Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Investigation of infill wall modelling techniques on a substandard reinforced concrete frame

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 1, 147 - 162, 01.12.2020
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.673866

Öz

Infill walls are mostly considered as distributed load only on the beams in the design and assessment of RC buildings. However, it has been emphasized by many researchers that the infill walls have a considerable impact on the seismic behavior of reinforced concrete frames. The infill walls can cause brittle shear damages at the ends of the boundary columns during the earthquake. The column shear damage can even lead to total collapse of reinforced concrete buildings. Therefore, considering the infill walls in analytical models is essential for achieving realistic structural design and assessment. Hence the infill wall modeling method should satisfactorily reproduce the internal forces that are developed in the frame columns. In this study, the experimental results of an infilled RC frame were used to investigate the effectiveness of infill wall modeling techniques by comparing with the analytically obtained cyclic response of the tested frame. Analytical modelling of infill walls was made by considering four different force-displacement relations and six different geometric modelling techniques. The most appropriate modelling technique is sought through the investigated ones that has the closest results with the cyclic response of the tested frame. Moreover, a parallel two-strut model was proposed as an original infill wall modelling technique.

Kaynakça

  • Referans1 Tunaboyu O., and Avşar Ö., Seismic Repair of Captive-Column Damage with CFRPs in Substandard RC Frames, Structural Engineering and Mechanics, 61 (1), 1-13, 2017.
  • Referans2 Crisafulli, F.J. ve Carr, A.J., Proposed Macro Model for the Analysis of Infilled Frame Structures, Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 40 (2), 67-77, 2007.
  • Referans3 Kaushik, H.B., Rai, D.C. ve Jain, S.K., A Rational Approach to Analytical Modeling of Masonry Infills in Reinforced Concrete Frame Builgings, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing-China, October 12-17, 2008.
  • Referans4 Ghosh, R. and Kumar, M., Evaluation of Macro Models for Masonry-Infilled Reinforced Concrete Frames, 13^th North American Masonry Conference, Salt Lake City/Utah-USA, 1029-1041, June 16-19, 2019.
  • Referans5 Timurağaoğlu, M.Ö., Doğangün, A. ve Livaoğlu, R., Comparison of Different Analytical Models of Infilled RC Frame, III International Conference on Engineering and Natural Science, Budapest-Hungary, May 3-7, 2017.
  • Referans6 Trapani, F.D., Macaluso, G., Cavaleri, L. and Papia, M., Masonry Infills and RC Frames Interaction: Literature Overview and State of the Art of Macromodeling Approach, European Journal of Environmental and Civil Engineering, 19 (9), 1059-1095, 2015.
  • Referans7 Tunaboyu, O., Kısa Kolon Oluşumuna Neden Olabilecek Boşluksuz Dolgu Duvarlı Betonarme Çerçeve Davranışının Analitik ve Deneysel Yöntemlerle İrdelenmesi, Doktora Tezi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, 2017.
  • Referans8 Sattar, S., Eeri, M. and Liel, A.B., Seismic Performance of Nonductile Reinforced Concrete Frames with Masonry Infill Walls-II: Collapse Assesment, Earthquake Spectra, 32 (2), 819-842, 2016.
  • Referans9 Mehrabi, A.B., Shing, P.B., Schuller, M.P. and Noland, J.L., Experimantal Evaluation of Masonry Infilled RC Frames, Journal of Structural Engineering, 122 (3), 228-237, 1996.
  • Referans10 Panagiotakos, T. B. & Fardis, M. N., Seismic Response of Infilled RC Frames Structures, Eleventh World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco-Mexico, Paper No. 225, June 23-28, 1996.
  • Referans11 Bertoldi, SH., Decanini, L., Gavarini, C., Telai tamponati soggetti ad azioni sismiche, un modello semplificato: Confronto sperimentale e numerico (Infilled frames subjected to seismic actions, a simplified model: Experimental and numerical comparison), Atti del 6 Convegno Nazionale ANIDIS (Proceedings of the 6th national conference on seismic engineering ANIDIS), Perugia-Italy, 815-824, 1993.
  • Referans12 Tsai, M. ve Huang, T., Numerical Investigation on the Progressive Collapse Resistance of an RC Building with Brick Infills Under Column Loss, World Academy of Sience Engineering and Technology, 5 (10), 483-490, 2011.
  • Referans13 Sevil, T., Baran, M. ve Canbay, E., Tuğla Dolgu Duvarların B/A Çerçeveli Yapıların Davranışına Etkilerinin İncelenmesi; Deneysel ve Kurumsal Çalışmalar, International Journal of Engineering Research and Development, 2 (2), 35-42, 2010.
  • Referans14 American Concrete Institute 318M-11, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, American Concrete Institute (ACI), Detroit-USA, 2011.
  • Referans15 Kaushik, H. B., Rai, D. C. and Jain, S. K., Stress-Strain Characteristics of Clay Brick Masonry Under Uniaxial Compression, Journal of Materials in Civil Engineering, 19(9), 728-739, 2007.
  • Referans16 Akansel, V.H., Yakut, A. ve Gülkan, P., Effects of Openings on Collapse Risk of Infilled Buildings, 4th International Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Anadolu University-Eskişehir-Turkey, October 11-13, 2017.
  • Referans17 Ezzatfar, P., Binici, B., Kurc, O., Canbay, E., Sucuoglu, H. and Ozcebe, G., Application of Mesh Reinforced Mortar For Performance Enhancement of Hollow Clay Tile Infill Walls, Seismic Evaluation and Rehabilitation of Structures, Springer International Publishing, 26, 171–186, 2014.
  • Referans18 FEMA 356, Prestandart and Commentary for The Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington-USA, 2000.
  • Referans19 Begimgil, M., Tuğla Duvarların Kayma Dayanımının Güçlendirilmesi Üzerine Deneysel ve Analitik Bir Çalışma, Türkiye İnşaat Mühendisliği 11. Teknik Kongresi, 167-181, 1991.
  • Referans20 Kakaletsis, D. J. and Karayannis, C. G., Influence of Masonry Strength and Openings On Infilled R/C Frames Under Cycling Loading, Journal of Earthquake Engineering, 12 (2),197-221, 2008.
  • Referans 21 Crisafulli, F. J., Seismic Behaviour of Reinforced Concrete Structures with Masonry Infills, PhD Thesis, University of Canterbury, Department of Civil Engineering, Christchurch, 1997.
  • Referans 22 Chrysostomou, C.Z., Effects of Degrading Infill Walls on the Nonlinear Seismic Response of Two-Dimensional Steel Frames, PhD thesis, Cornell University, Ithaca (NY), 1991.
  • Referans 23 Syrmakezis, C. A. and Vratsanou, V. Y., Influence of Infill Walls to RC Frames Response, Proc., 8th European Conference on Earthquake Engineering, European Association for Earthquake Engineering (EAEE), Istanbul-Turkey, 47–53, 1986.
  • Referans 24 König, G., The State of the Art in Earthquake Engineering Research, Experimental and Numerical Methods in Earthquake Engineering, Inj. Donea and P.M. Jones (Eds.), 2, 1-22, 1991.
  • Referans 25 Stafford Smith, B. and Carter, C., A Method of Analysis for Infilled Frames, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 44 (1), 31-48, 1969.
  • Referans26 Öztürkoğlu, O., Uçar, T. ve Yeşilce, Y., Kısmi Boşluklu Dolgu Duvarların Betonarme Binaların Deprem Davranışına Etkisinin İncelenmesi, Uluslararası Burdur Deprem ve Çevre Sempozyumu, Burdur-Türkiye, 123-133, 7-9 Mayıs, 2015.
  • Referans27 DBYBHY, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, 26454 Sayılı Resmi Gazete, Ankara, 2007.

