Search

Bu çalışmada, ASCE 41-17’de tanımlanan ve TBDY 2018’e göre kullanıcı tarafından hesaplanan doğrusal olmayan elemanların plastik mafsal özellikleri ve hasar sınırları ele alınarak itme analizi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada dört açıklıklı üç, beş ve yedi katlı perdeli çerçeveli bina ele alınarak analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Betonarme elemanların plastik mafsal özelliklerinin etkili parametreleri plastik mafsal uzunluğu ve enine donatı mesafesidir. Bu çalışmada artımsal eşdeğer deprem yükü ile itme analizi yöntemiyle BKTS-1, 2 ve 3 betonarme binaların analizleri ETABS 19-0.2 programı ile gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen analizlerin sonucunda iki farklı yönetmeliğe göre kapasite eğrileri elde edilmiştir. TBDY 2018’e göre elde edilen kapasite eğrilerinin sonucunda performans noktalarında elde edilen taban kesme kuvvetlerinin miktarı ve tepe yerdeğiştirme miktarı ASCE 41-17’ye göre daha fazla elde edilmiştir. İki farklı yönetmeliğe göre elde edilen sonuçlarında etkilenen faktörler; yapıya etkiyen düşey yük miktarı, betonarme elemanların efektif rijitliği ve plastik mafsal özellikleridir., In this study, pushover analysis was carried out by ASCE 41-17 and TBDY 2018 having default plastic hinge properties and considering the plastic hinge properties and damage limits of the nonlinear elements calculated by the user, respectively. In this study, four-span, 3, 5, and 7-storey shear wall-framed building is considered and the results of the analysis are compared. The effective parameters of plastic hinge properties of reinforced concrete elements are plastic hinge length and transverse reinforcement spacing. In this study, BKTS-1, 2 and 3 reinforced concrete buildings were analyzed with ETABS 19-0.2 program by pushover analysis methods. As a result of the analysis carried out, capacity curves were obtained according to two different standards. As a result of the capacity curves obtained according to TBDY 2018, the amount of base shear and peak displacement obtained at performance points were obtained more than ASCE 41-17. The factors affecting the results obtained according to two different standards are the amount of vertical load, the effective stiffness of the reinforced concrete elements and the plastic hinges properties.

Yapılardaki deprem hasarının tahmini, can ve mal kaybını önleme açısından oldukça önemlidir. Hasar tahmini, plastik mafsal parametrelerinin ve şekil değiştirme sınır durumlarının gerçek yapı davranışını yansıtması oranında başarılı olmaktadır. Yapı tasarımında ve mevcut yapı değerlendirmesinde çeşitli standartlar ile plastik mafsal parametreleri ve şekil değiştirme sınır değerleri belirlenmiştir. Federal Acil Durum Yönetim Kurumu (FEMA) ve Amerikan İnşaat Mühendisleri Birliği (ASCE) bu alanda öncü olmuşlardır. Deprem yönetmeliklerimiz içerisinde ilk kez Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’ de (TBDY-2018) çelik yapı elemanları için şekil değiştirme sınır değerlerine yer verilmiştir. Bu çalışma ile FEMA 356, ASCE 41-06, ASCE 41–13 standartlarında ve TBDY-2018’ de yer alan çelik kiriş ve kolon için plastik mafsal parametreleri ve şekil değiştirme sınır değerleri karşılaştırılmıştır. TBDY-2018 ile Amerikan standartları arasındaki ilişki ve TBDY-2018’ in eksik yönleri belirlenmiştir. İki farklı nümerik analiz ile Amerikan standartlarının ve TBDY-2018’ in belirlediği yapısal hasar düzeyleri arasındaki farklar ortaya konmuştur. FEMA 356 ve ASCE 41-06 standartları, ASCE 41-13 standardı ve TBDY-2018 dikkate alınarak yapılacak hasar tahminlerinde kolon ve kiriş elemanları için farklı hasar durumlarının tahmin edileceği tespit edilmiştir.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2016, Yapıların depreme karşı olan davranışları uzun yıllardır inşaat mühendisleri için önemli bir problem oluşturmaktadır. Yüksek seviyede deprem etkisine maruz kalan yapılarda depreme karşı gösterilen tepki doğrusal elastik davranış sınırına yaklaşır. Deprem etkisi altında yapı büyük ölçüde bir yer değiştirme yaparsa deprem enerjisi doğrusal olmayan davranışla sönümlenir. Bunun yanında düşük şekil değiştirme kapasitesine sahip yapılarda bu yer etkilerinden dolayı yapısal hasarlar gözlenebilir. Yapılar kuvvetli bir yer hareketine maruz bırakıldığında doğrusal olmayan davranışın oluşması kaçınılmazdır. Yapının güvenliğinin tesisinde doğrusal olmayan davranışın dikkatlice araştırılması büyük önem arz etmektedir. Bu problemin etkili bir şekilde çözümü için bir çok yöntem mevcuttur. En genel yöntem ise depremlerden sonra yapılan saha incelemeleridir. Ancak bu yöntem sadece yüzeysel bir bilgi sağlamaktadır. Bunun yanında problemin çözümü için sonlu elemanlar metodu gibi sayısal hesap yöntemleri de mevcuttur. Ancak bu sayısal hesap yöntemleri özellikle malzemenin doğrusal olmayan davranışı hakkında önemli varsayımlar içermektedir. Daha gerçekçi sonuçlar için yıllar boyunca deneysel bazı yöntemler geliştirilmiştir. Quasi-statik test yöntemi, benzeşik dinamik test yöntemi ve dinamik test yöntemi (sarsma tablası testleri) en yaygın kullanılan test yöntemleridir. Deprem etkisi dinamik bir etki olduğundan dolayı gerçekçi olarak incelenebilmesi için dinamik deneylere ihtiyaç duyulur ve bu nedenle de söz konusu dinamik yöntemlerin uygulanabilir ve ekonomik olması gerekmektedir. Doğrusal olmayan davranışın deneysel olarak incelenmesinin bu test yöntemlerine katkı sağlayacağı gibi sayısal hesaplarda yapılacak kabullerin de daha gerçekçi olmasını sağlar. Çerçeve türü yapıların doğrusal olmayan davranışlarının sayısal olarak incelenmesinde kullanılan en yaygın yöntem plastik mafsal yöntemidir. Bu modelde plastik davranışın meydana geldiği bölgeler plastik mafsal modeliyle incelenir. Plastik mafsallarla çözümde eğilme etkisi altındaki elemanlarda doğrusal davranışla doğrusal olmayan davranış arasında ani bir geçiş söz konusudur ve bu geçişi sağlayan moment değerine plastikleşme momenti adı verilir. Kesitte bu plastikleşme momentine erişildiğinde plastik mafsal oluştuğu varsayılır. Plastik mafsalların plastik moment seviyesinden sonra çok büyük şekil değiştirmelere izin verdiği kabul edilir. Plastik mafsal eleman kesitinin kısa doğrultusu kadar çubuk boyunca uzanır ve bu mesafenin gerçek değeri elemanın kesit özellikleri ve yükleme durumuna bağlıdır. Bu hesap modelinde yoğunlaştırılmış plastisite kabulü yapılırken sonlu elemanlarla yapılan diğer hesaplarda yayılı plastisite kabulü de yapılabilmektedir. Fiber elemanlarla yapılan hesap modeli 20 yıldan fazladır yaygın olarak araştırılmaktadır. Elemanın ve kesitin çok sayıda kesit ve fiber elemanlara ayrılması prensibine dayanır ve kesite ait iç kuvvetler her bir fiber elemana ait iç kuvvetlerin kesit boyunca integrasyonuyla elde edilir. Fiber eleman modeli kullanılarak yapılan sayısal incelemelerde ZEUS NL sonlu eleman programı kullanılmıştır. Bu çalışmada, malzeme bakımından doğrusal olmayan davranış plastik mafsal ve fiber elemanlarla sayısal olarak inecelenmiştir. Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi’ne ait Yapı Mekaniği ve Deprem Araştırma Laboratuvarında bulunan küçük ölçekli yük ve deplasman hücresi kullanılarak gerçekleştirilen deney sonuçlarıyla sayısal analiz sonuçları karşılaştırlmıştır. Yapılan analitik çalışmalar sonucunda plastik mafsal modeliyle fiber eleman modelinin elemanların doğrusal davranıştan doğrusal olmayan davranışa geçiş bölgelerinde farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Plastik mafsal modelinin deney sonuçlarında ortaya çıkan eleman davranışından uzak bir davranış ortaya koyduğu görülmüştür. Doğrusal davranıştan doğrusal olmayan davranışa geçiş bölgelerindeki keskin geçiş eğilimi farklılığın önemli ölçüde hissedildiği bölüm olarak tespit edilmiştir. Her iki hesap modelinde gerçekleştirilen düzlem bir çelik çerçeve sisteme ait statik itme analizi sonuçlarından ise tepe deplasmanına bağlı taban kesme kuvveti ilişkileri elde edilmiştir. Her iki hesap modeli için belirlenen performans noktası doğrusal davranışın sonlanıp doğrusal olmayan davranışın başladığı bölge içerisine düşmüştür. Bu durum performans noktasının bir hesap modelinde doğrusal bölgede yer alması ve diğer hesap modelinde ise doğrusal olmayan davranışın hakim olduğu bölgede yer alması ihtimalini doğurmuştur. Fiber eleman modelinde yapılan analitik çalışmalarda iki doğrusal bölgeli malzeme modeli ve Ramberg-Osgood malzeme modelleri kullanılmıştır. İki doğrusal bölgeli malzeme modeli kullanılarak gerçekleştirilen çevrimsel yüklemeli statik itme analizi sonuçlarına bakıldığın da doğrusal davranıştan doğrusal olmayan davranışa geçiş bölgelerinde plastik mafsal hesabında ortaya çıkan keskin geçiş eğilimi ortaya çıkmamakta ve daha yumuşak bir geçiş eğilimi elde edilmektedir. Bu durum iki doğrusal bölgeli malzeme modelini deneysel sonuçlara yakınlaştırmış ancak yine de deney sonuçlarında ortaya çıkan eleman davranışı tam olarak karşılanamamıştır. Her bir çevrimde deney sonuçlarından elde edilen taban kesme kuvvetine ulaşılmasına rağmen yükleme ve boşalma gerçekleşirken eğrilerin takip ettiği eğilim doğrusal davranıştan doğrusal olmayan davranışa geçiş bölgelerinde sapmalar oluşturmuştur. Bu durum analizde kullanılan malzeme modelinin tam olarak gerçek malzeme özelliklerini yansıtmadığı yorumunu doğurmuştur. Bu argümanla analitik çalışmalarda çelik malzemesine ait gerilme şekil değiştirme ilişkisini üç parametreyle ifade edebilen Ramber-Osgood malzeme modelinin kullanılmasının gerçek malzeme modeline daha yakın bir gerilme şekil değiştirme ilişkisini hesaba dahil edebileceği düşünülmüş ve çevrimsel statik itme analizleri Ramberg-Osgood malzeme modeliyle tekrarlanmıştır. