonarme elemanlarda kesme davranışının hâkim olduğu durumlara yönelik ANSYS de yapılan çalışmalar ise sınırlı düzeydedir [7]. ANSYS ile yapılan çalışmalar incelendiğinde, açık ve kapalı çatlak yük aktarım katsayılarının sırasıyla 0.0001 ve 0.85 [5], 1 ve 1 [8] gibi farklı değerlerde alındığı görülmüştür. Ayrıca, Moaveni [6] çalışmasında, donatısız beton için açık ve kapalı çatlak yük aktarım katsayılarının sırasıyla 0.25 ve 0.70, donatılı normal dayanımlı betonda açık çatlak yük aktarım katsayısının sırasıyla 0.35-0.40, kapalı çatlak yük aktarım katsayısının ise 0.65; donatılı yüksek dayanımlı betonda açık çatlak yük aktarım katsayısının 0.75-0.80, kapalı çatlak yük aktarım katsayısının ise 0.90 olabileceğini ifade etmiştir. Önceki çalışmalar değerlendirildiğinde katı modellerle yapılan doğrusal olmayan analizde önerilen parametre aralıklarının oldukça geniş olabildiği görülmektedir. Bu çalışmada önceki çalışmalarda önerilen betonun göçme moduna ve sürtünme katsayılarına ait farklı değerlerde yapılan değişikliklerin analiz sonuçlarına etkileri incelenmiştir. 2. MALZEME ve METOT ANSYS yazılımı ile ölçüleri Şekil 1 de verilen modeller oluşturularak Tablo 1 de bulunan farklı parametreler için analizler yapılmıştır. Alttaki temel tabakası, beton kalitesi C10 olacak şekilde modellenmiş, 12 mm çapa sahip ankrajlar, 20 cm ara ile gömme derinliği 10 olacak şekilde ekilmiştir. Alttaki temel bloğu ile ankrajların arasındaki aderansın sağlanması için bağlayıcı olarak epoksi modellenmiş, yüksek dayanımlı beton olarak modellenen yükleme blokları ile ankrajların üzerleri kapatılmıştır. Şekil 1. ANSYS modelinde kullanılan eleman ölçüleri [9] 29

Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının B. Tablo 1. ANSYS modelinde kullanılan eleman parametreleri Parametre Analiz modeli detayları Temel beton sınıfı (C) C10 Blok beton sınıfı C25 Ankrajlar arası mesafe 20 cm Ankraj çapı (D, mm) 12 Ankraj derinliği (L) 10 ankraj çapı) Bu çalışmada, temel bloğu C10, ankraj çapı 12 mm ve ankrajın gömme derinliği 12 cm olan modelin kesme yükleri altındaki doğrusal olmayan davranışını araştırmak için analizler gerçekleştirilmiştir. 2.1. ANSYS Modelleri Çalışmada kullanılan ANSYS, doğrusal ötesi problemlerin çözümlerinde Newton-Raphson metodunu kullanan, çok çeşitli mekanik problemlerin tasarımında ve sayısal çözümünde kullanılabilen, sonlu eleman programıdır. Ayrıca, programda davranışın gerçeğe yakın olarak elde edilmesi için gerekli girdilerin kullanılmasına olanak tanıyan seçenekler de mevcuttur. 2.1.1.Malzeme modelleri ANSYS ile yapılan çözümlerde sonlu eleman boyutlarının küçülmesi ve buna bağlı olarak da sayılarının artması analiz zamanını oldukça uzatmaktadır. Analizi yapılacak modelde tanımlanması gereken eleman ve buna bağlı olarak da malzeme modeli sayısının çok fazla olmasının analizi daha da uzun ve karmaşık hale getireceği düşünüldüğünden, temel ve blok betonların donatıları ayrı bir malzeme olarak modellenmemiş, sadece beton içerisindeki donatı oranı malzeme özelliği olarak tanımlanmıştır. Ancak, davranışı incelenen eleman olması dolayısıyla ankraj donatıları modelde kullanılmıştır. Hem taban hem de yükleme bloklarında sargı etkisi dikkate alınmıştır. Sargılı beton modeli olarak Mander Modeli [10] seçilmiş ve hesaplamaları da Pamukkale Üniversitesi nde hazırlanan ve TÜBİTAK tarafından desteklenen 105M024 nolu proje kapsamında geliştirilen SEMAP adlı yazılım ile yapılmıştır [11]. Şekil 2. C10 temel beton modeline ait gerilme-şekil değiştirme diyagramı 30

