Search

Stress-strain and moment-curvature behavior of the reinforced concrete (RC) square columns have been analytically investigated according to different confined concrete models. The effect of transverse reinforcement diameter, transverse reinforcement spacing and concrete grade on the behavior of RC column models were investigated. For different confined concrete models, the confinement effectiveness coefficient, effective lateral confining stress, confined concrete compressive strength, strain at maximum concrete stress and ultimate concrete compressive strain values were calculated. In the second part, a parametric investigation was carried out for examining the effects of different design parameters on the moment-curvature relationships. Analytical moment-curvature relationships were obtained for RC cross-sections by using the TBEC (2018), Mander model (1988), Saatcioglu and Ravzi (1992) confined concrete models. The effects of the design parameters on the RC square column behavior were evaluated in terms of moment capacity and the curvature of the cross-section. In RC column models, stress-strain and moment-curvature relationships are obtained and compared according to different parameters. Confined concrete strength and the ultimate moment values obtained from the Mander model were higher than the Saatcioglu and Ravzi model when the transverse reinforcement close to the minimum spacing values. The results obtained from the Mander model and TBEC (2018) are close to each other.

Doğrusal olmayan statik prosedür (NSP) veya itme analizi basitliği nedeniyle, yapısal ve yapısal olmayan elemanların performanslarının belirlenmesi için kullanılmaktadır. Modelleme sırasında yapıdaki her bir elemanın doğrusal olmayan özelliklerinin ve deformasyon kapasitelerinin belirlenmesi gerekmektedir. İtme analizi, ASCE 41-17 yönetmeliğine göre tanımlanan plastik mafsal özellikleri ele alınarak gerçekleştirilir. Programlara tanımlanan plastik mafsal özelliklerinin sınır değerleri verilirken programlar sınır değerlerinin içeresindeki değerleri otomatik olarak hesaplamaktadır. Varsayılan mafsal özelliklerinin yanlış kullanılması, mevcut yapılar için hatalı yer değiştirme kapasitelerine yol açabilmektedir. Bu çalışmada, ASCE 41-17’de tanımlanan doğrusal olmayan elemanların plastik mafsal özellikleri ele alınarak itme analizi yapılmıştır. Betonarme taşıyıcı sistemlerin analiz sonuçları incelenerek birbiri ile karşılaştırılmıştır. Plastik mafsal özelliklerinde en etkili parametreler plastik mafsal uzunluğu ve enine donatı aralığıdır. Bu çalışmada doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden biri olan artımsal eşdeğer deprem yükü ile itme analizi yöntemiyle 3 açıklıklı 1, 2 ve 3 katlı betonarme yapıların analizleri yapılmıştır. Yapı sistemleri üzerinde gerçekleştirilen analizler sonucunda kapasite eğrileri elde edilmiştir. ASCE 41-17’ye göre hesaplanan tepe yer değiştirme miktarı ve taban kesme kuvveti, kat sayısı arttığı zaman artmaktadır. ASCE 41-17 yönetmeliğine göre yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar kat yüksekliğine, yapıya etkiyen düşey yük miktarına ve efektif rijitliğine bağlıdır.

In structural analysis, there are serious interactions between soil-foundation and structure. The fixed base analysis method ignores this interaction but many analysis methods have been developed that take into account the soil-structure interaction (SSI). This paper revealed the effects of SSI analysis methods on tall buildings analysis results on soft soil sites. 6 different structural models with 20 story buildings and two different coefficients of subgrade reactions were analyzed with three different analysis methods which are fixed base method, Winkler method and pseudo-coupled method. As a result of all the analysis, 6 different structural models compared and discussed in terms of structural period, displacements, lateral loads, column, shear wall and foundation reactions and structural economy. It has been observed that the structure may remain on the unsafe side in the analysis made with the fixed base analysis method.