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki Ramberg-Osgood malzeme modeliyle fiber eleman hesap yöntemi kullanıldığında elde edilen analitik sonuçlar deneylerden elde edilen gerçek eleman davranışına çok yaklaşmıştır. Deney sonuçları incelendiğinde monotonik yüklemeli deney sonuçlarının çevrimsel yüklemeli deney sonuçlarının her bir çevrimde ulaştığı kuvvet değerlerine ulaşmıştır. Çevrimsel yüklemeli deney sonuçlarından elde edilen tepe deplasmanına bağlı taban kesme kuvveti ilişkisine ait her bir çevrimin gerçekleştirildiği deplasman değerlerini birleştiren bir zarf eğrisi çizildiğinde monotonik yüklemeli deney sonuçlarının bu zarf eğrisini takip ettiği görülebilmektedir. Yapılan çalışmada karmaşık ve daha gerçekçi malzeme modellerinin analitik hesap modellerine dahil edilmesi gereği ortaya konulmuştur. Küçük ölçekli deney düzeneklerinin kolay uygulanabilir ve ekonomik olmasının yanı sıra analitik hesap modelleriyle örtüştürülebildiği ortaya konulmuştur. Deneysel çalışmalar sırasında ortaya çıkabilecek aksaklıklar ve bunlara ait çözümler hakkında çalışmalar yapılmıştır. Ayrıca çalışmanın fiziksel deneyler ve matematiksel modellerin bir arada kullanıldığı birden fazla kaynaktan beslenen (Hibrit) yapı analiz sistemlerinin geliştirilmesine de katkıda bulunacağı düşünülmektedir., Earthquake response of structures has been always a well-known problem for the structural engineering for decades. When earthquake ground motion is strong, structural response can exceed the linear elastic limit. If structures have large deformation capability, earthquake energy is absorbed by nonlinear and inelastic behavior. However, for structures with small deformation capability, nonlinear structural deformation may be triggered due to strong ground motion. When structures are exposed to strong earthquake ground motion, it is inevitable that dynamic response of structures exceeds linear and elastic limit and goes into inelastic range. To assure safety of structures in the inelastic range, nonlinear behavior have to be carefully examined. Various methods have been developed for significant solutions of this problem. Most essential methods are observations and site investigations of the structures after earthquakes. This methods provide only superficial knowledge about the structures. Numerical analysis have been also developed for determination of the earthquake response such as finite element method and other mathematical models. However, these numerical methods includes lots of assumptions about the behavior of the materials especially about non-linear behavior. To obtain more accurate results, some experimental techniques have been developed over several decades. Quasi static test methods, pseudo-dynamic test method and dynamic test methods (Shake Table Tests) are the most widely used testing methods to obtain accurate result for dynamic response of structures. Since earthquakes are dynamic creatures, they have to be searched by experimental testing methods which perform the most accurate behavior of the structures during earthquakes, these methods should be feasible and easy affordable. Determination of the inelastic behavior of the structures experimentally contributes to adopt accurate knowledge and to develop new testing techniques. Most of the study on seismic design and assessment procedures proposed recently for common engineering practice require some kind of non-linear analysis either static or dynamic. These non-linear analysis are widely applied using frame elements with different levels of accuracy. Two major approaches are commonly used and classified as lumped-plasticity and distributed-inelasticity models. For the distributed inelasticity approach, the fiber beam elements provide results that seem to be particularly appropriate for studying the seismic behavior of structures. Plastic hinge model is the well-known computer based analysis method for determining plastic behavior of the structures. In this model, plastic hinge is used to describe the deformation of a section of a beam where plastic bending occurs. In plastic limit analysis of structural members exposed to bending, it is assumed that an instant transition from elastic to ideally plastic behaviour occurs at a certain value of moment, known as plastic moment. When plastic moment is reached, a plastic hinge is formed in the member. It is assumed that the plastic hinge allows large rotations to occur at constant plastic moment. Plastic hinges extend along short lengths of beams. Actual values of these lengths depend on cross-sections and load distributions. However, detailed analysis have represented that it is sufficiently accurate to consider beams rigid-plastic, with plasticity confined to plastic hinges at points. While this assumption is sufficient for limit state analysis, finite element formulations are available to account for the spread of plasticity along plastic hinge lengths. Fiber beam elements have been developed since more than twenty years ago. They are based on the cross-section discretization in a series of layers for a 2-D beam or fibers for a 3-D beam. Working at section level with simple uniaxial constitutive models, the 3-D behavior under axial and bending forces is recovered through integration of fiber stresses over the cross-section. Zeus NL computer programme is used for the 3D fiber model. In this study, inelastic behavior of the steel frames is investigated numerically by plastic hinge computer model and 3D fiber plastic computer model. Results are compared with each other and the experiments are conducted by using the small scale Load and Boundary Condition Box located in the Structural Mechanics Laboratory of the Fatih Sultan Mehmet Vakif University. Results of the analytical models and experiments are compared with each other. In the first part of the study, non-linear behavior of a cantilever column and 2-D steel frame are analyzed with both lumped plasticity and distributed inelasticity. In these calculations, static pushover analysis are applied to the structures. SAP2000 is used for the lumped plasticity model and ZEUS NL is used for the distributed inelasticity. In the light of the analytical results, plastic hinge method and fiber beam element method differ from each other at the linear non-linear transition region of the elements. This transition trend can be observed as sharp with the plastic hinge method but with fiber beam element method it can be observed as soft and curved. The performance point of the structures that is analytically investigated is specified at this region that two analytical model differ from each other. In plastic hinge method the performance point is specified in the linear region of the structure. However, in the fiber beam method the performance point corresponds to the non-linear behavior region. As a result of the analytical investigations it can be deduced that determination of the performance of the structures with these two analytical model can cause interrogation of the data obtained. The differentiation between these two analytical models which are widely used for examining the non-linearity of the structures has to be studied in detail. In addition to analytical studies, monotonic and cyclic experiments are conducted by using the small scale Load and Boundary Condition Box located in the Structural Mechanics Laboratory of the Fatih Sultan Mehmet Vakif University. Small scale steel substructures is used for the experiments and these specimens are designed properly to adapt Load and Boundary Condition Box. Monotonic and cyclic tests are applied with different displacement steps. For each specimen, proper analytical models are generated, monotonic and cyclic pushover analysis are examined with both lumped plasticity model and distributed inelasticity model and results are compared with each other. Experimental investigations show that fiber beam model performs a better analytical model for representing non-linear behavior than plastic hinge model. Not only the fiber beam analytical model but also experimental investigations exhibit soft and curved transition region. Monotonic test results are obtained very close to each other and fiber beam model represents more proper behavior to these experimental results. Results of the cyclic tests show that widely used material models called bilinear and