Çırak İ.F., Yılmaz S., Kaplan H. Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 Şekil 3. C25 blok beton modeline ait gerilme-şekil değiştirme diyagramı C10 taban betonu için gerilme-şekil değiştirme diyagramı Şekil 2 de, C25 yükleme bloğu betonları için gerilme-şekil değiştirme diyagramları ise Şekil 3 de görüldüğü gibi idealleştirilerek ANSYS de tanımlanmıştır. Ankraj donatıları için deneysel olarak elde edilen ortalama gerilme-şekil değiştirme grafiği idealleştirilerek [9], Şekil 4 de verildiği şekli ile ANSYS modellerinde kullanılmıştır. Şekil 4. Ankraj donatısının eksenel gerilme-şekil değiştirme grafiği Betonarme elemanlar, özellikle büyük yükler altında doğrusal olmayan davranış sergileyen elemanlardır. Doğrusal olmayan analiz, yük adım adım etkiyerek ve her adımda da bir önceki adımda elde edilen sonuçlar kullanılarak analizin tamamlanması şeklinde gerçekleşir. Böylelikle yük-şekil değiştirme grafiği malzemenin doğrusal olmayan davranışını dikkate alacak şekilde elde edilebilir. Ankraj çubukları ve beton blok arasında kimyasal yapıştırıcı olarak epoksi kullanılmış, literatürde kesme etkisindeki ankrajlarda sıyrılma davranışı gözlendiğine dair bir kayıt bulunmadığından modellemede sıyrılma etkisi ihmal edilmiş, epoksi-beton ve epoksi-donatı arasında tam aderans olduğu kabulü yapılmıştır. Dolayısı ile sonlu eleman modeli hazırlanırken taban betonu epoksiye, epoksi de ankraj donatısına programda bulunan glue komutu ile yapıştırılarak modellenmiş, başka ara eleman tanımlanmamıştır. Bu çalışmada, beton ve ankraj donatısının malzeme özellikleri ayrı ayrı tanımlanmıştır. Betonarme elemanları oluşturan beton ve donatı elemanlarının modellenmesinde kullanılmak üzere, ANSYS sonlu 31

Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının B. eleman programının eleman kütüphanesinde yer alan elemanlar arasından beton ve epoksi için SOLID65 ve ankraj donatıları için SOLID 45 eleman tipleri seçilmiştir. SOLID 65, çekmede çatlama, basınçta ezilme, plastik deformasyon ve sünme özelliklerini barındıran 8 düğüm noktalı ve her düğüm noktasında da 3 serbestlik derecesi bulunduran katı elemandır (Şekil 5). Şekil 5. Solid 65 e ait sonlu eleman özellikleri SOLID 45 ise, plastisite, sünme, rijitlik, büyük dönme ve deformasyon yapabilme özelliklerini içinde barındıran 8 düğüm noktalı ve her düğüm noktasında da 3 serbestlik derecesi bulunduran katı elemandır.(şekil 6). 3. SAYISAL ÇALIŞMALAR 3.1. ANSYS Modelleri Şekil 6. Solid 45 e ait sonlu eleman özellikleri Analizi yapılan modellerde 5 farklı malzeme modeli tanımlanmıştır. Bunlardan ikisi temel ve yükleme bloklarının betonlarını ifade etmekte olup, biri ankraj ve temel betonunun arasında bulunan epoksiyi, biri ankraj donatısını, diğeri de rijit yükleme plakasını modellemek üzere kullanılmıştır: 1. Alttaki temel betonunu temsil eder. Burada 3 adet girdi vardır. Bunlardan birincisi, betonun doğrusal özelliğini tanımlayan başlangıç elastisite modülü-poisson oranı ilişkisi; ikincisi, betonun göçme şekline karar vermek için kullanılan göçme kriteri özellikleri; üçüncüsü ise, Mander Modeli kullanılarak betonun gerilme-şekil değiştirme ilişkisini ifade 32

