Analytical investigation of curvature ductility of reinforced concrete columns

Abstract

In this study; the effect of axial load, longitudinal reinforcement diameter, transverse reinforcement diameter and transverse reinforcement spacing were investigated on the moment curvature relationships of reinforced concrete columns. Reinforced concrete columns having different geometries were designed considering the regulations of Turkish Building Earthquake Codes (2018). Investigations of the effect of axial load, longitudinal reinforcement diameter, transverse reinforcement diameter and transverse reinforcement spacing on the behavior of the concrete columns are the main purpose of this study. The behavior of the columns was investigated from the moment-curvature relation, by considering the nonlinear behavior of the materials taken into account. The moment-curvature relationships of the reinforced concrete column cross-sections having different axial load levels have been obtained by considering Mander model which considers the lateral confined concrete strength. The examined effects of the parameters on the column behavior were evaluated in terms of curvature ductility and the moment capacity of the cross-section. In the designed column cross-sections, different parameters effecting the moment-curvature relationships were calculated and compared. It is observed that the variation of the axial load, longitudinal reinforcement diameter, transverse reinforcement diameter and transverse reinforcement spacing have an important effect on the moment-curvature behavior of the reinforced concrete columns.

Bu çalışmada; eksenel yük, boyuna donatı çapı, sargı donatı çapı ve sargı donatı aralığının değişiminin betonarme kolonların moment-eğrilik ilişkisine olan etkisi incelenmiştir. Farklı geometriye sahip betonarme kolon modelleri Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018) hükümlerine uyularak tasarlanmıştır. Farklı geometri ve alana sahip betonarme kolon modellerinin davranışına eksenel yük, boyuna donatı çapı, sargı donatı çapı ve sargı donatı aralığının etkisinin araştırılması bu çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Betonarme kolonların davranışı, malzemelerin doğrusal olmayan davranışları göz önüne alınarak moment-eğrilik ilişkisi üzerinden elde edilmiştir. Betonarme kolon kesitlerinin moment-eğrilik ilişkileri farklı eksenel yük seviyeleri için yanal sargı basıncını göz önüne alan Mander modeli ile elde edilmiştir. İncelenen parametrelerin kolon davranışına etkileri, eğrilik sünekliği ve kesit dayanımı açısından değerlendirilmiştir. Tasarlanan betonarme kolon kesitlerde, farklı parametrelerin moment eğrilik ilişkisi üzerindeki etkisi hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Eksenel yük, boyuna donatı çapı, sargı donatı çapı ve sargı donatı aralığının değişiminin, betonarme kolonların moment-eğrilik davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu gözlenmiştir.