perfectly elasto-plastic material models do not satisfy the experimental results. The sharp transition region of the elements is observed during the cyclic pushover analysis with plastic hinges. Fiber beam model using bilinear material model performs more proper analytical solution for the elements. However, results of the analytical model which use the bilinear material model and fiber beam model performs regional differences. The transition region is obtained from each analytical model and experiments and compared with each other. As a result of this comparison it is determined that bilinear material model and fiber beam element model provides better solution for the specimens than plastic hinge model. In addition, analytical solutions with 3-D fiber beam element model and bilinear material model is not close enough to experimental results, so it is needed to specify a better material model. When material models is compared with each other, optimal material model is needed to be determined for the specimen. Ramberg-Osgood material model is used in the analytical models. As a result of the analytical solutions generated with fiber beam model and Ramberg-Osgood material model, it is obtained that Ramberg-Osgood material model represents best fit material properties for cyclic testing and cyclic pushover analysis. Linear non-linear transition region is obtained softly and the results of the analytical and experimental investigations overlap with each other. Ramberg-Osgood material model provides more proper material model for the cycling pushover analysis. In the light of the experimental results, it is shown that monotonic and cyclic experiments’ results overlap with each other. The backbone curve obtained from the cyclic experiments’ results correspond to monotonic experiments’ results very sensitively. In this study non-linear behavior of the steel structures is investigated with both analytical and experimental studies. Involving a best fit material properties to the analytical model provides getting better results from analytical studies and extensive experiences are obtained about small scale experiments. In addition, the study may serve as the basis for further development especially in the hybrid models which are based on using computer models and physical experiments together., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2016, Günümüzde performansa dayalı tasarım yönetmelikleri çerçevesinde doğrusal olmayan analizler daha sık yapılır hale gelmiştir. Bilgisayar teknolojisinin gelişmesi, doğrusal olmayan analiz yöntemleri üzerine uzun yıllardır yapılan araştırmalar, bu araştırmaların neticesinde geliştirilen akademik programların ticarileşmesi, pratikte ihtiyaç duyulan analizlerin daha rahatlıkla yapılmasını sağlamıştır. Ülkemizde önümüzdeki yıllarda yayınlanması beklenen yeni deprem yönetmeliği çerçevesinde de özellikle bazı yapı türleri için (örnek: yüksek binalar, taban yalıtımlı binalar) doğrusal olmayan analizlerin zorunlu olacağı tahmin edilmektedir. Bundan dolayı şu anda hali hazırda pratikte kullanılan ve doğrusal olmayan analiz yapabilen ticari programların karşılaştırılması faydalı olacaktır., Nonlinear analyses of structures within the performance based design framework have become more common in the past decade. The development of computer technology, research conducted on the nonlinear analysis in the past several decades and commercialization of academic research software made nonlinear analysis of structures more accessible to research and engineering community. It is also expected that nonlinear analysis would be mandatory for some type of structures (for example, tall buildings and base isolated buildings) in Turkey due to the new seismic design regulations that will be published in the following years. Therefore, it is considered that comparison of commercial analysis software that are capable of conducting nonlinear analysis and that are already used in practice would be beneficial., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, Elastik olmayan şekil değiştirme istek ve kapasitesin hesabında kullanılan performans değerlendirme yöntemleri, yer değiştirme kontrollü sismik tasarım ve plastik mafsal metodu kullanılarak bulunan analiz ile elde edilir. Başka bir deyişle, elastik olmayan şekil değiştirmelere maruz kalan plastik mafsal davranışının tahmin edilmesinde buyuk yuklar kullanılır. Bu yükler, deprem v.b, çerçeveli betonarme yapıların maksimum yer değiştirme kapasitesinin tayininde önemli rol oynar. Yapıların analizinde, doğrusal olmayan analiz yönteminin doğrusal analiz yöntemine göre daha çok tercihedilmesi sebebi bu yöntemle gerçeğe daha yakın sonuçların alınabilmesidir. Yapılarda doğrusal olmayan performans değerlendirmesi sonuca doğrudan etki eden bir çok parametreye bağlıdır. Parametre sayısını fazlalığı ve işlemin karmaşıklığı işlemi basitleştirici bir takım varsayımlar yapılmasını gerektirir. Yapı malzemelerinin doğrusal-elastik sınır ötesindeki taşıma kapasitesini gözönüne alarak, çok küçük olmayan yerdeğiştirmelerin denge denklemlerine ve gerekli olduğu hallerde geometrik uygunluk koşullarına etkilerini hesaba katmak suretiyle, yapı sistemlerinin dış etkiler altındaki davranışlarının daha yakından izlenebilmesi ve bunun sonucunda daha gerçekçi ve ekonomik çözümler elde edilmesi mümkün olabilmektedir. Doğrusal olmayan malzemeden yapılmış sistemlerde, artan yüklerle birlikte iç kuvvetler de artarak bazı kesitlerde doğrusal elastik sınır aşılmakta ve bu kesitler dolayında doğrusal olmayan (plastik) şekildeğiştirmeler meydana gelmektedir. Doğrusal olmayan şekildeğiştirmeler genel olarak sistem üzerinde sürekli olarak yayılmaktadır. Buna karşılık kopma sırasındaki toplam şekildeğiştirmelerin doğrusal şekildeğiştirmelere oranının büyük olduğu sünek malzemeden yapılmış sistemlerde, doğrusal olmayan şekildeğiştirmelerin plastik mafsal adı verilen belirli kesitlerde toplandığı, bunun dışındaki bölgelerde ise sistemin doğrusal-elastik davrandığı varsayılabilir. Bu varsayım plastik mafsal hipotezi olarak isimlendirilmektedir. Plastik mafsal hipotezinin esas alındığı bir yapı sisteminin birinci mertebe teorisine göre hesabında oluşan plastik mafsal nedeniyle sistemin tümünün veya bir bölümünün mekanizma durumuna gelmesi taşıma gücünün sona erdiğini ifade eder. Yapıların artan yükler altında, performansı ile ilgili daha gerçekçi bir tahmin için yapı elemanlarının elastik ötesi davranışları hakkında yeterli bilgiye sahip olunması geremektedir. Yapı elemanlarının elastik ötesi davranışları plastik mafsal hipotezi kullanılarak dikkate alınabilir. Plastik mafsal hipotezinde betonarme kesitin eğilme davranışı moment-eğrilik ilişkisi vasıtasıyla temsil edilebilir. Bu çalışmada moment-eğrilik ilişkileri belirlenirken sargılı, sargısız beton ve donatı çeliği davranışları için Mander et. Al. tarafından önerilen model kullanılmıştır. xxii Birinci kısım kapsamında, teorik hesaplar deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu tez içerisinde, performans limitlerinin hesabında DBYBHY 2007 (Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik) ve Eurocode8 (Binaların sismik dizaynı) adlı yönetmeliklerden faydalanılmıştır. Ayrıca, her iki yönetmeliğin de sonuçlarının tutarlılığının kontrolü için ilgili yönetmeliklerde önerilen plastik mafsal boyları kullanılmıştır. Bu çalışmada, PEER veritabanında bulunan 306 adet dikdörtgen kolonlar içerisinden; belirli kriterlere sahıp olan 57 adet kolon seçilmiştir. Kolonlar seçilirken:  Numunelerin konsol kolon (cantilever) olmasına,  Numunelerin iyi sargılı olarak tasarlanmış olmasına,  Kolon göçme modunun eğilme nedeniyle oluşmasına dikkat edilmiştir. Göçme modunun kesme veya kesme–eğilme olduğu numuneler bu çalışmanın kapsamı dışındadır. Eğilme hasarında numunenin dayanımının %20 azaldığı veya basınç bölgesindeki boyuna donatının burkulduğu nokta göçme noktası olarak kabul edilmiştir. Her kolonun geometrik, eksenel yük ve donatı özellikleri hakkında bilgiler ekte sunulmuştur.. Türk Deprem Yönetmeliği 2007 (Bölüm 7)’ ye göre hasar sınırları, minimum hasar sınırı (MN), can güvenliği hasar sınırı (CG) ve ileri hasar sınırı (GÇ) olarak kategorize edilmiştir. Benzer şekilde Eurocode 8’de de hasar bölgelere üç bölgeye ayrılmıştır. Buna göre; minimum hasar bölgesinde(LD), taşıyıcı elemanlarda belirgin bir plastikleşme söz konusu değildir ve bu elemanlar rijitlik ve dayanımlarını muhafaza etmektedır. Belirgin hasar bölgesinde (SD), yapıda belirgin hasar sözkonusu olmasına rağmen hala bir miktar rijitlik ve dayanım söz konusudur ve düşey taşıyıcı elemanlar düşey yükleri taşıyabilecek durumdadır. Göçme öncesi hasar bölgesinde (NC), binada ağır derecede hasar olmasına rağmen hala az miktarda rijitlik ve dayanım söz konusudur ve düşey taşıyıcı elemanlar düşey yükleri taşıyacak durumdadır. Yönetmeliklerde kabul edilen hasar sınırları, deneysel çalışmalar dıkkatı alınarak aşağıdaki kriterler dikkate alınarak tanımlanan hasar sınırlari ile karşılaştırılmıştır. Bu tanıma göre hasarların oluştuğu