Deformation based damage limits for reinforced concrete members, which weremandated in Turkish Building Earthquake Codes, 2018 were analyticallyinvestigated to be able to determine the earthquake performance of structuralmembers. Reinforced concrete beam models having different geometry andparameters were designed. The nonlinear behavior of reinforced concrete beamsections was investigated using the moment-curvature relationships obtainedbased on real material behavior. The failure stages and behavior of beam cross-sectionswere examined by using the data obtained from moment-curvature relations ofreinforced concrete beam models. Damage limit values given in Turkish BuildingEarthquake Codes, 2018 were calculated for the designed concrete beam models.The deformation limits were calculated for the levels of collapse prevention,controlled damage and limited damage performance levels as defined in TBDY2018. Three different damage limits for the beams and the correspondence strainlimits for these beams were investigated. Beam damages and damage limits wereevaluated for the corresponding displacement demands. Performance levels of thedesigned reinforced concrete beams were investigated by calculating the limitvalues of strains and plastic rotation values for the concrete and thereinforcing steel. Damage limits of plastic rotations for collapse preventionand controlled damage performance levels are functions of yield curvature,ultimate curvature, plastic hinge length, shear length and the diameter of thelongitudinal reinforcement., Yapısal elemanların deprem performansının belirlenmesi için bu çalışmada, Türkiye Bina DepremYönetmeliği 2018’de betonarme elemanlar için öngörülen şekil değiştirme esaslı hasar sınırları analitikolarak incelenmiştir. Farklı geometri ve parametrelerde betonarme kiriş modelleri tasarlanmıştır. Gerçekmalzeme davranışları esas alınarak elde edilen momenti-eğrilik ilişkilerinden kiriş kesitlerinin elastikötesi davranışları incelenmiştir. Betonarme kiriş modelleri için moment-eğrilik ilişkilerinden elde edilenveriler kullanılarak kiriş kesitlerinin kırılma durumları ve davranışları incelenmiştir. Türkiye BinaDeprem Yönetmeliği 2018’de verilen hasar sınır değerleri betonarme kiriş modelleri için hesaplanmıştır.Şekil değiştirme değerleri TBDY 2018’de tanımlanmış olan Göçmenin Önlenmesi, Kontrollü Hasar veSınırlı Hasar Performans seviyeleri için hesaplanmıştır. Betonarme kirişler için göz önüne alınan üç ayrıhasar sınırı ve bu hasar sınırlarına karşı gelen birim şekil değiştirme değerleri incelenmiştir. İlgili yerdeğiştirme taleplerine karşılık gelen kiriş hasarları gözlenmiş ve hasar sınırları değerlendirilmiştir.Betonarme kirişlerde farklı performans düzeyi için beton ve donatı çeliği birim şekil değiştirmeleri veplastik dönmeleri hesaplanarak performans düzeyleri araştırılmıştır. Göçmenin Önlenmesi ve KontrollüHasar performans düzeyleri için plastik dönmelerin hasar sınırları; akma eğriliği, kopma eğriliği, plastikmafsal uzunluğu, kesme açıklığı ve boyuna donatı çapının fonksiyonudur.

Reinforced concrete columns are the criticalmembers of moment-resisting structural systems and have to be designedadequately in strength and ductility. Transverse reinforcement in concretecolumns plays an important role in the improvement of strength and ductility ofcolumns, especially when they are subjected to severe ground motion. Transversereinforcement in concrete columns can be used to delay the local buckling oflongitudinal bars, resist shear forces, avoid the sudden shear failure andconfine the concrete to improve the strength and ductility. The behavior ofreinforced concrete members subjected to seismic loads is mainly based on theultimate strength of concrete and its ductility. Reinforced concrete columnmodels having different cross-section have been designed to investigate theseparameters. The effects of the transverse reinforcement spacing and transversereinforcement diameter on the behavior of column models have been analyticallyinvestigated. Previously proposed analytical models were used to investigatethe behavior of the reinforced confined column models. Stress-strainrelationships were obtained for the confined concrete columns and the obtainedresults were compared and interpreted., Betonarmekolonlar taşıyıcı sistemlerin moment aktaran kritik yapısal sistemleridir ve yeterlidayanım ve süneklikte tasarlanmalıdır. Betonarme kolonların sargı donatısıözellikle depreme maruz kaldıkları durumlarda sargı etkisi ile kolonlarındayanım ve sünekliğinin artırmasında önemli rol oynar. Betonarme kolonlardasargı donatısı boyuna donatının yerel burkulmasını geciktirmek, kesme kuvvetinekarşı koymak, ani kesme kırılmasını önlemek ve sargı etkisi ile dayanım vesünekliği artırmak için kullanılır. Sismik yüklere maruz kalan betonarmeelemanların davranışı, esas olarak betonun nihai dayanımına ve sünekliğinebağlıdır. Bu parametreleri araştırmak için değişik geometride betonarme kolonmodelleri tasarlanmıştır. Sargı donatı çapının ve sargı donatı aralığının betonarmekolon modellerinin davranışına etkisi analitik olarak araştırılmıştır. Sargıdonatıları ile sarılmış betonarme kolon modellerinin davranışını araştırmakiçin literatüre sunulmuş olan analitik modeller kullanılmıştır. Farklı parametrelerdetasarlanan sargılı kolon modelleri için gerilme-birim şekil değiştirme eğrileriçizilmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak yorumlanmıştır.

