Rijitlik Merkezinin Analitik, Deneysel ve Gözlemsel Değerlendirilmesi

Year 2023, Volume: 28 Issue: 2, 561 - 582, 31.08.2023

Enes Aksoy , Fuat Korkut , Barış Erdil

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1292891

Abstract

Bu çalışma kapsamında mimar ve inşaat mühendislerine dört adet betonarme bina kat planı verilerek kütle ve rijitlik merkezinin konumunu gözlemsel olarak belirlemeleri istenmiştir. Daha sonra bu binaların tamamı mevcutta sıklıkla kullanılan dört adet yapısal analiz programı ile 3 boyutlu olarak modellenmiş ve kütle ile rijitlik merkezleri belirlenmiştir. Son olarak 3 adet bina ölçekli olarak laboratuvar ortamında test edilmiş ve rijitlik merkezi deneysel olarak belirlenmiştir. Yapılan analizler ve değerlendirmeler gözlemsel olarak kütle merkezi konumunun tahmin edilebileceği, mimarların ve inşaat mühendislerinin rijitlik merkezi tahminlerinin deneysel çalışmalar sonucu elde edilen rijitlik merkezi konumundan çok farklı olduğu, yapısal analiz programlarından ETABS, Sta4CAD ve ProtaStructure’ın birbirine benzer konumları rijitlik merkezi olarak belirlemesine karşın, İdeCAD programından elde edilen sonuçların farklı olduğu görülmüştür.

Keywords

Betonarme bina, Burulma, Kütle merkezi, Rijitlik merkezi

Supporting Institution

Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

FYL-2022-9987

Thanks

Bu çalışma Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından FYL-2022-9987 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.

Analytical, Experimental and Visual Evaluation of the Rigidity Center

Abstract

Within the scope of this study, four reinforced concrete building floor plans were given to architects and civil engineers and they were asked to visaully determine the location of the center of mass and rigidity. Then, all of these buildings were 3D modeled using four common structural analysis programs to determine the centers of mass and rigidity. Finally, 3 buildings were tested in a laboratory environment and the center of rigidity was calculated experimentally. The analyzes and evaluations revealed that the center of mass location can be estimated visually, however, the center of rigidity of the buildings cannot be predicted by architects and civil engineers since the predicted locations were found be far from the experimental and analytical ones. Although structural analysis programs ETABS, Sta4CAD and ProtaStructure determine similar locations as centers of rigidity, it has been observed that the results obtained from the ideCAD program are different.