deplasman ve mınımum hasar bögesinin maksimum yerdeğiştirme sınırı, akmaya karşı gelen yerdeğiştirme miktarının 1.2 katı, göçmeye ve beton dayanım kapasıtesinin %20 düştüğü noktaya karşı gelen yerdeğiştirme nihai yerdeğiştirme hasar sınırı ve ileri hasar bolgesinin yerdeğiştirme sınırı, nihai yerdeğiştirmenin %75’i olarak alınmıştır. Sonuç olarak, Türk Deprem Yönetmeliği’nde malzeme gerimelerini bağlı olan, ve Eurocode 8’e göre ise kesitin kord dönmesine bağlı olarak tanımlanan performans tahmınlerı deneysel veritabanından elde edilen verilere göre konservatif bulunmuş ve sözü edilen yönetmeliklerin tahminlerinin tanımlanan sınır mıkararlarına yakınlığıt tayın edılmiştir. Bu karşilaştirma sırasında iki yönetmeliğin verdiği sonuçlar dikkate alınarak ileriki çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur. İkinci kısımda, plastik mafsal boylarının hesabında kullanılan modellerin ve betonarme kolonların plastik mafsal boylarını etkileyen faktörlerin kıyaslanması ile mevcut denklemleri geliştirecek yeni bir model öne sürülmeye çalışılmıştır. Yönetmeliklerle belirlenmiş olan hesap modelleri ve plastik mafsal boylarının hesabında kullanılan modeller birbirleri ve deney sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Son olarak, bu çalışma kapsamında, betonarme kolonların performanslarının tayinini daha tutarlı olarak ortaya koyacak yeni bir model ortaya çıkarılmıştır. xxiii Bu bölümde, öncelikle daha önceki araştırmacıların önermiş olduğu formüllerle birlikte, DBYBHY 2007, EUROCODE 8-2008 ve MODELCODE 2010 yönetmelikleri karşılaştırılarak, en kabul edilebilir ve en gerçekçi sonuçlar veren, modelin ortaya çıkarılmasına çalışılmıştır. Toplam 22 kolon numunesi, aşağıda yer alan iki özelliğe sahip olacak şekilde, tezin birinci bölümünde analize konu olan 57 adet kolon arasından seçilmiştir:  Analitik hesaplarla tahmin edilen moment-eğrilik, test sonuçlarından ortaya çıkan yanal yük-deplasman eğrileri, bire bir uyum göstermelidir.  Numune dayanım kapasitesi deney sırasında yük-deplasman diyagramında, %15 ila %20 oranında azalma göstermelidir. Yapılan araştırmalara göre plastik mafsal boyu eleman üzerinde bulunan eksenel yük, donatı oranı gibi parametrelere bağlıdır. Bu nedenle yönetmeliklerde ve bazı araştırmacılar tarafından, sadece geometriye bağlı olarak sunulan modeller hatalı sonuçlara sebep olabilir. Son olarak, analitik hesaplar ve deney verilerinden elde edilen sonuçlar kullanılarak hesaplanan plastik mafsal boyuna en çok uyum gösteren model tespit edildi. Sonuç olarak plastik mafsal boyuna etkili olan parametrelerin de (eksenel yük vb.) etkisini göz önüne alarak yeni teorik model önerilmiştir. Önerilen teorik modelin geçerliliği veritabanında bulunmayan, literatürden elde edilmiş deney sonuçları kullanılarak değerlendirilmştir., Application of displacement-based seismic design and analysis that is derived from plastic hinge method is still employed extensively to estimate the performance assessment procedures to evaluate the inelastic displacement demand and capacity. In other word, prediction of behavior of plastic hinges, subjected to large inelastic deformations, caused by extreme loads is used. These loads that affect structures significantly, such as earthquakes, play an important role in assessing the maximum stable deformation capacities of framed concrete structures. In structural analysis, non-linear analysis is more preferable than linear analysis because of more realistic assessments. Because of dealing with high amount of effective factors on non-linear assessments, some assumptions and damage limit boundaries are required to assess the performance under seismic actions. In this thesis, Turkish Seismic Design, code DBYBHY 2007 (Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik) and Eurocode8 (Seismic Design of Buildings) are considered for assessing performance limits. Moreover, the most accepted previous models of plastic hinge length are employed, to investigate the accuracy of each. Finally, a new model proposed for determine the potential plastic hinge length of reinforced concrete columns. In the first part, differences of codes, ways of approaches about the performance of reinforced concrete columns are assessed based on the results given by PEER database. For this purpose, damage limit states and boundaries are evaluated from codes. In the second part, with comparing various plastic hinge length models, and the factors, which significantly influence plastic hinge length variation of reinforced concrete columns, it is tried to propose new model by improving the existing equations. The estimation of methods given by codes and the considered plastic hinge length models, are compared with each other, and with the experimental results. Finally, in this study, it is tried to extract a more accurate model for RC columns performance., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Yapıların dinamik davranışı incelenirken genellikle sistemin rijitliğinin sabit kaldığı kabul edilir. Ancak bu tamamen doğru değildir. Yükler arttıkça yapıda deformasyonlar da artar. Bu deformasyonların tamamı elastik yani yük kalkınca geri dönen deformasyonlar değildir. Kalıcı yani plastik deformasyonlar yapının rijitliğinin değişimine neden olur. Bu çalışmanın amacı değişen yükler altında bu rijitliğin değişimini dikkate alarak titreşimlerin incelenmesidir. Bu çalışmada seçilen sistem tek katlı, temel bağlantıları ankastre olan bir çerçevedir. Çerçevede kullanılan malzemenin tamamı çeliktir ve sistem yatay yönde bir kuvvet etkisindedir. İlk olarak sistemin rijitlik matrisi elde edilmelidir. Rijitlik matrisini bulmak için önce çerçeveyi oluşturan çubukların tek tek çubuk rijitlik matrisleri bulunmuştur. Bir çubuğun rijitlik matrisini bulabilmek için çubuğa bağlı eksen takımında uç birim kuvvetlerinin uygulanması durumunda oluşabilecek deplasmanların bulunması gerekir. Bu rijitlik terimleri Castigliano teoremi kullanılarak bulunmuştur. Daha sonra çubuk koordinatlarında elde edilen çubuk rijitlik matrisini sistem koordinatlarında elde etmek için bir koordinat dönüşümü yapılmıştır. Bu işlem iki koordinat sistemi arasındaki açılara bağlı olarak yazılan ortogonal matrisler kullanılarak gerçekleştirilir. Her bir çubuğun ortogonal dönüşüm matrisi kullanılarak çubuk koordinatlarında yazılan çubuk rijitlik matrisleri sistem koordinatlarında bulunmuştur. Sistem koordinatlarında elde edilen çubuk rijitlik matrislerinden kod numaraları matrisi yardımıyla sistem rijitlik matrisi elde edilmiştir. Böylece elde edilen sistemin rijitlik matrisi ile sistemin düğüm noktalarındaki deplasmanları ve dış kuvvetleri arasında bir bağıntı kurulmuştur. Bu şekilde elde edilen matris formundaki denklem takımı çözülür, bilinmeyen düğüm noktası deplasmanları hesaplanır ki bunlar sistemin serbestlikleridir. Sistem deplasmanları bulunduktan sonra yine sistem koordinatlarında çubuk uç deplasmanları yine kod numaraları matrisi kullanılarak hesaplanır. Sonra çubuk dönüşüm matrisleri kullanılarak çubuk koordinatlarında çubuk uç deplasmanları bulunmuştur. Bu uç deplasmanları ile çubukların uç kuvvetleri arasındaki bağıntılar yardımıyla da çubuk uç kuvvetleri yani kesit tesirleri bulunur. Bütün bu anlatılanlara bağlı olarak yapının belli bir noktasının statik yük altında yapacağı yatay deplasman ve sistemin kesit tesirleri matris deplasman yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Sadece bir noktadaki deplasman dikkate alınacağı için yapı tek kütle yay sistemine indirgenmiştir. Bu durumda sistemin yay katsayısı da deplasman ve yük belli iken hesaplanmış olur. Bir yapı dış yükler altındayken kalıcı deformasyonlar yapabilir. Yapıda kalıcı deformasyonlar meydana geldiğinde rijitlik matrisi değişir sonuç olarak yapının dinamik davranışı değişecektir. Bunun için titreşim hesapları yapılmadan önce yapıya gelen dış yük arttırılarak artan yük değerleri için yapı statik olarak incelenmiştir. Artan dış yükler altında çerçevenin davranışını incelemek için sistemin tamamında ideal elasto plastik malzeme kullanıldığı kabulü yapılmıştır. Sistemde artan yükler altında rijitliğin değişimi plastik hesap yapılarak göz önüne alınacaktır. Malzeme ideal elasto plastik malzeme alındığından bir kesitte oluşan maksimum moment ancak belli bir değere kadar artabilir. Bu durumdan sonra yük artarsa bu kesit artık ilave moment taşımaz ve mafsal gibi davranır. Nerede ilk plastik mafsalın oluşacağı bellidir. Ancak birinci plastik mafsal oluştuktan sonra sisteme etkiyen yük arttırılırsa diğer bir noktada ikinci bir plastik mafsal oluşacaktır. Bu işlem yapı labil oluncaya kadar devam eder. Bir plastik mafsal oluştuktan sonra sistem artık başlangıçtaki sistem değildir. Rijitlik matrisi farklılık gösterir. Bu durumlarda sistemin rijitlik matrisleri bulunmuştur. Ancak rijitlik matrisinin sürekli azalmasına rağmen burada bir kabul yapılarak birinci plastik mafsal oluşuncaya kadar rijitlik matrisinin sabit olduğu kabul edilmiştir. Keza birinci ve ikinci plastik mafsal oluşturan yük değerleri arasında da yine rijitlik