Ulusal ve uluslararası deprem yönetmeliklerinde betonarme yapıların sismik performansının belirlenmesinde, tasarım aşamasında betonarme yapı elemanlarında çatlamış kesite ait etkin kesit rijitliğinin kullanılması istenmektedir. Çatlamış kesitin etkin kesit rijitliği sabit olmamakla birlikte beton dayanımı ve donatı oranı gibi parametrelere bağlıdır. Bu çalışmada, doğrusal olmayan moment-eğrilik ilişkileri ve etkin rijitlik katsayılarını araştırmak için farklı beton dayanımı, çekme ve basınç donatı oranlarına sahip betonarme kiriş modelleri tasarlanmıştır. Analitik olarak incelenen parametreler TBEC (2018), ACI318 (2014), ASCE/SEI41 (2017), Eurocode2 (2004) ve Eurocode8 (2004, 2005) yönetmeliklerinden ve moment-eğrilik ilişkilerinden hesaplanmıştır. Sonunda elde edilen etkin rijitlik katsayısı, farklı yönetmeliklerde betonarme elemanlar için öngörülen rijitlik katsayısı ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar farklı parametre ve modellere göre karşılaştırılarak incelenmiştir. Betonarme kirişlerde sabit çekme donatı oranı ve beton dayanımı için, basınç donatı oranının artması ile etkin rijitlik katsayısı değerleri artar. Sabit çekme ve basınç donatı oranına sahip betonarme kirişlerde beton dayanımı arttıkça etkin rijitlik katsayı değerleri de artmaktadır. Basınç donatı oranının betonarme kirişlerin maksimum moment taşıma kapasitesi, etkin eğilme rijitliği ve etkin rijitlik katsayısı ve kesitlerin sünekliği üzerinde etkili olduğu kanıtlanmıştır., In determining the seismic performance of reinforced concrete (RC) structures in national and international earthquake regulations, it is desired to use effective section stiffness of the cracked section in RC structural elements during the design phase. Although the effective section stiffness of the cracked section is not constant, it depends on parameters such as the concrete strength and reinforcement ratio. In this study, RC beam models with different concrete strength, tensile and compression reinforcement ratios were designed to investigate nonlinear moment-curvature relationships and effective stiffness coefficients. Analytically investigated parameters were calculated from TBEC (2018), ACI318 (2014), ASCE/SEI41 (2017), Eurocode2 (2004) and Eurocode8 (2004, 2005) regulations and moment-curvature relationships. The effective section stiffness coefficient obtained from the analyses were compared with the effective section stiffness coefficient given for RC members in different regulations. The results obtained at the end were examined by comparing them according to different parameters and models. For constant concrete strength and tensile reinforcement ratio in RC beams, with increasing compression reinforcement ratio, effective stiffness coefficient values increase. In RC beams with constant compression and tensile strength ratio, effective stiffness coefficient values increase with increasing concrete strength. The compression reinforcement ratio has been proved to be effective on the maximum moment bearing capacity of the RC beams, effective flexural stiffness and effective stiffness coefficient and ductility of the sections.

