Comparisons of TBEC 2018 and TEC 2007 seismic codes by means of maximum and residual displacement demands

Year 2023, Volume: 29 Issue: 5, 493 - 506, 31.10.2023

Ahmet Demir

Abstract

Seismic codes are updated by taking into account the information obtained as a result of scientific studies and the observations after earthquakes about the behavior of the building. In Turkey, the Turkish Building Earthquake Codes (TBEC) has also been published in 2019, instead of the Turkish Earthquake Codes (TEC). Both seismic codes contain definitions for nonlinear dynamic analysis for the design and/or evaluation of structures. However, in TBEC, both the definition of the design spectrum and the spectral parameters used to obtain the design spectrum for any location in Turkey have changed. In order to evaluate the effects of these changes on the drift demands, nonlinear dynamic analyzes of single degree of freedom (SDOF) systems with different periods and lateral strength ratios were made according to both TBEC and TEC. Then, mean of the maximum and residual drift demands and the scattering of these demands were compared. For this purpose, totally 72 different TSD systems were considered. For the analysis of these systems, 84 and 168 ground motion record sets were used according to TEC and TBEC (different earthquake zones, soil classes and cities), respectively. When the results are examined; it is seen that a) the design spectrums change according to the soil classes and cities, b) the maximum and residual drift demands change depending on the earthquake levels and soil classes, c) in some cities, the demands obtained with TBEC, and in some cities, the demands obtained with TBEC are higher, d) drift demands scattering within the set is high.

Keywords

TEC, TBEC, Design spectrum, Dynamic analysis, driftdemands

Maksimum ve kalıcı yer değiştirme talepleri açısından TBDY 2018 ve DBYBHY 2007 deprem yönetmeliklerinin karşılaştırılması

Abstract

Deprem yönetmelikleri, yapılan bilimsel çalışmalar sonucunda elde edilen bilgiler ve meydana gelen depremler sonrasında yapı davranışı ile ilgili gözlemler dikkate alınarak güncellenmektedir. Türkiye’de, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY) yerine 2019 yılından itibaren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) yürürlüğe girmiştir. Her iki yönetmelikte de yapıların tasarım ve/veya değerlendirilmesi için doğrusal olmayan dinamik analiz ile ilgili tanımlamalar bulunmaktadır. Bununla birlikte, TBDY’de hem tasarım spektrumunun tanımı ve hem de Türkiye’de bulunan herhangi bir konum için tasarım spektrumunun elde edilmesi amacıyla kullanılan spektral parametreler değişmiştir. Bu değişikliklerin ötelenme taleplerine etkisinin değerlendirilmesi amacıyla, farklı periyot ve yatay dayanım oranına sahip tek serbestlik dereceli (TSD) sistemlerin doğrusal olmayan dinamik analizleri hem TBDY hem de DBYBHY’ye göre yapılmış ve maksimum ötelenme ve kalıcı ötelenme taleplerinin ortalaması ile bu taleplere ait saçılımlar karşılaştırılmıştır. Bu amaçla toplamda 72 farklı TSD sistem dikkate alınmış, bu sistemlerin analizi amacıyla TBDY ve DBYBHY (farklı deprem bölgesi, zemin sınıfı ve şehirler) ile uyumlu olarak sırasıyla 84 ve 168 adet ivme kaydı seti kullanılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde; a) zemin sınıfına ve şehirlere göre tasarım spektrumlarının değiştiği, b) maksimum ötelenme ve kalıcı ötelenme taleplerinin deprem düzeyi ve zemin sınıfına bağlı olarak değiştiği c) bazı şehirlerde TBDY ile elde edilen taleplerin, bazı şehirlerde ise DBYBHY ile elde edilen taleplerin daha büyük olduğu, d) taleplerin set içerisindeki saçılımların yüksek olduğu görülmüştür.