matrisinin sabit kaldığı kabul edilmiştir. Bu yaklaşım yük-rijitlik matrisi arasında bir eğri elde edilmesini sağlar. Çalışmada kullanılan örnekte sırasıyla plastik mafsalların nerelerde oluştuğu şekilde gösterilmiştir. Plastik mafsalların oluştuğu durumlardaki deplasmanlar hesap edilmiştir. İdealleştirilmiş olan tek kütle yay sistemindeki yay katsayıları bulunmuştur. Sonuçta yükün şiddetine bağlı olarak yay katsayılarının değişimini gösteren bir tablo elde edilmiştir. Ayrıca plastik mafsal oluşumları SAP2000 paket programı ile de kontrol edilmiştir ve kuvvet-rijitlik grafiği çizilmiştir. Son olarak bütün bu yapılan hesaplar doğrultusunda yapının titreşimi incelenmiştir. Yapılara gelen yükler belirli bir zaman içinde etkir ve yapıda zamana bağlı yerdeğiştirmelere, şekil değiştirmelere ve gerilmelere neden olurlar. Statik hesapta yapıdaki şekil değiştirmelerin zamana bağlı olmadığı kabul edilir. Dinamik hesapta ise, yapının her noktasına etkiyen ve her an değişebilen eylemsizlik kuvvetleri de işin içine katıldığı için sonuçlar zamana bağlıdır. Modeli oluşturduktan sonra dinamik çözüm için hareket denkleminin yazılması ve modelin davranışının belirlenmesi gerekir. Sönümlü serbest titreşim ve zorlanmış titreşim taşıyıcı sistemin önemli olan iki dinamik davranışıdır. Bunlardan birincisi verilen başlangıç koşullarının etkisiyle meydana gelir, ikincisi ise sisteme etkiyen dış yüklerden veya mesnet hareketlerinden ortaya çıkar. Bu çalışmada harmonik kuvvet altında zorlanmış sistemin titreşimi incelenmiştir. Buna bağlı olarak sistemin titreşimini incelemek için hareket denklemi oluşturulmuştur. Denklemin çözümü özel ve homojen çözümlerin toplamıdır. Özel çözüm ya belirsiz katsayılar metodu veya sabitlerin değişimi metodları kullanılarak bulunur. Homojen denklem çözülürken üç farklı sönüm durumu söz konusudur bunlardan birincisi kuvvetli sönüm durumu ikincisi kritik sönüm durumu üçüncüsü ise zayıf sönüm durumudur. Çalışmada zayıf sönüm durumu dikkate alınmıştır ve oluşturulan bu hareket denklemi tek serbestlik dereceli zayıf sönüm etkisinde bir zorlanmış titreşim denklemidir. Kat kütlesinin bir noktada toplandığı kabul edilmiştir. Sistemin yatayda yapmış olduğu deplasman göz önüne alınmıştır. Dinamik yüklemede dış yükün zamana bağlı olarak değişeceği açıktır. Bu yüzden daha önce hesaplanan plastik mafsalların meydana geldiği artan yük değerlerinin hangi zamanlarda uygulandığı bulunmuştur. Artan yükler altında kuvvet-zaman grafiği çizilmiştir. Daha sonra rijitliklerin hangi zaman aralıklarında geçerli olduğunu gösteren rijitlik-zaman grafiği elde edilmiştir. Sistemin her bir zaman aralığı için doğal titreşim frekansları hesap edilmiştir. Sistemin sönüm katsayısı hesap edilmesi gereken bir değerdir. Bunun için başlangıçta sistemin sönümü belirli bir değer seçilerek her bir rijitlik değeri için diğer sönüm değerleri de hesap edilmiştir. Bunlara bağlı olarak açısal frekansın ve sönüm oranının zamana göre değişim grafikleri çizilmiştir. Yük rijitlik eğrisinden yararlanırken iki yük değeri arasında rijitliğin sabit kaldığı kabul edilmiştir. Sistem bu yüklere karşı gelen bir zaman aralığında çözülmüştür. İntegral sabitlerinin tayini için bir önceki zaman aralığının sonundaki değerler kullanılmış ve deplasman-zaman eğrisi elde edilmiştir. Artan yükler altında yapılan bu işlemler azalan yükler durumu için de tekrarlanmıştır. Artan ve azalan yüklerin zamana göre değişimi tek bir eğride gösterilmiştir. Burada hesap yapılırken artan yükler için hesaplanan her bir aralıktaki rijitlik değerleri ile azalan yükler için hesaplanan her bir aralık için rijitlik değerleri aynı alınmıştır. Bu şartlar altında azalan yükler için deplasman zaman eğrisi çizilmiştir. Artan yükler altındaki deplasman zaman eğrisi ile azalan yükler altındaki deplasman zaman eğrisi birleştirilerek tek bir eğride gösterilmiştir., In general it is assumed that stiffness matrix remains constant in dynamic analysis of structures. However, this is not completely correct. The deformations of structure increase with increasing loads. All of these deformations are not elastic which totally recover when the loads decrease. Permanent or plastic deformations are the reason of the variation of the stiffness matrix of the structure. For this purpose, the system stiffness matrix is calculated then the system displacements of node points are calculated. The stress resultants are found by using relations between the end displacements and end forces of the rods. After this process is done, under increasing loads, plastic hinges will occur and stiffness matrix will not remain constant was checked of this situation. The aim of this study is to analyze the vibration of a structure under consideration of the variation of stiffness matrix with varying loads. The chosen sample system in this study is a single storey frame of which foundation supports are build in. The material used in the frame is steel and the system is under the effect of an horizontal force. At first the stiffness matrix of the system must be determined. To find the stiffness matrix of the system the stiffness matrices of whole bars are obtained in bar coordinates. The displacements must be determined depending upon to the unit end loads to calculate the stiffness matrix of a bar. These stiffness terms have been found via theorem of Castigliano. Later a coordinate transformation is performed for every individual bar to transform the stiffness matrix, which is written in a coordinate system connected to this bar, to a chosen local fixed system which is valid for whole system. This operation has been done using orthogonal matrices which is related to the angles between two coordinate systems for every individual bar. The stiffness matrix in system coordinates has been obtained via orthogonal transformation matrix of this bar from the stiffness matrix which has been obtained in bar coordinates before. The stiffness matrix in system coordinates has been constructed by code-numbers matrix from stiffness matrices of bars which is written in system coordinates. A relation is also constructed by the stiffness matrix of the system between the system displacements and external loads acting on nodal points. The system of linear algebraic equations that has been obtained by this way, is solved. The unknown displacements of node points are calculated in matrix form. These are the freedoms of the system. The end displacements of a bar in system coordinates are calculated by using code-numbers matrices after finding system displacements. After these, the end displacements in bar coordinates have been found by orthogonal transform matrices from the end displacements in system coordinates. The stress resultants are found by using relations between the end displacements and end forces of the rods. According to these descriptions, the horizontal displacement of a certain point and stress resultants of the system are calculated via matrix methods under static loading. Then the structure has been reduced to an unique mass spring system since only the displacement of one point is considered. In this case, the spring constant of the system, has been calculated while the displacement and load is known. A structure can make permanent deformations under external loads. The stiffness matrix cannot be constant, when permanent deformations occur and consequently dynamic behavior of the structure changes. In this case, the problem becomes nonlinear. Because of this the external load has been increased and at any value of this load the structure has been solved as a static system. It is accepted that elasto plastic materials have been used in the entire system for examining the behavior of the frame under increasing loads. The change of stiffness under increasing loads will be calculated by plastic analysis. The maximum moment of a cross-section can increase up to a certain value since the material is assumed that the material ideal elasto plastic. After this stage, if the load increases, section doesn’t carry any more moment and it acts as a hinge. By the method of load increment is determined where plastic hinges will occur. Then it is known where the first plastic hinge will occur. But, if the load on structure increased after first plastic hinge occurs, second plastic hinge occurs at another point. This process continues until the structure becomes unstable. Plastic hinge hypothesis are used in these calculations. Showing adequate ductility and plastic deformations, ie the length of the plastic hinge length is not very large deformations of nonlinear systems, certain sections called plastic hinge is collected, it is considered to regions outside of the system behaves as a linear-elastic. The system is not like the beginning after first plastic hinge occurs. Degrees of freedom of the system changes after plastic hinge occurs . Stiffness matrix shows a difference. The stiffness matrix of system has been found in each interval. However, the decreasing of stiffness matrix continues, it is accepted