Bu çalışmada Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 ve Mander modellerine göre sargılı betonarme kolonların gerilme-şekil değiştirme ilişkileri incelenmiştir. Önerilen sargılı beton modelleri için çekirdek betonuna uygulanan basınç dayanımları, sargılı betonda beton basınç dayanımı ve gerilme-şekil değiştirme ilişkileri araştırılmıştır. Sargılı betonun davranışının daha iyi anlaşılabilmesi için gerilme-şekil değiştirme bağıntıları ve sargılı beton modelleri hakkında bilgi verilmiştir. Sargılı betonun davranışını araştırmak için farklı sargı donatı çapı ve farklı sargı donatı aralığına sahip kare en-kesitli betonarme kolon modelleri tasarlanmıştır. Sargı donatısı çapının ve aralıklarının sargılı beton basınç dayanımına etkisi araştırılmıştır. Kare en-kesitli kolonların farklı sargılı beton modelleri dikkate alınarak gerilme-şekil değiştirme ilişkileri araştırılarak karşılaştırılmıştır. Tasarlanan kare en-kesitli kolon modellerinde sargılı beton basınç dayanımları ve basınç birim şekil değiştirmeleri hesaplanarak gerilme-şekil değiştirme grafikleri elde edilmiştir. Analiz sonuçlarından elde edilen sonuçlar farklı parametrelere göre karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 ve Mander modeli ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Modellerde farklı çaplarda ve aralıklarda sargı donatısı kullanımının, farklı parametrelerde tasarlanan betonarme kolon kesitlerinde çekirdek betona uygulanan etkili yanal basınçları ve sargılı beton basınç dayanımlarını etkilediği sonucu elde edilmiştir., In this study, stress-strain relationships for confined reinforced concrete columns were investigated according to TBEC 2018 and Mander models. For the proposed confined concrete models, the lateral confining stress on core concrete, the compressive strength of confined concrete and stress-strain relations in the confined concrete were investigated. In order to better understand the behavior of the confined concrete, stress-strain relations and information about the confined concrete models are given. To investigate the behavior of confined concrete, square cross-section reinforced concrete column models with different transverse reinforcement diameters and transverse reinforcement spacing have been designed. The effect of the diameter and spacing of the transverse reinforcement on the confined concrete compressive strength was investigated. Stress-strain relations of square cross-section columns were investigated by considering the different confined concrete models. The stress-strain curves were obtained by calculating the confined concrete compressive strengths and strain at maximum concrete stress in the square cross-section column models designed. The results obtained from the analysis results were compared and interpreted according to different parameters. Results obtained with TBEC 2018 and Mander model were compared and interpreted. It has been concluded that the use of transverse reinforcement with different diameters and spacing in the models affects the lateral confining stress on core concrete from transverse reinforcement and compressive strength of confined concrete in reinforced concrete column sections designed with different parameters.

In many reinforced concrete structures, the earthquake effects are met together by reinforced concrete frames and shear walls. The purpose of this study is to compare and examine the results of analysis of this type of reinforced concrete structures according to Turkish Earthquake Code 2007 ( TEC, 2007 ) and Turkish Building Earthquake Code 2018 ( TBDY, 2018 ). The rigid basement + 13 floor model building is analyzed for seismic zone 1 according to TEC (2007) and same model is analyzed at Istanbul Ataturk Airport and at Kocaeli Golcuk regions ground acceleration according to TBDY (2018) . By comparing for all the load carrying members and the parameters of the structure, it has been observed that there are serious differences between the analysis results of TEC (2007) and TBDY (2018) .