Çırak İ.F., Yılmaz S., Kaplan H. Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 eden çok doğrusal (multilineer) elastik özelliğidir. Ayrıca temel betonu için sürtünme özelliği de tanımlanmaktadır. 2. Üstteki küçük blokları temsil eder. Birinci maddede sayılan özellikler, blok betonuna ait değerlerle ifade edilir. 3. Donatı ve temel betonu arasında bağlayıcı malzeme olarak kullanılan epoksiyi temsil eder. Burada 3 adet girdi vardır. Bunlardan birincisi, epoksinin doğrusal özelliğini tanımlayan başlangıç elastisite modülü-poisson oranı ilişkisi; ikincisi, epoksinin göçme şekline karar vermek için kullanılan göçme kriteri özellikleri; üçüncüsü ise, epoksinin gerilme-şekil değiştirme ilişkisini ifade eden çok doğrusal (multilineer) elastik özelliğidir. 4. Ankraj donatısını temsil eder. Burada 2 adet girdi vardır. Bunlardan birincisi, çeliğin doğrusal özelliğini tanımlayan başlangıç elastisite modülü-poisson oranı ilişkisi; ikincisi ise, deney sonuçlarından elde edilen çeliğe ait gerilme-şekil değiştirme ilişkisini ifade eden çok doğrusal (multilineer) elastik özelliğidir. 5. Analiz sırasında yüklemenin yapıldığı kısmı temsil eder. Burada 2 adet girdi vardır. Bunlardan birincisi, çeliğin doğrusal özelliğini tanımlayan başlangıç elastisite modülüpoisson oranı ilişkisi; ikincisi ise, deney sonuçlarından elde edilen çeliğe ait gerilme-şekil değiştirme ilişkisini ifade eden çok doğrusal (multilineer) elastik özelliğidir. Temel betonu yatay ve düşey ötelenmesi engellenecek şekilde mesnetlenmiştir. Çözüm süresini kısaltmak için ise programda bulunan simetri özelliği kullanılarak elemanın yarısı modellenmiştir (Şekil 7). Şekil 7. Yüklerin ve mesnetlerin model üzerinde görünümü ANSYS programında betonun göçme şekli tanımlanırken Willam-Warnke modeli [12] kullanılmaktadır. Bu model, betonun üç eksenli gerilme altındaki göçme şeklini temsil etmektedir. Ayrıca beton malzemesi açık ve kapalı çatlak kayma iletim katsayıları da programın istediği parametrelerdir. Bu çalışmada, tek bir model için (A1-A7) açık ve kapalı çatlak kayma iletim katsayıları değiştirilerek farklı analizler gerçekleştirilmiştir (Tablo 2). Çünkü literatüre bakıldığında açık ve kapalı çatlaklar için tanımlanan kayma iletim katsayılarının (ShrCf-Op, ShrCf-Cl) bile çok farklı aralıklarda kabul gördüğü gözlenmiştir [7]. Farklı temel ve ankraj kombinasyonları dikkate alınarak ve literatürde kabul gören sürtünme katsayıları da değiştirilerek çözümler artırıldığında, elde edilen sonuçların tamamının burada sunulmasının mümkün olmayacağı açıktır. ANSYS programı ile yapılan analizler tümü yerdeğiştirme kontrollü olarak gerçekleştirilmiştir. 33

Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının B. Tablo 2. ANSYS modellerinde kullanılan parametreler Model Açık Çatlak Katsayısı Kapalı Çatlak Katsayısı Sürtünme No Epoksi C10 C25 Epoksi C10 C25 Katsayısı A1 0.30 0.30 0.30 0.80 0.80 0.80 0.30 A2 0.40 0.0001 0.0001 0.80 0.70 0.70 0.30 A3 0.0001 0.0001 0.0001 0.85 0.70 0.85 0.29 A4 0.65 0.0001 0.0001 0.80 0.85 0.85 0.40 A5 0.0001 0.0001 0.0001 0.85 0.85 0.85 0.32 A6 0.65 0.0001 0.0001 0.80 0.85 0.85 0.30 A7 0.65 0.0001 0.0001 0.80 0.85 0.85 0.00 4. ANALİZ SONUÇLARI Şekil 8.8 de A1-A7 modelleri için yüklemenin ilk ve son adımlarında elde edilen çatlak dağılımı gösterilmiştir. Modellerin arasında ciddi bir davranış farkı gözlenmektedir. Örneğin, A6 ve A7 modelleri arasındaki tek fark sürtünmenin dikkate alınması ve alınmamasıdır. Buna rağmen hasar A6 elemanında temel betonunda iken, A7 de yükleme bloğunda görülmektedir. Bu modeller arasında sadece A1 ve A6 da taban betonunda hasar oluşmuştur. Diğer elemanların tamamında hasar yükleme bloğunda görülmektedir. Betondaki çatlak dağılımı incelendiğinde de daha büyük gerilme etkilerine maruz kalması beklenen ara yüzeye yakın bölgelerde önemli bir hasar oluşmazken hasarın büyük kısmının donatı uçlarına yakın bölgelerde oluştuğu görülmektedir. Tüm modellerin analizi sonunda elde edilen yük-yerdeğiştirme grafikleri Şekil 9 da gösterilmiştir. Hasar şekilleri birbirine benzeyen A1 ve A6 modellerinin dayanım ve rijitlikleri birbirinden oldukça farklıdır. 34

Çırak İ.F., Yılmaz S., Kaplan H. Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 Şekil 8. Analiz sonucunda elde edilen ilk ve son adımlardaki çatlak dağılımı 35

Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının B. Aynı model üzerinde sadece açık ve kapalı çatlak katsayıları ve sürtünme katsayılarının değiştirilmesiyle elde edilen kesme kuvveti-yerdeğiştirme eğrileri birbirinden çok farklı sonuçlar vermektedir. Kullanılan parametrelerde yapılan çok küçük değişikliklerin bile ciddi farklara neden olduğu ortadadır. Şekil 9. Farklı değişken parametrelerin kullanılması sonucu elde edilen kapasite eğrileri Birbirine çok benzer parametrelere sahip A3 ve A5 modelleri arasında da hem dayanım hem de rijitlik bakımından ciddi bir fark oluştuğu görülmüştür. 36

Çırak İ.F., Yılmaz S., Kaplan H. Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 A1 ve A2 analizlerine bakıldığında, açık çatlak iletim katsayılarında yapılan değişikliklerin hem kapasiteyi hem çatlak dağılımını ciddi şekilde etkilediği görülmüştür. 5. SONUÇ VE ÖNERİLER Bu çalışma kapsamında kayma etkisindeki kimyasal ankrajların doğrusal olmayan davranışlarının modellenmesi için ANSYS yazılımı kullanılmıştır. Yapılan çalışmada ANSYS modelleri üzerinde açık ve kapalı çatlak yük aktarım katsayıları ile sürtünme katsayısı değerleri değişken olarak modellenmiştir. Yapılan analizlerde bu değişkenlerdeki küçük değişimlerin bile analiz sonuçlarında büyük farklar oluşturduğu görülmüştür. Örneğin, A4, A6 ve A7 analizlerinde bütün malzemeler için açık ve kapalı çatlak yük aktarım katsayılarının aynı olup, sadece sürtünme katsayıları değiştirilmiştir. Ancak bu analizlere ait sonuçlar incelenecek olursa, hasar bölgelerinde ve kesme kuvveti-yerdeğiştirme eğrilerinde ciddi farklar olduğu görülmektedir. Elde edilen sonuçlar dikkate alındığında, ANSYS ile elde edilen sonuçların ankraj kapasitesinin belirlenmesi için sağlıklı olmayacağı görüşüne varılmıştır. Çalışmada elde edilen sonuçları destekler şekilde, literatürde ANSYS ile betonarme elemanlarda yapılan çalışmaların eğilme davranışının araştırılması konusunda yoğunlaştığı görülmektedir [1,5,6]. Betonarme elemanlarda kesme davranışının hâkim olduğu durumlara yönelik ANSYS de yapılan çalışmalar ise sınırlı düzeydedir [7]. 6. KAYNAKLAR 1. Barbosa, A., F., Riberio, G., O., 1998, Analysis of Reinforced Concrete Structures Using ANSYS Nonlinear Concrete Model, Computational Mechanics New Trends and Application, S. Idelsohn, E. Onate, and E. Dvorlin (editors), CIMNE, Barcelona, Spain. 2. İnel M., Özmen, H.B., 2006, Effect of Initial-Phase Seismic Assessment Parameters of Existing Buildings on Structural Behaviour, 1st European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, September 3-8 (Paper Reference 173), Geneva, Switzerland. 3. Sivri, M., Kaltakçi, M.Y., Kuyucular, A., Yavuz, G., 2011, Kısmi Betonarme Perde İle Güçlendirilmiş Betonarme Çerçeve Sistemlerin Sonlu Eleman Nanlineer Analizi, 7. Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İTÜ. 4. Anıl, Ö., Belgin, Ç., 2007, Monolitik Yükleme Etkisi Altındaki Dikdörtgen Kesitli Betonarme Kirişlerin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Doğrusal Olmayan Analizi, Gazi Üniv. Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22, 1, 191-197. 5. Benli, A., Türk, K., Calayır, Y., 2008, Kendiliğinden Yerleşen Betondan Üretilmiş Kirişlerin Aderans Dayanımının Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi, 20(4), 599-607. 6. Moaveni, S., 1999, Finite Element Analysis, Prentice-Hall Inc. 7. Thomas, J., Ramaswamy, A., 2006, Nonlinear Analysis of Shear Dominant Prestressed Concrete Beams Using ANSYS, International ANSYS Conference Proceedings 8. Büyükkaragöz, A., Kopraman, Y., 2008, Eksenel Yük Etkisi Altındaki Kare Kesitli Mantolanmış Kolonun Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Analizi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Dergisi, 23,2, 309-315. 37

