Dikdörtgen kesitli yığma kolonların yatay yerdeğiştirme rijitliklerinin belirlenmesi / Determination of the lateral stiffness of unreinforced masonry rectangle columns

Abstract

Kolonlar ve duvarlar çoğu tarihi yığma yapının ana taşıyıcı elemanlarıdır. Deprem kuvvetlerine karşı direnç için bu elemanların yatay rijitliği önemli bir parametredir. Depremler yığma yapılarda çatlamalara neden olarak kolon ve duvarların yatay yerdeğiştirme rijitliğini azaltırlar. Bu tez çalışmasında, çatlamayı ve ikinci mertebe etkileri hesaba katan etkili bir sayısal yöntem kullanılarak dikdörtgen kesitli donatısız yığma kolonların yatay yerdeğiştirme rijitlikleri belirlenmektedir. Elde edilen yatay kuvvet - yatay yerdeğiştirme ilişkisi esas alınarak kolonların davranışı ilk çatlama ve maksimum dirence karşı gelen iki sınır durumla karakterize edilmektedir. Örnek bir kolon için bu sınır durumlarındaki yatay rijitlik değerleri belirlenip birbiriyle karşılaştırılmaktadır. Buradan elde edilen sonuçlar, yatay rijitliğin doğrudan yerdeğiştirmenin büyüklüğü ve dolayısıyla çatlama düzeyi ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Çalışmada ayrıca parametrik analizler yapılarak; kolon narinliği, kolona gelen düşey tepe yükünün kolonun kendi ağırlığına oranı, esneklik parametresi, tepe yükünün dışmerkezliği ve varsa kolonun düşeyden sapma açısı gibi parametrelerin yatay rijitliğe etkisi de araştırılmaktadır. Columns and walls are main load-bearing elements of most historical masonry structures. In resisting seismic forces, the lateral stiffness of these elements is an important parameter. Earthquakes may cause cracks in the masonry and this reduces the lateral stiffness of the columns and walls. Using an efficient numerical method which takes into account the cracking and the second-order effects, this thesis investigates the lateral stiffness of unreinforced masonry columns with rectangular cross?section. On the basis of the obtained lateral force versus lateral displacement relationships, the behavior of the columns is characterized by two limit states corresponding to the first cracking and maximum resistance. For an example column, the lateral stiffness values at these limit states are determined and compared with each other. The results show that the lateral stiffness is directly related to the magnitude of displacement and hence the level of cracking. Moreover, implementing parametric analyses, the effects of some parameters such as; column slenderness, vertical top load to column self weight ratio, flexibility parameter, eccentricity of the vertical top load and the angle of tilt, if any, on the lateral stiffness of the column are also investigated.