that stiffness matrix is constant until first plastic hinge occurs. Also, it is accepted that the stiffness matrix is also constant between first and the second plastic hinges. By this way, a curve is obtained between load and stiffness matrix. In the sample problem that used in this study, it is shown on the figure where the plastic hinges occur respectively. The displacements in the case of plastic hinges occur, have also been calculated. The spring constant in the idealized single mass-spring system, has been found. As a result, a table has been obtained indicating the variation of spring constant by the value of the load. As a result, the variation of spring constants depending on the size of the load were obtained in the table. In addition, the formations of plastic hinges have been controlled by SAP2000 computer program and the diagram of stiffness-force has been plotted. Finally, depending upon these calculations, the vibration of the structure has been examined. The loads on the structures acts on a certain time interval and produce time-dependent strain and stresses. It is accepted that deformations is not depended on time in static calculations. But in dynamic calculation, results are depended on time because of the loads that act on the structure and change by the inertia forces which varies by time are considered. Dynamic calculation performed using specific models. The results are highly accurate the models used depends on how far close to reality. After creating the model, the equation of motion must be written for the dynamic solution and dynamic behavior of model must be determined. The equation of motion, defines the movement of mass over time. Free damping vibration and forced vibration are two important behaviors of structural system. First occur by act of assuming initial conditions. The second one occurs by external loads acting on the system or the movements of the supports. In this study, the forced vibration under an harmonic load has been investigated. According to this, equation of motion has been formed to examine the vibration of system. The first step that appears in the literature, the equation system formed by equations of motion so that only a freedom discretization in each equation. Each equation of motion is a forced vibration equation that is with single degree of freedom and under effect of damping. A structure is idealized to be a freedom at each storey in dynamic of structure. Solution of this equation is the sum of particular and homogenous solutions. Particular solution is processed by using undetermined coefficients method or variation of parameters method. There are three different damping cases while solving homogenous equation. First one is heavy damping case. The second one is critical damping case. The third is weak damping case. The weak damping has been considered in this work. This equation of motion is a forced vibration equation that is with single degree of freedom and under effect of weak damping. It is considered that the mass of a storey has been collected to one point. The horizantal displacement has been considered only. It is clear that the external load varies by time in the dynamic loading. Therefore, the time values have been evaluated for increasing load values using the load values at which the plastic hinges occur. Then the force-time diagram has been drawn under increasing loads. After that, the stiffness-time graphic has also been drawn which shows time intervals of this stiffness. Natural frequency values of the system have been calculated for every time interval. The damping coefficient of the system must be calculated for every stiffness value by choosing a initial value for system damping. According to this, the natural frequency-time and damping rate of system-time graphics have been plotted. It is assumed that the stiffness matrix remains constant between two values of the load when using the stiffness-load diagram. The system has been solved in a time interval that corresponds to these loads. The values, at the end of the previous interval have been used as initial condition to determine the integration constants of on interval. The displacement-time curve has been drawn. The operations of increasing loads have been repeated for decreasing loads. The changes of increased and decreased loads depending on time, has been represented in a single curve. During calculation, the stiffness values of every time range that is calculated for increasing loads and decreasing loads have been taken as the same. The displacement-time curve, for decreasing loads has been drawn under these conditions. The displacement-time curves for increasing loads and decreasing loads have been combined and they have been shown on one diagram., Yüksek Lisans, M.Sc.

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır. Bu çalışmada, yapı elemanlarında meydana gelen plastik mafsalları göz önüne alarak iki boyutlu yapı sisteminin doğrusal olmayan yapısal analizleri gerçekleştirilmiştir.Yapılan çalışmada MATLAB tabanlı olarak çalışan iki farklı program geliştirilmiştir. Bu programlardan ilki, yapı sisteminin iki boyutlu analizinde kullanılmak üzere geliştirilen DOLYAN programıdır. Bu program sayesinde yapı sistemini oluşturan elemanların çubuk ucu kuvvetleri, düğüm noktası deplasmanları ve eğilme momenti değerleri hesaplanmaktadır. İkinci program ise eksenel yük etkisindeki betonarme kolon kesitlerinin moment-eğrilik ilişkisinin belirlenmesi amacıyla geliştirilen MEGRİ programıdır. Bu program sayesinde eksenel yük altındaki betonarme kolon elemanının moment-eğrilik diyagramı çizilerek, bu diyagram üzerinden kesiti plastikleştiren moment değeri belirlenmektedir.Geliştirilen programlar literatürde sunulan çalışmalarla doğrulanmıştır. Düşey ve yatay yük etkisindeki tek katlı, tek açıklıklı ankastre olarak mesnetlenen düzlem çerçeve hem DOLYAN hem de SAP2000 programları ile çözülmüş ve sonuçta aynı değerlere ulaşılmıştır. Literatürde verilen eksenel yük etkisindeki betonarme kolon kesiti MEGRİ programı ile çözülmüş ve literatürde sunulan sonuçlar ile aynı sonuçlar elde edilmiştir.Geliştirilen programların uygulaması sayısal uygulamalar bölümünde üç farklı binada yapılmıştır. Bu yapıların, seçilen akslarının iki boyutlu düzlem çerçeve sisteminde doğrusal olmayan yapısal analizleri yapılmıştır. Yapılan çözümlemeler sonucunda mafsallaşan kesitler ve taban kesme kuvveti-yer değiştirme diyagramları sunularak değerlendirilmiştir.ÖZETAnahtar Kelimeler: Plastik Mafsal, Plastikleşme Momenti, Deplasman (Stiffness) Metodu, Moment-Eğrilik. In this study, the nonlinear structural analysis of two dimensional structure is carried out by taking into account of plastic hinge which occurs at the structure members and the structure.In the study, two different MATLAB based programs has been developed. One of those is DOLYAN that is developed to use in the analysis of two dimensional structures. Bending moments, shear forces and displacements of the structural members are determined through this program.Second program called MEGRI is developed to determine the moment-curvature of the reinforced concrete columns under axial forces. By using the program, the moment-curvature diagram of the reinforced concrete columns under the axial forces has been plotted and determined the plasticizing moment.The proposed programs are confirmed with the literature. A frame with single story and a single space is carried out with DOLYAN and SAP2000. The outcomes of the both programs are same. The moment curvature relation of the reinforced concrete column, which is selected from literature, is determined with proposed MEGRI. The outcomes of the proposed program are same with the literature.The application of the proposed programs is made with three different buildings in chapter of numerical studies. The nonlinear structural analysis of the two dimensional structures are carried out. The hinged sections of the members and diagram of base shear force-displacement are shown and evaluated.Key Words: Plastic Hinge, Plasticizing Moment , Displacement Method, Moment-Curvature