Dolgu duvar modelleme tekniklerinin standart-altı betonarme bir çerçeve üzerinde irdelenmesi

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 1, 147 - 162, 01.12.2020
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.673866

Öz

Dolgu duvarlar genellikle kirişlerin üzerindeki yayılı yük olarak betonarme hesaplara dahil edilmektedir. Ancak, dolgu duvarların betonarme çerçevelerin davranışına etkilerinin olduğu birçok araştırmacı tarafından vurgulanmıştır. İyi dayanımlı boşluksuz dolgu duvarlar deprem sırasında kenar kolonlarda gevrek kesme hasarları oluşturabilmektedir ve bu hasar betonarme yapının tamamen göçmesine dahi sebep olabilmektedir. Dolayısıyla, gerçekçi yapı davranışının elde edilebilmesi için dolgu duvarların analitik modele dahil edilmesi büyük önem arz etmektedir. Dolgu duvar modelleme yöntemi ile çerçeve kenar kolonlarda neden olacağı iç kuvvetlerin gerçeğe yakın bir şekilde hesaplanabilmesi gerekmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada laboratuvar ortamında test edilmiş dolgu duvarlı standart-altı betonarme bir çerçevenin tersinir tekrarlı yükler altında elde edilen kapasite eğrisi ve çerçeve kolonlarında oluşan yapısal hasarları literatürde kullanılan dolgu duvar modelleme yöntemleriyle analitik olarak elde edilmeye çalışılmıştır. Bu kapsamda dört farklı duvar malzeme modeli ile altı farklı geometrik modelleme tekniği kullanılmıştır. Test edilen dolgu duvarlı betonarme çerçevenin davranışına en yakın sonucu veren dolgu duvar modelleme yöntemi belirlenmiştir. Ayrıca, yeni bir dolgu duvar modelleme tekniği olarak paralel iki basınç çubuklu dolgu duvar modeli önerilmiştir.

