Kolonlardan yuvalı temellere aktarılan yüklemenin lineer olmayan sonlu elemanlar yöntemi ile analizi

Yuvalı temeller prefabrik yapılarda yaygın olarak kullanılan bir temel türüdür. Prefabrik olarak imal edilen düşey taşıyıcı elemanlar inşaat sahasında yerinde dökme olarak üretilen yuvalı temeller ile birleştirilirler. Yuvalı temeller ülke ekonomisi için çok önemli olan endüstriyel yapıların imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Üst yapı yüklerinin ve meydana gelebilecek sismik hareketler ile oluşacak yatay yüklerin yuvalı temellere iletim mekanizması yapının stabilitesi için önemlidir. Ancak literatürde yuvalı temel ve kolon birleşim bölgesindeki yük aktarım mekanizması ile ilgili sınırlı sayıda çalışma mevcuttur. Ayrıca bu çalışmalarda birleşim bölgesindeki yük aktarım mekanizmasının hesaplanabilmesi için basitleştirici kabuller yapılmıştır. Bu nedenle kolon ve yuvalı temel birleşim bölgesinde oluşan yük aktarım mekanizmasının gerçeğe uygun olarak analiz edilebilmesi için bir çalışma yapılmıştır. Kolon ve yuvalı temel arasındaki birleşimde üst yapıdan yuvalı temele iletilen yüklemenin zamanla değişen temas yüzeyi ve yükleme dağılımı nedeniyle lineer olmayan sonlu elemanlar ile analiz edilmesine karar verilmiştir. Çalışma için lineer olmayan analiz yapabilen ANSYS programı seçilmiştir. Analiz sonuçları literatürde yer alan çalışmalar ve ülkemizdeki yuvalı temel kolon bağlantı noktalarının tasarımında kullanılan TS 9967 yönetmeliği tasarım kuralları ile karşılaştırılmıştır.

Nonlineer finite element analysis of loading transfered from column to socket base

Socket type foundations were the foundation types that were used frequently at precast structures such as industrial buildings and factories. Precast columns that were used as vertical load carrying members were connected with cast in place socket bases. The transfers of dead load of structures and lateral seismic loads to socket bases were very critical for the structure stability. But very limited amount of study were encountered at literature about the load transfer mechanism of column socket base interface. In addition many assumptions were made at these limited amounts of studies. For these reasons, this study was made for analyzing load transfer mechanisms of column socket base interface close to real case. Nonlineer finite element analysis technique was applied because of the nature of column-socket base load transfer mechanism. The contact area was increased and distribution of the loading was changed with respect to time. ANSYS software that had nonlineer analysis capability was chosen for this purpose. Analysis results were evaluated and compared with the results that were obtained from studies at literature. In addition the results were compared with the results of TS 9967 regulations that were used for designing column socket bases joints.

PDF

___

1. Osanai, Y., Watanabe, F., Okamoto, S., “ Stress Transfer Mechanism of Socket Base Connections with Precast Concrete Columns”, ACI Structural Journal, Cilt. 93, No 3, 266-276, 1996.
2. Architectural Institute of Japan, Standard for Calculation of Reinforced Concrete Structures, pp. 602, 1988.
3. ACI Committee 318, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-02) and Commentary (ACI 318r-02), American Concrete Institute, sf. 750, 2002.
4. Deutscher Beton-Verein E.V., Examples for Calculation in Accordance with DIN 1045, 204-224, 1981.
5. Karadoğan, H., F., Yüksel, E., İlki, A., Saruhan, H., Darılmaz, K., Güzel, Ö., “Çanak Temelle Yerleştirilen Önyapım Kolonların Deprem Davranışı-I”, Dördüncü Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, Bildiriler Kitabı, 349- 356, 17-19 Eylül 1997.
6. Karadoğan, H., F., Yüksel E., İlki, A., Darılmaz, K., “Çanak Temele Yerleştirilen Önyapım Kolonların İki Yönlü Yükler Etkisindeki Davranışı”, TÜBİTAK İkinci Deprem Sempozyumu, Bildiriler Kitabı, 97-101, 27-28 Kasım 1997.
7. Özmen G., Zorbozan, M., “Yuvalı Tekil Temellerde Yuva Yanaklarının Hesabı”, Beton Prefabrikasyon, Sayı 43, 5-11, 1997.
8. Özmen, G., Zorbozan, M., “Yuvalı Tekil Temellerde Yuva Yanaklarının Hesap Yöntemleri”, Türkiye Deprem Vakfı Teknik Raporu, No. TDV/TR 97-008, Mayıs 1997.
9. TS9967 - Yapı Elemanları, Taşıyıcı Sistemler ve Binalar - Prefabrike Betonarne ve Öngerilmeli Betondan - Hesap Esasları ile İmalat ve Montaj Kuralları, Mart 1992
10. Moaveni, S., Finite Element Analysis, Theory and Applications with ANSYS, Bill Stenquist, Prentice Hall Inc., New Jersey, 1999.
11. Lawrence, K. L., “ANSYS Tutorial Release 7.0 and 6.1”, SDC Publications, Canonsburg, 1.1-2.25, 2002.