Lifli polimerle güçlendirilmiş yığma duvarların modellenmesi

Abstract

Yığma yapılar, tuğla ve doğal taş gibi genellikle kolayca temin edilebilen malzemelerden yapılmış, taşıyıcı sistemi donatılı ve/veya donatısız duvar ve kolonlardan oluşan yapılardır. Türkiye, Akdeniz ülkeleri ile Ortadoğu bölgesini içine alan coğrafyada bir kısmı tarihi değere de sahip büyük bir yığma yapı stoğu mevcuttur. Taşıyıcı sistemlerinin ağır ve kâgir duvarlardan oluşması, deprem altında sünek davranmamaları gibi olumsuz özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla farklı disiplinlerden pek çok araştırmacının çalışmaları mevcuttur. Depremselliğin önemli olduğu Türkiye'de yığma yapı elemanları, yatay yükler altında gerekli ve yeterli performansı gösterebilmeleri açısından, yük taşıma kapasitesinde ve sistem sünekliğinde önemli artışa neden olan lifli polimer (LP) malzeme ile güçlendirilmektedir. Son on yıl içerisinde bilimsel literatürde de yığma yapı elemanlarının LP ile güçlendirilmesi konusunda birçok deneysel ve nümerik çalışmaya rastlamak mümkündür. Bu tez çalışmasının başlıca amacı, doğrusal olmayan sonlu eleman yöntemini kullanarak LP ile güçlendirilmiş yığma duvarların düşey ve yatay yükler altında elasto-plastik analizlerini gerçekleştirmektir. Bu kapsamda bir çalışma LP ile sarılmış yığma kolonlar için yapılmış olan dışında bir ilk olma niteliği taşımaktadır. Bu bağlamda, LP sargılı duvarların plastik analizler için tercih edilen Drucker-Prager (DP) kırılma kriterinin ihtiyaç duyduğu malzeme parametreleri (kohezyon ve içsel sürtünme açısı) hidrostatik basınca bağlı olacak şekilde ifade edilmiştir. Bu bağıntıların kullanılmasıyla DP kriterine ait basınç ve çekme meridyenlerinin doğrusal formu da değiştirilmiştir. Daha önce yalın duvar ve kolonlara uygulanmış bu yaklaşımın en büyük eksikliği olan analizlerin sonlandırılması ve kırılmanın tanımlanması aşaması için bu çalışma kapsamında en büyük çatlak genişliği yaklaşımı geliştirilmiş ve kırılma kriter olarak ileri sürülmüştür. Bu kriter, literatürde bulunan yalın, boşluklu ve LP ile güçlendirilmiş duvarlara ait 17 (on yedi) deney çalışmasının sonuçlarının tahmininde başarı ile kullanılmıştır. Literatürde bulunan 10 (on) farklı deneysel çalışmadan toplam 17 (on yedi) adet duvar modellenmiştir. Bu duvarların 11 (on bir) tanesi LP ile sargılı, 1 (bir) tanesi boşluklu ve 5 (beş) tanesi de dolu yalın duvardır. Tez çalışması yapıldığı tarih itibari ile aynı modelleme yaklaşımının üç farklı duvar tipi için geliştirilerek uygulandığı tek örnektir. Yalın ve hasar gördükten sonra LP elemalarlarla güçlendirilen kuşatma etkisinin dikkate alındığı ve alınmadığı duvarlarda da maksimum asal şekil değiştirme kriteri ile deneysel duvarlara benzer sonuçlar elde edilmiştir. Yüklenmeden önce güçlendirilen duvarlarda da LP kopma durumuna göre irdelenerek deneysel sonuçlara benzer sonuçlar elde edilmiştir.