Kaynakça

  • Referans1 Tunaboyu O., and Avşar Ö., Seismic Repair of Captive-Column Damage with CFRPs in Substandard RC Frames, Structural Engineering and Mechanics, 61 (1), 1-13, 2017.
  • Referans2 Crisafulli, F.J. ve Carr, A.J., Proposed Macro Model for the Analysis of Infilled Frame Structures, Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, 40 (2), 67-77, 2007.
  • Referans3 Kaushik, H.B., Rai, D.C. ve Jain, S.K., A Rational Approach to Analytical Modeling of Masonry Infills in Reinforced Concrete Frame Builgings, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing-China, October 12-17, 2008.
  • Referans4 Ghosh, R. and Kumar, M., Evaluation of Macro Models for Masonry-Infilled Reinforced Concrete Frames, 13^th North American Masonry Conference, Salt Lake City/Utah-USA, 1029-1041, June 16-19, 2019.
  • Referans5 Timurağaoğlu, M.Ö., Doğangün, A. ve Livaoğlu, R., Comparison of Different Analytical Models of Infilled RC Frame, III International Conference on Engineering and Natural Science, Budapest-Hungary, May 3-7, 2017.
  • Referans6 Trapani, F.D., Macaluso, G., Cavaleri, L. and Papia, M., Masonry Infills and RC Frames Interaction: Literature Overview and State of the Art of Macromodeling Approach, European Journal of Environmental and Civil Engineering, 19 (9), 1059-1095, 2015.
  • Referans7 Tunaboyu, O., Kısa Kolon Oluşumuna Neden Olabilecek Boşluksuz Dolgu Duvarlı Betonarme Çerçeve Davranışının Analitik ve Deneysel Yöntemlerle İrdelenmesi, Doktora Tezi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, 2017.
  • Referans8 Sattar, S., Eeri, M. and Liel, A.B., Seismic Performance of Nonductile Reinforced Concrete Frames with Masonry Infill Walls-II: Collapse Assesment, Earthquake Spectra, 32 (2), 819-842, 2016.
  • Referans9 Mehrabi, A.B., Shing, P.B., Schuller, M.P. and Noland, J.L., Experimantal Evaluation of Masonry Infilled RC Frames, Journal of Structural Engineering, 122 (3), 228-237, 1996.
  • Referans10 Panagiotakos, T. B. & Fardis, M. N., Seismic Response of Infilled RC Frames Structures, Eleventh World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco-Mexico, Paper No. 225, June 23-28, 1996.
  • Referans11 Bertoldi, SH., Decanini, L., Gavarini, C., Telai tamponati soggetti ad azioni sismiche, un modello semplificato: Confronto sperimentale e numerico (Infilled frames subjected to seismic actions, a simplified model: Experimental and numerical comparison), Atti del 6 Convegno Nazionale ANIDIS (Proceedings of the 6th national conference on seismic engineering ANIDIS), Perugia-Italy, 815-824, 1993.
  • Referans12 Tsai, M. ve Huang, T., Numerical Investigation on the Progressive Collapse Resistance of an RC Building with Brick Infills Under Column Loss, World Academy of Sience Engineering and Technology, 5 (10), 483-490, 2011.
  • Referans13 Sevil, T., Baran, M. ve Canbay, E., Tuğla Dolgu Duvarların B/A Çerçeveli Yapıların Davranışına Etkilerinin İncelenmesi; Deneysel ve Kurumsal Çalışmalar, International Journal of Engineering Research and Development, 2 (2), 35-42, 2010.
  • Referans14 American Concrete Institute 318M-11, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, American Concrete Institute (ACI), Detroit-USA, 2011.
  • Referans15 Kaushik, H. B., Rai, D. C. and Jain, S. K., Stress-Strain Characteristics of Clay Brick Masonry Under Uniaxial Compression, Journal of Materials in Civil Engineering, 19(9), 728-739, 2007.
  • Referans16 Akansel, V.H., Yakut, A. ve Gülkan, P., Effects of Openings on Collapse Risk of Infilled Buildings, 4th International Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Anadolu University-Eskişehir-Turkey, October 11-13, 2017.
  • Referans17 Ezzatfar, P., Binici, B., Kurc, O., Canbay, E., Sucuoglu, H. and Ozcebe, G., Application of Mesh Reinforced Mortar For Performance Enhancement of Hollow Clay Tile Infill Walls, Seismic Evaluation and Rehabilitation of Structures, Springer International Publishing, 26, 171–186, 2014.
  • Referans18 FEMA 356, Prestandart and Commentary for The Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington-USA, 2000.
  • Referans19 Begimgil, M., Tuğla Duvarların Kayma Dayanımının Güçlendirilmesi Üzerine Deneysel ve Analitik Bir Çalışma, Türkiye İnşaat Mühendisliği 11. Teknik Kongresi, 167-181, 1991.
  • Referans20 Kakaletsis, D. J. and Karayannis, C. G., Influence of Masonry Strength and Openings On Infilled R/C Frames Under Cycling Loading, Journal of Earthquake Engineering, 12 (2),197-221, 2008.
  • Referans 21 Crisafulli, F. J., Seismic Behaviour of Reinforced Concrete Structures with Masonry Infills, PhD Thesis, University of Canterbury, Department of Civil Engineering, Christchurch, 1997.
  • Referans 22 Chrysostomou, C.Z., Effects of Degrading Infill Walls on the Nonlinear Seismic Response of Two-Dimensional Steel Frames, PhD thesis, Cornell University, Ithaca (NY), 1991.
  • Referans 23 Syrmakezis, C. A. and Vratsanou, V. Y., Influence of Infill Walls to RC Frames Response, Proc., 8th European Conference on Earthquake Engineering, European Association for Earthquake Engineering (EAEE), Istanbul-Turkey, 47–53, 1986.
  • Referans 24 König, G., The State of the Art in Earthquake Engineering Research, Experimental and Numerical Methods in Earthquake Engineering, Inj. Donea and P.M. Jones (Eds.), 2, 1-22, 1991.
  • Referans 25 Stafford Smith, B. and Carter, C., A Method of Analysis for Infilled Frames, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 44 (1), 31-48, 1969.
  • Referans26 Öztürkoğlu, O., Uçar, T. ve Yeşilce, Y., Kısmi Boşluklu Dolgu Duvarların Betonarme Binaların Deprem Davranışına Etkisinin İncelenmesi, Uluslararası Burdur Deprem ve Çevre Sempozyumu, Burdur-Türkiye, 123-133, 7-9 Mayıs, 2015.
  • Referans27 DBYBHY, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, 26454 Sayılı Resmi Gazete, Ankara, 2007.
Toplam 27 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mimarlık, Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