Keywords

DBYBHY, TBDY, Tasarım spektrumu, Dinamik analiz, ötelenme talebi

References

• [1] Selcuk T, Uckan ME, Yilmaz MT, Cuceoglu F, Gumusay MU, Nacaroglu E, Kaya ES, Aksel M. “Performance of hydraulic structures, lifelines and industrial structures during October 30, 2020 Samos-Aegean Sea Earthquake”. Bulletin of Earthquake Engineering, 20, 7907-7931, 2020.
• [2] Yön B. “Identification of failure mechanisms in existing unreinforced masonry buildings in rural areas after April 4, 2019 earthquake in Turkey”. Journal of Building Engineering. 43, 1-15, 2021.
• [3] Sahin M, Tari E. “The August 17 Kocaeli and the November 12 Duzce earthquakes in Turkey”. Earth Planets Space, 52, 753-757, 2000.
• [4] Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. “Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği”. Ankara, Türkiye, Resmî Gazete, 30364, 2018.
• [5] T.C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı. “Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik”. Ankara, Türkiye, 26454, 2007.
• [6] Demir A, Kayhan AH. “Deprem yönetmeliği 2007 ve Türkiye bina deprem yönetmeliği ile uyumlu zaman tanım alanında analiz sonuçlarının karşılaştırılması”. 4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, Eskişehir, Türkiye, 11-13 Ekim 2017.
• [7] Palanci M, Kayhan AH, Demir A. “A statistical assessment on global drift ratio demands of mid-rise RC buildings using code-compatible real ground motion records”. Bulletin of Earthquake Engineering, 16, 5453-5488, 2018.
• [8] Aksoylu C, Arslan MH. “2007 ve 2019 deprem yönetmeliklerinde betonarme binalar için yer alan farklı deprem kuvveti hesaplama yöntemlerinin karşılaştırılmalı olarak irdelenmesi”. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 13(2), 359-374, 2021.
• [9] Özmen A, Sayın E. “Deprem etkisinde çok katlı betonarme bir binanın TDY-2007 ve TBDY-2018 deprem yönetmeliklerine göre eşdeğer deprem yüklerinin karşılaştırılması”. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4(2), 124-133, 2021.
• [10] Çaycı BT, Eldemir O. “TBDY-2018 ve DBYBHY-2007 deprem yönetmelikleri performans seviyelerinin karşılaştırılması”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9(4), 1386-1397, 2021.
• [11] Yön B. “Seismic vulnerability assessment of RC buildings according to the 2007 and 2018 Turkish seismic codes”. Earthquakes and Structures, 18(6), 709-718, 2020.
• [12] Onat O, Yön B. “A novel inter-story drift limit proposal for TBEC2018 and fragility prognosis with TSC2007”. Journal of Structural Engineering & Applied Mechanics, 4(2), 68-82, 2022.
• [13] Demir A, Palanci M, Kayhan AH. “Probabilistic assessment for spectrally matched real ground motion records on distinct soil profiles by simulation of SDOF systems”. Earthquakes and Structures, 21(4), 395-411, 2021.
• [14] Clough RW, Johnston S.B. “Effect of stiffness degradation on earthquake ductility requirements”. 2nd Japan Earthquake Engineering Symposium, Tokyo, Japan, 2-4 April 1996.
• [15] Palanci M, Demir A, Kayhan AH. “The investigation of displacement demands of single degree of freedom models using real earthquake records compatible with TBEC-2018”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(3), 251-263, 2021.
• [16] Hachem, MM. “BISPEC: Interactive software for the computation of unidirectional and bidirectional nonlinear earthquake spectra”. Structures Congress, Tennessee, USA, 22-26 May 2004.
• [17] İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. “Türkiye Deprem Tehlike Haritası”. https://tdth.afad.gov.tr/ (15.04.2022).
• [18] Akkar S, Azak T, Çan TOLGA, Çeken U, Tümsa MD, Duman TY, Zülfikar Ö. “Evolution of seismic hazard maps in Turke”. Bulletin of Earthquake Engineering, 16(8), 3197-3228, 2018.
• [19] Ancheta TD, Darragh RB, Stewart JP, Seyhan E, Silva WJ, Chiou BSJ, Wooddell KE, Graves RB, Kottke AR, Boore DM, Kishida T, Donahue JL. “NGA-West2 database”. Earthquake Spectra, 30(3), 989-1005, 2014.
• [20] Ambraseys NN, Douglas J, Berge-Thierry C, Suhadolc P, Costa G, Sigbjörnsson R, Smit P. “Dissemination of European strong-motion data, Vol. 2”. 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada, 1-6 August 2014.
• [21] Akkar S, Sandıkkaya MA, Senyurt M, Sisi AA, Ay BÖ, Traversa P, Douglas J, Cotton F, Luzi L, Hernandez B, Godey S. “Reference database for seismic ground-motion in Europe (RESORCE)”. Bulletin of Earthquake Engineering, 12(1), 311-339, 2014.
• [22] Kayhan AH, Demir A, Palanci M. “Multi-functional solution model for spectrum compatible ground motion record selection using stochastic harmony search algorithm”. Bulletin of Earthquake Engineering, 20, 6407-6440, 2022.