Betonarme yapılarda beton basınç dayanımıının yapı dinamik davranışına etkisi

Abstract

Dinamik yük, zamana bağlı olarak büyüklüğü değişen yük demektir. Yapıya aniden etkiyip kısa sürede büyük değişim gösteren yük (kuvvet) olarak da tanımlanabilir. Yapılarda statik kuvvetlerin yanı sıra dinamik kuvvetler de çok önemli bir yere sahiptir. Hatta statik ve dinamik yüke karşı verilen tepkiler kıyaslandığında dinamik kuvvetlere verilen tepkilerin daha fazla olduğu bilinmektedir. Dinamik kuvvetlerin en etkilisi ise deprem kuvvetleridir. Deprem kuvveti yatay hareketler oluşturmaktadır. Ülkemiz ve dünyada deprem kuvvetinin yapılarda önemi yadsınamaz bir gerçektir. Projelendirmede deprem kuvveti dikkate alınmadığı takdirde, özellikle betonarme yapılar son derece olumsuz etkilenebilmektedir. Bu yüzden deprem mühendisliğinde yapılara etkiyen kuvvetlerin etkisinin nasıl iyileştirilebileceğine dair birçok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalarda kullanılan deneysel yöntemlerden biri sarsma tablası deneyleridir. Sarsma tablası deneyi sonucunda deprem kuvveti altındaki yapının kapasitesi, dinamik karakteristikleri belirlenmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında, sarsma tablası üzerinde zorlanmış kuvvetlerle farklı beton basınç dayanımına sahip kolon numunelerin sarsılması gerçekleştirilmiştir. Çalışmada 6 adet farklı beton basınç dayanımına sahip kolon numunesi 1/3 ölçeklendirme ile hazırlanmıştır. Hazırlanmış olan betonarme kolon numunelerin çelik sınıfı ve geometrik boyutları aynı olarak tasarlanmıştır. Sarsma tablasında zorlanmış titreşime maruz kalan bu betonarme kolon numunelerden elde edilen verilerin filtreleme ve analiz işlemleri yapılarak FRF grafikleri elde edilmiş, dinamik karakteristikleri belirlenmiştir. Betonarme elemanların en temel malzemesi olan betonun sınıflandırmasının deprem etkisi altında frekans ve sönüm oranına etkileri belirlenmiştir. Numuneler arasında karşılaştırmalar yapılarak uygulama ve analizle ilgili çeşitli sonuçlara varılmıştır. Deney sonucunda beton basınç dayanımı en yüksek numunenin (SN-06) en düşük numuneye (SN-01) oranına göre frekans değerinin %8,08 arttığı, sönüm oranının ise %30,98 azaldığı görülmüştür. Beton basınç dayanımı ile frekansın doğru orantılı, sönüm oranının ise ters orantılı olduğu kanıtlanmıştır.

Dynamic load means a load whose size varies over time. It can also be defined as the load (force) that suddenly affects the structure and changes greatly in a short time. In addition to static forces, dynamic forces also have a very important place in structures. In fact, it is known that when the responses against static and dynamic loads are compared, the responses to dynamic forces are found to be higher. Earthquake forces are the most impactful of dynamic forces. Earthquake force creates horizontal movements. The importance of earthquake force in buildings in our country and in the world is an undeniable fact. If the earthquake force is not taken into account in the project, especially reinforced concrete structures can be affected extremely negatively. For this reason, many researches are carried out on how to improve the effect of forces acting on structures in earthquake engineering. One of the experimental methods used in these studies is shaking table experiments. As a result of the shaking table test, the capacity and dynamic characteristics of the structure under earthquake force are determined. In this thesis study, the shaking of column samples with different concrete compressive strengths was carried out with the forced forces on the shaking table. In the study, 6 column samples with different concrete compressive strength were prepared with 1/3 scaling. The steel class and geometric dimensions of the reinforced concrete column samples were designed as the same. Filtering and analysis of the data obtained from these reinforced concrete column samples, which were subjected to forced vibration on the shaking table, were performed and FRF graphs were obtained, and their dynamic characteristics were determined. The effects of the classification of concrete, which is the most basic material of reinforced concrete elements, on frequency and damping rate under earthquake effect were determined. Comparisons between the samples were made and various conclusions were reached regarding the application and analysis. As a result of the experiment, it was seen that the frequency value increased by 8,08% and the damping ratio decreased by 30,98%, compared to the ratio of the sample with the highest compressive strength (SN-06) to the sample with the lowest (SN-01). It has been proven that concrete compressive strength and frequency are directly proportional and damping ratio is inversely proportional.