İsmail Durğut 0000-0003-3556-7202

Onur Tunaboyu 0000-0001-6858-4290

Özgür Avşar 0000-0001-7246-9631

Yayımlanma Tarihi 1 Aralık 2020
Gönderilme Tarihi 16 Ocak 2020
Kabul Tarihi 25 Haziran 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Durğut, İ., Tunaboyu, O., & Avşar, Ö. (2020). Dolgu duvar modelleme tekniklerinin standart-altı betonarme bir çerçeve üzerinde irdelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(1), 147-162. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.673866
AMA Durğut İ, Tunaboyu O, Avşar Ö. Dolgu duvar modelleme tekniklerinin standart-altı betonarme bir çerçeve üzerinde irdelenmesi. GUMMFD. Aralık 2020;36(1):147-162. doi:10.17341/gazimmfd.673866
Chicago Durğut, İsmail, Onur Tunaboyu, ve Özgür Avşar. “Dolgu Duvar Modelleme Tekniklerinin Standart-Altı Betonarme Bir çerçeve üzerinde Irdelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, sy. 1 (Aralık 2020): 147-62. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.673866.
EndNote Durğut İ, Tunaboyu O, Avşar Ö (01 Aralık 2020) Dolgu duvar modelleme tekniklerinin standart-altı betonarme bir çerçeve üzerinde irdelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 1 147–162.
IEEE İ. Durğut, O. Tunaboyu, ve Ö. Avşar, “Dolgu duvar modelleme tekniklerinin standart-altı betonarme bir çerçeve üzerinde irdelenmesi”, GUMMFD, c. 36, sy. 1, ss. 147–162, 2020, doi: 10.17341/gazimmfd.673866.
ISNAD Durğut, İsmail vd. “Dolgu Duvar Modelleme Tekniklerinin Standart-Altı Betonarme Bir çerçeve üzerinde Irdelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/1 (Aralık 2020), 147-162. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.673866.
JAMA Durğut İ, Tunaboyu O, Avşar Ö. Dolgu duvar modelleme tekniklerinin standart-altı betonarme bir çerçeve üzerinde irdelenmesi. GUMMFD. 2020;36:147–162.
MLA Durğut, İsmail vd. “Dolgu Duvar Modelleme Tekniklerinin Standart-Altı Betonarme Bir çerçeve üzerinde Irdelenmesi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy. 1, 2020, ss. 147-62, doi:10.17341/gazimmfd.673866.
Vancouver Durğut İ, Tunaboyu O, Avşar Ö. Dolgu duvar modelleme tekniklerinin standart-altı betonarme bir çerçeve üzerinde irdelenmesi. GUMMFD. 2020;36(1):147-62.