Betonarme Perdelerin Çubuk ve Kabuk Elemanlar Kullanılarak Pratik Doğrusal Olmayan Modellemesi

Abstract

Betonarme perde duvarlar, özellikle yüksek binalarda ve deprem etkisine maruz kalan yapılarda yatay yükleri karşılamak üzere kullanılan kritik taşıyıcı elemanlardır. Bu elemanların doğrusal olmayan davranışlarının gerçekçi şekilde modellenmesi, yapı güvenliğinin değerlendirilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. SAP2000 gibi ticari yazılımlarda betonarme perdeler çoğunlukla nonlinear layered shell veya fiber (lif) elemanlar ile modellenmektedir. Ancak bu modelleme yaklaşımlarının doğruluğu ve mühendislik pratiğine uygunluğu yeterince incelenmemiştir. Bu projede, kabuk ve fiber elemanlarla betonarme perde duvarların doğrusal olmayan davranışlarını modellemeye yönelik pratik ve güvenilir bir yöntem geliştirilecektir. Öncelikle literatürde yer alan ve deneysel olarak test edilmiş perde numuneleri için sayısal modeller oluşturulacak, bu modeller ANSYS ile doğrulanarak SAP2000 ve SeismoStruct yazılımlarında kalibrasyon çalışmaları yapılacaktır. Ardından, gerçek boyutlu perdeler için SAP2000 kabuk elemanları ile modellenen davranış, detaylı ANSYS analizleriyle karşılaştırılacaktır. Son aşamada ise 3B bina modelleri üzerinden yapı düzeyinde perde etkisi analiz edilecek ve modelleme sonuçları kapsamlı bir teknik kılavuza dönüştürülecektir. Bu çalışma, mühendislik uygulamalarında sık kullanılan SAP2000 yazılımının doğrusal olmayan perde modelleme yeteneklerini değerlendirmek ve geliştirmek açısından özgün ve uygulamaya dönük katkılar sunacaktır. Proje çıktıları, hem akademik literatüre hem de mühendislik pratiğine katkı sağlayacak şekilde açık erişimli olarak paylaşılacaktır.

Reinforced concrete shear walls are critical structural elements used to resist lateral loads in high-rise and earthquake-prone buildings. Realistic nonlinear modeling of these elements is essential for accurate assessment of structural safety. In commercial software such as SAP2000, shear walls are typically modeled using nonlinear layered shell or fiber elements. However, the accuracy and practical applicability of these approaches have not been thoroughly investigated. This project aims to develop a practical and reliable nonlinear modeling approach for reinforced concrete shear walls using shell and fiber elements. Initially, numerical models will be created for experimentally tested shear wall specimens selected from the literature. These models will be validated using high-fidelity ANSYS simulations and calibrated in SAP2000 and SeismoStruct environments. Subsequently, full-scale shear wall models will be analyzed in SAP2000 and compared with detailed ANSYS results to evaluate the impact of size and element parameters. In the final stage, three-dimensional building models will be used to assess the global structural response, and all modeling outcomes will be compiled into a comprehensive technical guide. This research offers a unique contribution by evaluating and improving the nonlinear modeling capabilities of SAP2000, a widely used software in engineering practice. Project outputs will be shared as open-access resources, providing valuable guidance to both the academic community and practicing engineers.