Evaluation of Deformation Limits in Codes for Reinforced Concrete Columns

Abstract

Predicting the deformation capacities of reinforced concrete columns is necessary for seismic evaluation of existing and new buildings. These deformation capacities have been set in terms of the rotation angle in EC-8 (2005) and ASCE/SEI 41 (2013) and strain in Turkish Seismic Code (2007)(2008)(2009)(2010)(2011)(2012)(2013)(2014)(2015)(2016). In this study, finite element models of sixty-nine experimentally tested column specimens were modelled and analyzed by using nonlinear finite element method. As a result of the analyzes, data, which is difficult to measure in experiments such as the strain of outer fiber of confined concrete, were calculated and compared with code deformation limits. As a result of this study, EC-8 column ultimate deformation limits found to remain unsafe according to calculated deformation capacities herein. Taking into account TSC and ASCE/SEI 41, calculated capacities are in the safe region. However, for the axial load ratios over 0.45 and columns produced of high strength concrete, code limit state expressions are unable to predict the limit values correctly. In addition, TSC may significantly limit the deformation capacity of RC columns under their actual capacities. There is a need to improve these code limits using a more extensive column database which includes different design parameters.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğindeki Performans Düzeylerinin Betonarme Kolonlar için Karşılaştırmalı Değerlendirilmesi

“…Sonlu eleman modelleri ile enkesit analizi sonuçlarının benzer çerçevede karşılaştırıldığı bir diğer çalışma Özdemir vd. [14] tarafından kolonlar üzerinde yapılmıştır. Çalışmada, plastik mafsal bölgelerindeki ortalama beton ve donatı birim şekildeğiştirmelerinin belirlenmesinde iki yaklaşımın biribiriyle oldukça uyumlu sonuçlar verdiği gösterilmiştir.…”

“…Çalışmada, plastik mafsal bölgelerindeki ortalama beton ve donatı birim şekildeğiştirmelerinin belirlenmesinde iki yaklaşımın biribiriyle oldukça uyumlu sonuçlar verdiği gösterilmiştir. Ancak özellikle yüksek eksenel kuvvet etkisindeki kolonlarda TDY-2007'deki beton birim şekildeğiştirme sınırlarının güvensiz sonuçlar verebildiği rapor edilmiştir [14].…”

“…Böylece medyan değerlere göre oluşabilecek en büyük sapmaların göz önüne alınması ve güvenli tarafta kalınması amaçlanmıştır. Çeşitli deneysel ve sayısal çalışmalarda, ASCE 41-06 [7] ve ASCE 41-13 [8] versiyonlarına göre elde edilen kolon modelleme parametrelerinin oldukça güvenli sonuçlar verdiği gösterilmiştir [12,14,19]. Ancak, söz konusu parametrelere göre belirlenen performans düzeylerinin gerçekleşme olasılıklarının çok değişken olması ve birçok durumda aşırı güvenli sonuçlar vererek olumsuz güçlendirme kararlarına sebep olması nedeniyle, ASCE 41-17'deki yaklaşım geliştirilerek kolonlar için belirli aşılma olasılıklarının esas alındığı modelleme parametreleri ve performans düzeylerinin kullanımına geçilmiştir [6,[20][21][22].…”

Non-linear displacement and deformation damage limits of reinforced concrete circular columns by analytical observations according to TBSC 2018

“…The deformation-based design method takes into account the non-linear behavior of the materials that make up the RC structural members [3]. This method is very important in terms of providing the desired life safety performance target and criteria without a decrease in load carrying capacity under the effect of earthquake loads applied to RC structural elements [4]. Ductility of carrier elements is an important parameter in terms of structural safety.…”