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu çalışmada, Bursa’da mevcut 7 katlı, perde-çerçeve sistemli betonarme bir bina ele alınmış ve DBYBHY–2007’ye göre konut tipi yapılar için öngörülen “Can Güvenliği” performans seviyesi araştırılmıştır. Yapının doğrusal elastik performansını belirlemek için; betonarme taşıyıcı elemanlara ait eğilme momenti ve normal kuvvet kapasiteleri, mevcut malzeme dayanımları ve donatı miktarlarına göre hesaplanmış, deprem etkileri göz önüne alınarak her bir eleman üzerinde oluşacak hasar seviyeleri belirlenmiş ve yapının hangi performans düzeyinde olduğu tespit edilmiştir. Yapının doğrusal elastik olmayan performans düzeyini belirlemek için ise betonarme taşıyıcı elemanlarda oluşması beklenen yerlere plastik mafsallar atanmış ve “tepe yerdeğiştirmesi-taban kesme kuvveti” eğrisi elde edilmiştir. Bu eğri daha sonra “modal yerdeğiştirme-modal ivme” eğrisine dönüştürülerek yapının hedef tepe yerdeğiştirmesi elde edilmiş, hedef tepe yerdeğiştirmesi elde edilinceye kadar itme analizi tekrar edilmiştir. Tüm kesitler için elde edilen beton ve donatı birim şekildeğiştirme istemleriyle plastik dönme istemleri karşılaştırılarak, kesitlerdeki hasar düzeyleri tespit edilmiş ve yapının hangi performans düzeyinde olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda yapının “Can Güvenliği” performans seviyesini karşılamadığı görülmüştür. Bunun üzerine mevcut yapı için bir güçlendirme önerisi sunulmuştur. Güçlendirilmiş yapının performansı Statik İtme Analizi yöntemi kullanılarak belirlenmiş ve söz konusu binanın “Can Güvenliği” performans seviyesini karşıladığı görülmüştür., In this study, “Life Safety” performance requirement of existing 7 story building located in Bursa was investigated to the life safety requirements specified by DBYBHY–2007 for residential building. To determine linear elastic performance level of the structure, axial force and bending moment capacity of each member of structural system was calculated by taking the material characteristics of existing structures into account. Then damage level of each member was determined considering earthquake loads and determined the structure’s performance level. To determine linear inelastic performance level of the structure, plastic hinges were assigned expected areas in each member of structural system so that the “displacement-base reaction” curve obtained. This curve were transformed in the “spectral displacement-spectral acceleration” curve and static pushover analyze were repeated to get the target peak displacement. In section analysis, the correlation between member strain demand and plastic hinge rotation demand, is investigated to determine reinforced concrete member component damage and obtained the structure’s performance level. Consequently, it is shown that the structure can not satisfy the life safety performance level requirements. Thus, retrofitting for the existing structure is suggested. The seismic performance level of the reinforced structure is determined using Static Pushover Analysis and it is shown that the structure can satisfy the life safety performance level requirements., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Bu çalışmada, mevcut betonarme bir okul binasının performansı değerlendirilip, sismik izolasyon kullanılarak yapı tekrardan değerlendirilmiştir. Doğrusal olmayan statik analiz yöntemi kullanılarak yapının statik itme eğrisi oluşturulmuştur. Hemen kullanım ve can güvenliği performans düzeyleri için performans noktaları belirlenmiştir. Bu performans noktalarında kesitlerde oluşan plastik mafsal istemleri belirlenmiştir. Kesitlere ait toplam eğrilikler belirlenerek, bu eğrilikler beton ve çelik malzemesinin sınırları ile kıyaslanmış ve yapının performans seviyesi belirlenmiştir. Mevcut bu binanın her iki performans seviyesini sağlayamadığı tespit edilmiştir. Bu yüzden sistemin sismik izolasyon ile güçlendirilmesine karar verilmiştir. Bu yapı için kurşun çekirdekli kauçuk esaslı izolatör tasarlanmıştır. Sismik izolasyon uygulanan binanın belirli deprem verileri altında doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik çözümleri yapılmıştır. Yapını sismik izolasyonlu hali için elde edilen değerler ankastre mesnetli yapı için karşılaştırılmıştır. Bunun sonucunda yapının sismik izolasyonlu hali için daha az deprem tesirleri aldığı saptanmıştır., In this study, seismic performance of an existing reinforced-concrete school building has been evaluated and by introducing seismic isolation, structural system has been investigated again. Applying non-linear static analysis procedure, the pushover curve is obtained.Assuming immediate occupancy and life safety performance levels, the perfromance levels are determined. The curvatures for the related sections are computed and are compared with the code limits. Moreover seismic performance level of the entire is determined. The existing building is found to be failing to satisfy both perfromance levels therefore it is decided to be retrofitted by base isolation. The lead rubber bearing isolation devices are designed for the structure and nonlinear time history analysis method is implemented for the seismically isolated building under the selected earthquake data. The results for the isolated building have been compared for the fixed-based existing case. Consequently, it has been determined that the base isolated structure has been subjected to less earthquake effects., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Bu çalışmada, bölme duvarlar gözönüne alınmadan başka bir çalışmada incelenmiş olan ve 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde Yalova ilinde orta derecede hasar görmüş bir binanın, dolgu duvarlarının da modellemeye anlatılan modeller uyarınca katılarak, güçlendirme öncesi ve güçlendirme sonrası durumlarına ait doğrusal olmayan dinamik çözümleme sonuçları karşılaştırılmıştır. Güçlendirme öncesi ve güçlendirme sonrası için yapı dolgu duvarlı ve duvarsız olarak modellenerek kat yerdeğiştirmeleri ve göreli yerdeğiştirmeler ile en üst kat yerdeğiştirmeleri, taban kesme kuvveti ve devrilme momentinin zamanla değişimleri karşılaştırılmıştır. Örnek binanın, güçlendirme öncesi durumuna ait yerdeğiştirme sünekliği üç farklı yaklaşım için, kullanılan deprem kayıtlarına göre incelenmiş ve duvarsız durumla karşılaştırılmıştır. Plastik mafsalların ilk olarak duvarlarda, daha sonra kirişlerde ve en son da kolonlarda oluştuğu tespit edilerek yerleri hesaplanmış ve farklı deprem kayıtları için gösterilmiştir. Yapının güçlendirme öncesi, duvarsız ve dolgu duvarlı durumlar için artımsal eşdeğer deprem yükü uygulanarak, birinci modda doğrusal olmayan statik itme analizi yapılmıştır. Yapının güçlendirme öncesi ve sonrası performansı, DBYBHY 7. bölümdeki açıklamalara göre belirlenmiştir. Çözümlemede elde edilen sonuçların, dolgu duvarlı yapının doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçlarıyla uyumlu olduğu tespit edilmiştir., A reinforced-concrete building structure which had experienced moderate damage during the August 17, 1999 Kocaeli earthquake is investigated by non-linear dynamic analysis procedures considering the contributions of the infill walls for the cases of as-built and strengthened structural systems, respectively. Besides the existence of infill walls, the building is modeled for as-built and strengthened cases. Envelopes for generalized and relative displacements and time variations of top-story displacements, base-shear and overturning moment are determined and successfully compared for each case. Considering three different approaches, displacement ductility of the example building for the as-built case is analyzed subjected to the above-mentioned earthquake records and compared for bare frame case of the building. It is found out that the plastic hinges first appear within the infill walls, than beams and finally on columns. By using this data, the locations of plastic hinges are determined and exhibited for different earthquake records. Before strengthening, the incremental equivalent earthquake loads are implemented for the cases of the building with infill walls and without infill walls and the nonlinear static pushover analysis considering the first mode load pattern of the building is realized. The performance of the building before and after strengthening cases are determined according to regulations in the latest earthquake code of 2006. Based on the performance evaluation analysis, it is clearly seen that the structural behavior with infill walls are consistent with the analyses results obtained from nonlinear dynamic analysis., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2006, Bu çalışmada, özellikle sanayi yapıları, depolar ve hal yapıları gibi yapılarda taşıyıcı sistem olarak kullanılan büyük açıklıklı kırık çerçevelerin süneklik oranları ve deprem yükü azaltma katsayıları irdelenmiştir. Genellikle hesap kolaylığı bakımından tercih edilen lineer olmayan şekildeğiştirmelerin sürekli olmaması kabulüne dayalı teoriler (plastik mafsal teorisi) esas alınarak çözümlemeler yapılmaktadır. Bu çalışmada lineer olmayan şekil değiştirmeler sürekli kabul edilerek Ansys sonlu elemanlar programıyla çözümlemeler yapılmıştır. Çözümlemeler sonucunda bulunan nihai yükler ayrıca plastik mafsal teorisine dayalı mekanizma yöntemiyle belirlenerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bilgisayar sonuçları beklendiği gibi bir miktar küçük çıkmıştır. Bunun yanında değerler birbirine yakın çıkmıştır. Bu çalışmada deprem yükü azaltma katsayısı (R = Rμ RsRξ) süneklik oranı (Rμ), fazla yük oranı (Rs) ve sönüme bağlı katsayı (Rξ) dikkate alınarak belirlenmiştir. Sonuçlardan görüldüğü gibi bu tür sistemlerde süneklik oranından ziyade fazla yük oranı R sayısı üzerinde daha etkendir. Ayrıca bu çalışmada tasarımda bulunan göreli ötelemenin yönetmelik sınırından küçük olduğu oranda R sayısını arttırdığı görülmüştür, göreli ötelemenin yarıya