Bu çalışmada; eksenel yük seviyesi, boyuna donatı oranı, sargı donatı çapı ve sargı donatı aralığının değişiminin betonarme kolonların moment-eğrilik ilişkisine olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, farklı parametrelere sahip betonarme dairesel kolon modelleri Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018) hükümlerine uyularak tasarlanmıştır. Betonarme kolonların davranışı, malzemelerin doğrusal olmayan davranışları göz önüne alınarak moment-eğrilik ilişkisi üzerinden elde edilmiştir. Betonarme kolon kesitlerinin moment-eğrilik ilişkileri farklı eksenel yük seviyeleri için yanal sargı basıncını göz önüne alan Mander modeli ile elde edilmiştir. Moment-eğrilik ilişkileri, malzemelerin doğrusal olmayan davranışlarını dikkate alan SAP2000 programı ile elde edilmiştir. Tasarlanan betonarme kesit modellerinin kabuk betonu, sargılı beton ve donatı çeliği olarak üç farklı unsurdan oluştuğu düşünülmüştür. Parametrelerin incelenen davranışsal etkileri, kesitlerin eğrilik ve moment taşıma kapasitesi kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen Moment-eğrilik ilişkilerinden, kabuk ve çekirdek betonunda çatlama ve kırılma, donatı çeliğinde akma ve pekleşme durumları hesaplanarak sonuçlar çizelgeler ve grafikler halinde sunulmuştur. Çekirdek betonundaki sargı etkisi hesaplarda gözönüne alınmıştır. Dairesel kesitli kolonlarının davranışı ve kırılma tipleri, kesitlerin moment-eğrilik ilişkisinden elde edilen sonuçlara göre yorumlanmıştır. Eksenel yükün, boyuna donatı oranının, sargı donatı çapının ve sargı donatı aralığının değişiminin betonarme kolonların moment-eğrilik davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir. Betonarme kolon kesitlerinin yük taşıma kapasitesi, çekirdek betonun ezilerek kırılması ile sona ermektedir. Kabuk betonun ezilmesinden önce donatı akması ile hasar gören betonarme kolon kesitleri daha fazla sünek davranış göstermektedir., In this study; the effect of axial load levels, longitudinal reinforcement ratio, transverse reinforcement diameter and transverse reinforcement spacing were investigated on the moment curvature relationships of reinforced concrete columns. For this purpose, circular reinforced concrete columns having different parameters were designed considering the regulations of the Turkish Building Earthquake Code (2018). The behavior of the columns were investigated from the moment-curvature relation, by considering the nonlinear behavior of the materials taken into account. The moment-curvature relationships of the reinforced concrete column cross-sections having different axial load levels have been obtained by considering Mander model, which considers the lateral, confined concrete strength. Moment-curvature relationships were obtained by SAP2000 Software, which takes the nonlinear behavior of materials into consideration. The designed reinforced concrete cross section models are considered to be composed of three components; cover concrete, confined concrete and reinforcement steel. The examined behavioral effects of the parameters were evaluated by the curvature and moment carrying capacity of the cross-sections. From the obtained moment-curvature relationship, cracking and destruction in cover and core concrete, yield and hardening conditions in reinforcement steel were calculated and the results were presented in charts and graphs. The confining effect in the core concrete is taken into account in the calculations. The behavior of the circular column sections and the types of refraction were interpreted according to the results obtained from the moment-curvature relationship of the sections. It is observed that the variation of the axial load, longitudinal reinforcement ratio, transverse reinforcement diameter and transverse reinforcement spacing have an important effect on the moment-curvature behavior of the reinforced concrete columns. The load bearing capacity of reinforced concrete column sections ends by destruction of the core concrete. Reinforced concrete column sections damaged by reinforcement yield before crushing of cover concrete exhibit more ductile behavior.

In determining the seismic performance of reinforced concrete (RC) structures in national and international seismic code, it is desired to use effective section stiffness of the cracked section in RC structural elements during the design phase. Although the effective stiffness of the cracked section is not constant, it depends on parameters such as the dimension of the cross-section, concrete strength and axial force acting on the section. In this study, RC column models with different axial load levels, concrete strength, longitudinal and transverse reinforcement ratios were designed to investigate effective stiffness. Analytically investigated parameters were calculated from TBEC (2018), ACI318 (2014), ASCE/SEI41 (2017), Eurocode 2 (2004) and Eurocode8 (2004, 2005) regulations and moment-curvature relationships. From the numerical analysis results, it is obtained that the axial load level, concrete strength, longitudinal and transverse reinforcement ratios have an influence on the effective stiffness factor of RC column sections. The calculated effective stiffness for RC columns increases with increasing transverse reinforcement ratio, longitudinal reinforcement ratio and concrete strength. Due to the increase of axial force, effective stiffness values of concrete have increased.

The design vertical loads on box culverts under embankments are commonly calculated using the soil-structure interaction factors ( F e ) recommended by the American Society of Highway and Transportation Officials (AASHTO). Non-linear finite element analyses were used to update F e given by AASHTO by considering the effects of backfill height, culvert stiffness, backfill material stiffness, backfill compaction, and the rigidity of the layer on which the culvert rests. A simplified reliability analysis was performed to determine the adequacy of safety level in AASHTO load resistance factor design (LRFD) code specifications.