Teknolojik Araştırmalar: YTED 2011 (1) 28-38 Sonlu Eleman Yazılımı İle Ankrajın Doğrusal Olmayan Kesme Davranışının B. 9. Yılmaz S., Çetinkaya, N., Çalışkan, Ö., Çırak, İ. F., 2010, Dış Perde Duvar İle Güçlendirme Yönteminde Ankraj Uygulamalarının Deneysel Olarak Araştırılması, TÜBİTAK Araştırma Projesi, Proje No: 107M572, Denizli. 10. Mander, J.B., Priestley, M.J.N., Park, R.1988. Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete. Journal of Structural Engineering, ASCE, 114(8), 1804-1826. 11. İnel, M., Özmen, H.B., Bilgin, H., 2007, Betonarme Elemanların Doğrusal Ötesi Davranışlarının Bilgisayar Ortamında Modellenmesi, SEMAP. TUBİTAK Araştırma Projesi, Proje No: 105M024, Denizli. 12. Willam, K., J., Warnke, E., P., 1974, Constitutive Model for the Tri-axial Behavior of Concrete, IABSE, Report No.19, Bergamo, 1-30. 13. Celep, Z., Kumbasar, N., 2005, Betonarme Yapılar, İstanbul. 14. Celep, Z., 2008, Betonarme Taşıyıcı Sistemlerde Doğrusal Olmayan Davranış ve Çözümleri, İstanbul. 15. Çalışkan, Ö. 2010. Mevcut Betonarme Binaların Dış Perde Duvar İle Güçlendirilmesinde Ankraj Uygulamalarının Deneysel Olarak Araştırılması. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 135s, Eskişehir. 16. Çırak, İ.F., 2011, Güçlendirme Perdeleri İle Mevcut Yapı Elemanları Arasındaki Kayma Davranışının Modellenmesi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 134s, Isparta. 17. Ersoy, U., Özcebe, G., 2004, Betonarme, İstanbul. 18. Fabbrocino, G.,Verderame, G.M., Manfredi, G., 2005, Experimental Behaviour of Anchored Smooth Rebars in Old Type Reinforced Concrete Buildings,Engineering Structures, 27, 1575 1585. 19. Kent, D.C., Park, R., 1971, Flexural Members with Confined Concrete, Journal of the Structural Div., ASCE, V.97, ST7. 38