düşürülmesiyle yapılan çözümleme bu sonucun irdelenmesi için yapılmıştır. Sonuçlar irdelendiğinde R katsayılarının bu oran değerinde arttığı görülmüştür. Sonuç olarak bulunan değerler yönetmelik değerlerine yakın çıkmıştır. Bu sonuç bize yönetmelik değerlerini güvenle kullanabileceğimizi göstermektedir. Zemin sınıfının R katsayısı üzerine olan etkilerini araştırmak için üç tip zemin cinsi için bir sistem çözümlenmiştir ve zemin kötüleştikçe R katsayısının azaldığı görülmüştür., In this study, eartquake load decreasing coefficients and ductility ratios of the frame systems using bearing system that have got big width and height have been researced.Generally, from the front of view of the calculation easiness the theory based on acceptance of nonlineer strains not continuous (plastic hinge theory) is prefered. For this study nonlinear strains have been accepted continuously and analyzings have been doing with Ansys finite element computer programme. On the other hand, the limit loads determined in the and of the analyzing with Ansys have been compered the result finding with mechanizm method. As it is espect, computer results are a little smaller than result of mechanizm method. Nevertheless, the results are close by each other. In this study, the eartquake load reducing number has been determined taking into consideration ductility ratio (Rμ), over strenght ratio (Rs) and coefficient related damping (Rξ). Besides in this study the relative displacements get in designe level increase R number if it is smaller than code relative displacement. To researce this relation, the code value has been decreased half and reanalyzed systems. The results have supported this idea. All in all, the R coefficients determined are close by the code values. This conclusion show us that we can use code values safely. To researc effects of soil classes on R coefficient, for one system using tree sort soils the system have been analyzed. And it is seem that the more soil get bad, the more R coefficient decrease., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004, Yapılan tez çalışmasında, genel olarak kapasite tasarımı açıklanmış ve taşıyıcı sistemi karma olan yapıların kapasite tasarımı ayrıntılı olarak incelenmiştir. Karma sistemler, taşıyıcı sistemi çerçeve ve perdelerin teşkil ettikleri yapılardır. Kapasite tasarımı, süneklik kavramını kullanarak yapıların depreme göre tasarımını amaçlayan bir yöntemdir. Bu tasarım yöntemi, yapıların her şiddetteki depremde ayakta kalmasını hedefler. Deprem etkisinde, sistem elemanlarının taşıma gücü tükenmesi ile göçmesi ve bundan kaynaklanabilecek yapının tüm veya kısmi olarak çökmesini engellemek için kritik noktalar tasarım aşamasında tayin edilir. Bu noktalardan uygun olanlar potansiyel plastik mafsal olarak seçilir. Plastik mafsallar deprem etkisiyle zorlanarak plastik hareket yaparlar. Bu kesitler uygun donatı ile plastik dönme yapabilecek şekilde tasarlanır ve yapıya gelen enerji bu noktalarda sönümlendirilir. Bu noktalar ani göçme durumunu engellemek için kesme dayanımı yönünden elastik davranış gösterecek şekilde detaylandırılır. Plastik mafsalların, kiriş uçlarında ve kolonlar ile perdelerin bina yüksekliğinin alt ve üst uçlarında oluşması istenir. Ara katların kolon ve perdelerinde mafsal oluşması engellenir. Yapıda plastik mafsallar plastik davranış yaparak deprem enerjisini sönümlendirir ve deprem sonrası yapı ayakta kalır. Deprem ile oluşacak hasarlar, tasarımda göz önüne alınan depremlerinin çoğu için onarılabilir seviyede olur., In thesis, the capacity design method is described generally and the capacity design of dual systems is studied as detailed. The dual systems contain frames and structural walls. The capacity design is a method which purpose to design the buildings against earthquake forces. This method aims that the building doesn’t collapse in all situations. To prevent that can be full or partial collapsing of buildings result from failuring the system component due to exceeding the range of strength, the critic points are selected as potantial plastic hinges. It requires the hinges is show elastic behaviour for shear strength. Exceeding shear strength causes sudden failure which a state must be avoided. The places of plastic hinges is selected in both end of the beams and at roof in upper end and at first level in lower end for the columns and the walls. At middle levels it doesn’t allow to develop the plastic hinges at the columns and the walls. The damages which result from average design earthqukes will be repairable level., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004, Bu çalışmanın amacı, kiriş-kolon enkesitlerinin ve birleşimde yer alan diğer elemanların plastik dönme kapasitesine olan etkilerini, ANSYS sonlu eleman yazılımı kullanılarak incelemek ve ülkemizde yaygın olarak kullanılan enkesitlerin plastik dönme kapasitelerini belirlemektir. FEMA tarafından önerilen beş model üzerinde analizler yapılmıştır. Bu analizler için 3 adet kiriş ve 2 adet kolon enkesiti seçilip bunların kombinasyonları yapılmıştır. Kiriş enkesitleri seçilirken, Eurocode tarafından tanımlanan, plastik, kompakt ve yarı kompakt kesit sınıflarından seçilmiştir. Kolonların her ikisi de platik kesit sınıfına aittir. Hazırlanan bu numunelerden sadece birer tanesinin yeterli plastik dönme kapasitesine sahip olduğu öngörülüyor olmasına rağmen, birleşim geometrisinin plastik dönme kapasitesine etkisinin anlaşılabilmesi için diğer numunelerde önemlidir. İlk önce, eleman boyutlarının, çelik malzeme özelliğinin, birleşimlerde kullanılan alın levhası, süreklilik levhası, panel bölgesi takviye levhasının etkisini anlayabilmek için analizler yapılıp kontrol numuneleriyle karşılaştırılmıştır. Daha sonra her birleşim tipi için altı adet numune analiz edilip, kesit sınıflarının davranışı gözlemlenmiştir. Analizler sonunda, Eurocode tarafından tanımlanmış olan plastik kesit sınıfına ait enkesitler kullanılması halinde önerilen birleşimlerin 0.03 radyan plastik dönme yaptığı bulunmuştur., The scope of this study is, by using ANSYS finite element software evaluate the effects of beam-column cross-sections and components of the connection to the plastic rotation capacity and the plastic rotation capacity of the common cross-sections used in Turkey. Five models offered by FEMA are analysed. For these analyses three beam cross-sections and two column cross-sections are chosen and made combinations in each other. While choosing the beam cross-sections, plastic, compact and semi-compact cross-sections are choosen which are defined by Eurocode. Both of the column cross-sections are belong to plastic section. Although it was foreseen that only one of the six specimens were able to perform the 0.03 radians of plastic rotation, they were important in terms of understanding the effects of connection geometry to the plastic rotation capacity. First of all, the analyses were performed to understand the effects of steel material property, the absence of endplate, continuity plate, and doubler plate and the results were checked with a control specimen. Then for all the connection types six specimens were analysed to monitor the cross-section clases. After completing the analyses, it is found that the connections in subject can accomplish the plastic rotation of 0.03 radians if the plastic cross-section defined by Eurocode is used., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2003, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2003, Bu çalışmada, güçlendirme öncesi ve sonrasında betonarme perdeli-çerçeveli yapıların farklı dayanım ve rijitlik özelliklerini doğrusal olmayan davranışla inceleyen ve yıkıcı depremler etkisinde oluşabilecek hasarın mertebesini tanımlayan bir hasar parametresini verecek bir model tanımlanmıştır. Ayrıca 17 Ağustos 1999 Kocaeli depremi sonrasında Yalova bölgesinde güçlendirilmiş 11 adet betonarme perde-çerçeveli taşıyıcı sistemden oluşan bina güçlendirme öncesi ve sonrası gerek ampirik esaslı depreme dayanıklılık indeksleri (SBG), gerekse dinamik analiz sonuçlarına dayalı indisler bakımından incelenmiştir. Örnek olarak, güçlendirme öncesi ve sonrası özellikleri tanımlanmış 6 katlı betonarme bir bina detaylı olarak incelenmiş, bu indislerin doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçlarıyla da tutarlı olduğu görülmüştür., In this study, 11 R-C building structures which were damaged during August 17, 1999 Kocaeli Earthquake and strengthened afterwards are investigated by the empirical SBG index developed by AIJ. Considering the variation of concrete quality and thus redefining the coefficients, a variation from 0.07 to 0.22 is determined for the SBG index before strengthening and 0.56~2.18 after strengthening. From the ensemble two buildings are selected for non-linear dynamic analysis. Ductility demands, variation of base shear versus top storey displacement and formation of plastic hinges are investigated under different acceleration-time histories recorded during the Kocaeli Earthquake., Yüksek Lisans, M.Sc.