Development and experimental validation of a novel nonlinear layered shell element for RC structural walls
Betonarme perde duvarlar için yeni bir doğrusal olmayan katmanlı kabuk elemanının geliştirilmesi ve deneysel doğrulaması
- Tez No: 971954
- Danışmanlar: PROF. DR. KUTAY ORAKÇAL, PROF. DR. ALPER İLKİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Deprem Mühendisliği, Civil Engineering, Earthquake Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğrusal olmayan hesap yöntemlerinin taşıyıcı sistemi betonarme perde duvarlar içeren yapıların performansa dayalı tasarım/değerlendirme analizlerinde yaygınlaşan kullanımları betonarme perdelerin doğrusal olmayan davranışlarını hem global hem de yerel seviyede doğru bir şekilde tahmin edebilen, aynı zamanda kesme-eğilme-burulma etkileşimi, düzlem kesitlerin düzlem kalmaması, burulma altında eğrilme, düzlem dışı davranış, doğrusal olmayan kesme davranışı ve kesit içerinde kesme gerilmelerinin göçü gibi önemli karakteristik davranış özelliklerini de yansıtabilen gelişmiş doğrusal olmayan modelleme yöntemlerine olan ihtiyacı ortaya çıkarmıştır. Ayrıca bu özelliklere sahip modelleme yaklaşımlarının üç-boyutlu bina sistemlerinin deprem altındaki dinamik davranış simulasyonlarının etkin bir şekilde yapılabildiği erişilebilir hesaplama platformlarında mevcudiyetine ihtiyaç vardır. Bu amaçla, Sabit Payanda Açılı Katmanlı Kabuk (SPAKK) modeli olarak adlandırılan yeni bir doğrusal olmayan kabuk elemanı OpenSees isimli yazılım ortamında geliştirilmiştir. Bu çalışmada, SPAKK modelinin davranış özellikleri ve çalışma prensipleri sunulmuş olup, U ve H şeklinde kesitlere sahip betonarme perde numunelerinin yarı-statik çok-yönlü yatay yükleme ve burulma altındaki deney sonuçları ile kıyaslanarak, geliştirilen modelin güvenilirliği irdelenmiştir. Ek olarak, U şeklindeki bir perde numunesinin ve on katlı duvar-çerçeve tipi taşıyıcı sisteme sahip gerçek boyutlu bir binanın sarsma masası deneylerinden elde edilen ölçümler ile model analiz sonuçları kıyaslanarak modelin dinamik yükleme altındaki doğrusal olmayan davranışı kestirim kabiliyeti de tetkik edilmiştir. Sunulan detaylı karşılaştırmalarda, SPAKK modelinin bu çalışma kapsamında incelenen perde duvar numunelerinin önemli davranış özelliklerini hem global hem de yerel davranış seviyesinde ve farklı yükleme koşulları altında makul bir şekilde kestirebildiği, ve sarsma masası deneylerinde gözlemlenen dinamik davranışı kabul edilebilir bir hassasiyetle tahmin edebildiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Increasingly widespread use of nonlinear response history analysis methods for performance-based design/assessment of buildings with complex reinforced concrete (RC) wall systems has underlined the need for development and implementation of more robust nonlinear modeling approaches that is capable of accurately estimating the nonlinear response of structural walls at both global and local response levels, while also reflecting important (yet commonly-ignored) nonlinear response characteristics, such as shear-flexure-torsion interaction, plane sections not remaining plane, warping, out-of-plane behavior, nonlinear shear deformations, and shear stress migration across wall cross-section. Furthermore, such modeling methodologies for walls need to be implemented in widely-accessible computational platforms that are capable of efficiently simulating the dynamic response of entire three-dimensional structural systems under multi-directional seismic excitations. With this motivation, a novel nonlinear layered shell element, referred to as the Layered Fixed-Strut-Angle Finite Element (LFSAFE) model, was developed and implemented in OpenSees. In this study, the constitutive behavior and working principles of the LFSAFE model element are presented, the effectiveness and accuracy of the model is experimentally-validated, via simulation of test results for non-planar wall specimens subjected to quasi-static multi-directional lateral and torsional loading conditions. Additionally, nonlinear dynamic response simulation capabilities of the model are also evaluated, via comparison of model estimations with shake table tests results of a U-shaped wall specimen and a ten-story wall-frame building specimen. Comprehensive response comparisons provided in this study demonstrate that the LFSAFE model can accurately simulate salient response attributes of non-planar walls, at both global and local response levels, under different loading conditions, while also efficiently replicating experimentally measured dynamic response of shake table tests, with reasonable accuracy.
Benzer Tezler
- Katmanlı ortamlarda fotoakustik görüntüleme için ses hızı tahmin yöntemi geliştirilmesi
Development of a sound speed estimation method for photoacoustic imaging in layered media
HASAN AKYÜREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR
- Design and optimization of variable stiffness composite structures modeled using Bézier curves
Bézier eğrileriyle modellenen değişken katılıklı kompozit yapıların tasarımı ve optimizasyonu
ONUR COŞKUN
Doktora
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- Rulmanlarda sürünme riskinin deneysel olarak incelenmesi ve rulman tasarım parametrelerinin sürünme üzerine etkisinin analizi
Experimental investigation of creep risk on bearings and analysis of bearing design parameters for creep
AHMET HAKAN BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN TAHA ŞEN
- Otonom mobil robotlarda doğruluk ve hız odaklı lokalizasyon algoritmalarının geliştirilmesi, uygulaması ve karşılaştırmalı analizi
Development, implementation, and comparative analysis of accuracy and speed-oriented localization algorithms in autonomous mobile robots
OZAN VAHİT ALTINPINAR
Doktora
Türkçe
2025
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN SEZER
- Design modeling and characterization of electrostatically actuated microscanners
Elektrostatik tahrikli mikro-tarayıcıların tasarımı, modellenmesi ve karakterize edilmesi
ÇAĞLAR ATAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ÜREY