Keywords

Center of Mass, Reinforced Concrete Building, Rigidity Center, Torsion

Project Number

FYL-2022-9987

References

• Aksoy, E. (2023). Binalarda rijitlik merkezinin deneysel olarak belirlenmesi. (Yüksek Lisans Tezi), Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Van, Türkiye.
• Aksoy, E., Korkut, F., & Erdil, B. (2022). Betonarme binalarda rijitlik merkezi problemi. Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(2), 383-404. doi:10.55007/dufed.1183321
• Aktan, S., & Kıraç, N. (2010). Betonarme binalarda perdelerin davranışa etkileri. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 23(1), 15-32.
• As, N., Dündar, T., Büyüksarı, U., & Akkılıç, H. (2009, April). Effect of some production parameters on dynamic modulus of elasticity of medium density fiberboard. COST E49 Processes and Performance of Wood-Based Panels, İstanbul, Turkey.
• Basu, D., & Jain, S. K. (2007). Alternative method to locate centre of rigidity in asymmetric buildings. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 36(7), 965-973. doi:10.1002/eqe.658
• Bosco, M., Marino, E. M., & Rossi P. P. (2013). An analytical method for the evaluation of the in-plan irregularity of non-regularly asymmetric buildings. Bulletin of Earthquake Engineering, 11(5), 1423-1445. doi:10.1007/s10518-013-9438-3
• Cheung, V. W. T., & Tso, W. K. (1986). Eccentricity in irregular multistory buildings. Canadian Journal of Civil Engineering, 13(1), 46-52. doi:10.1139/l86-007
• Doudoumis, I. N., & Doudoumis, N. I. (2017). Centres of rigidity in multi-storey asymmetric diaphragm systems for general lateral static loading. Engineering Structures, 150, 39-51. doi:10.1016/j.engstruct.2017.06.072
• Erdem, H. (2016). Burulma düzensizliğinin betonarme yapı davranışına etkileri. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(1), 459-468. doi:10.21605/cukurovaummfd.319360
• Erdil, B., & Gündüz, Y. (2021). Betonarme binalar için perde duvar etkinliğinin belirlenmesi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(2), 655-669. doi:10.17798/bitlisfen.898353
• ETABS. (2021). Computers and Structures Inc. v19.1.0. Berkeley, Kaliforniya.
• Georgoussis, G. K. (2010). Modal rigiditycenter: it's use for assessing elastic torsion in asymmetric buildings. Earthquakes and Structures, 1(2), 163-175. doi:10.12989/eas.2010.1.2.163
• Goel, R. K., & Chopra, A. K. (1993). Seismic code analysis of buildings without locating centers of rigidity. Journal of Structural Engineering, 119(10), 3039-3055. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(1993)119:10(3039)
• Hejal, R., & Chopra, A. K. (1987). Earth quake response of torsionally-coupled buildings (Report No. UCB/EERC-87/20). Berkeley, CA, USA: University of California. https://nehrpsearch.nist.gov/static/files/NSF/PB90208638.pdf
• İdeCAD. (2020). İde Yapı 10.20. Bursa, Türkiye.
• İdemen, A. E. (2003). Bina ağırlık merkezi - rijitlik merkezi ilişkisini mimari tasarım aşamasında kuran bir uzman sistem. (Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
• Kınık, K. E. (2019). Betonarme binaların taşıyıcı sistem seçiminde perde yerleşiminin davranışa etkisi. (Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
• Ko, D. W., & Lee, H. S. (2006). Shaking table tests on a high-rise RC building model having torsional eccentricity in soft lower storeys. Earthquake Engineering And Structural Dynamics, 35(11), 1425-1451. doi:10.1002/eqe.590
• Mirbolouk, P., & Roohnia, M. (2015). Evaluation of dynamic modulus of elasticity of medium density fiberboard panel from longitudinal vibration tests on specimens. BioResources, 10(1), 613-621. doi:10.15376/biores.10.1.613-621
• Newaz, G., Mayeed, M., & Rasul, A. (2016). Characterization of balsa wood mechanical properties required for continuum damage mechanics analysis. Journal of Materials: Design and Applications, 230(1), 206-218. doi:10.1177/1464420714564711
• ProtaStructure. (2021). Prota Yazılım 5.1.290. Ankara, Türkiye.
• Sezer, E. (2006). Yapı sistemlerinde burulma düzensizliğini etkileyen parametrelerin incelenmesi. (Yüksek Lisans Tezi), Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak, Türkiye.
• Sta4CAD. (2019). Sta Bilgisayar Mühendislik Müşavirlik Ltd. Şt. v14.1. İstanbul, Türkiye.
• Stathi, C. G., Bakas, N. P., Lagaros, N., & Papadrakakis, M. (2015). Ratio of Torsion (ROT): An index for assessing the global induced torsion in plan irregular buildings. Earthquakes and Structures, 9(1), 145-171. doi:10.12989/eas.2015.9.1.145
• TBDY. (2018). Türkiye bina deprem yönetmeliği: Deprem etkisi altında binaların tasarımı için esaslar. Resmi Gazete (Sayı: 30364 (Mükerrer)). Erişim Adresi: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
• TS498. (2021). Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri. Ankara, Türkiye: Türk Standartları Enstitüsü.
• Wu, C., Vahedi, N., Vassilopoulos, A. P., & Keller, T. (2020). Mechanical properties of a balsa wood veneer structural sandwich core material. Construction and Building Materials, 265, 120193. doi:10.1016/j.conbuildmat.2020.120193
• Yener Demirci, H. (2016). Asimetrik betonarme yapıların deprem davranışı. (Yüksek Lisans Tezi), Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, Türkiye.