Modal deney yöntemi ile betonarme yapılarda taşıyıcı çerçeve bölme duvar etkileşiminin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada ana amaç betonarme çerçeve dolgu duvarlı sistemlerde çerçeve dolgu duvar etkileşimiyle sistemin dinamik değişkenlerinin nasıl değiştiğini ortaya koymaktır. Bu amaçla modal analiz yöntemleri kullanılmıştır. Ülkemizdeki mevcut yapı stokunun çok büyük bir kısmı betonarme çerçeve ve delikli kil tuğladan yapılmış dolgu duvarlara sahip yapılardan oluşmaktadır. Günümüze kadar olan depremler bu yapıların tipik olarak deprem yükleri altında yetersiz olduklarını göstermiştir. Bu sebeple mevcut yapıların nasıl güçlendirileceği konusunda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Son yıllarda bu yapıları mevcut dolgu duvarları kullanarak güçlendirme konusunda artan bir ilgi oluşmuş ve bir grup yöntem şartnameye kadar girmiştir. Konu hakkında alternatif yöntemler geliştirme çabaları sürmektedir. Sunulan çalışmada ilk olarak modal analiz yöntemlerine hakimiyet sağlamak amacıyla bir grup modal analiz yöntemi üzerine çalışılmıştır. Akabinde modal deney tasarımı ve uygulaması konusunda tecrübe elde etmek için dört farklı basit sistemin ilk kısımda çalışılan modal analiz yöntemlerini kullanarak dinamik değişkenleri belirlenmiştir. Asıl hedef olan betonarme çerçeve dinamik değişkenlerinin izlenmesi amacıyla dört adet tek açıklıklı, dört katlı, 1/5 ölçekli çerçeve imal edilmiştir. Çerçeveler kat sevilerinde uygulanan yükler vasıtasıyla ters üçgen yüklemeye maruz tutulmuş ve kademeli olarak önceden hedeflenen ötelenme seviyelerinde hasarlar verilmiştir. Her hasar seviyesinde modal deneyler yapılmış ve sistem dinamik değişkenlerinin kestirilmesi için gerekli veriler alınmıştır. Verilerin işlenmesi sonucu dolgu duvarların çerçevelerin hakim frekanslarını çok yükseltmekle kalmayıp hasar sonrası davranışı da ciddi şekilde değiştirdiği gözlenmiştir. Dolgu duvarlı sistemlerde artan hasarla birlikte ötelenmeler ilk kata yoğunlaşmakta ve bu katta ağır hasara sebep olmaktadır. Çerçevelerin frekanslarının artan hasar ile birlikte düştüğü fakat özellikle moment çerçevelerinde modal şekillerin ciddi bir değişikliğe uğramadığı gözlenmiştir. Dolgulu çerçevelerde birinci mod harici görece ciddi bir değişim gözlenmiştir. Çalışmada ayrıca modal yöntemleri kullanarak mevcut bir yapının dinamik değişkenleri belirlenmiştir.