Betonarme Binaların Kritik Deprem Doğrultularının Belirlenmesinde Farklı Plan ve Enkesit Geometrisinin Etkisi

Abstract

Bu çalıșmada, deprem yüklerinin betonarme binaların plandaki asal eksenlerinin yanısıraaradoğrultulardandaetkimesihaliiçin,yapısaldavranıștaleplerininolușacak en elverișsiz değerlerini veren kritik deprem doğrultularının belirlenmesinde farklı plan ve enkesit geometrisinin etkinliği doğrusal olmayan teori çerçevesinde araștırılmıștır. Bunun için, herhangi bir yapısal düzensizliği bulunmayan ve ortogonal akslara sahip olan 3 katlı dört betonarme binanın plandaki asal eksenlerinin yanısıra çok sayıda ara deprem doğrultusu için artımsal statik itme (pushover) analizleri yapılarak kapasite eğrileri ayrı ayrı elde edilmiștir. Daha sonra, ilgili deprem doğrultularının her biri için FEMA 440’daki Yerdeğiștirme Katsayıları Yöntemi ile belirlenen performans noktaları esas alınarak, plastik kesitlerdeki (plastik mafsallardaki) plastik dönme taleplerinin ve binaların göreli kat ötelemesi taleplerinin deprem doğrultusu ile değișimi incelenmiș ve bu davranıș taleplerinin en elverișsiz değerlerini veren kritik deprem doğrultuları belirlenmiștir. Elde edilen sonuçlar ıșığı altında, deprem yüklerinin doğrultu etkisi nedeniyle betonarme binaların plastik kesitlerindeki plastik dönme taleplerinin en elverișsiz değerlerini veren kritik deprem doğrultularının belirlenmesinde kolon enkesitinin kare veya dikdörtgen olmasının etkili bir parametre olduğu, en elverișsiz göreli kat ötelemesi taleplerini veren kritik deprem doğrultularının belirlenmesinde ise, plan geometrisinin kare veya dikdörtgen olmasının oldukça etkili olduğu görülmüștür

Keywords

• Kritik deprem doğrultusu, doğrusal olmayan statik analiz, yerdeğiștirme katsayıları yöntemi, plastik dönme, göreli kat ötelemesi

Effects of Different Plan and in Cross-Section Geometry in Determination of Critical Earthquake Directions on RC Buildings

Abstract

Inthisstudy,effectsofdifferentplanandcross-sectionin determination of critical earthquake directions corresponding to the most unfavorable values of structural responsedemandswereinvestigatedinnonlineartheoryframeworkwhentheearthquake loads act in both principal axis directions and interval directions different from the principal axes in plan. In the study, capacity curves for the different earthquake directions of four RC buildings that have orthogonal axes and have no structural irregularities were separately obtained by bi-directional pushover analyses. Then, the buildings were pushed statically to the performance points determined by using Displacement Coefficients MethodinFEMA440.Afterthenonlinearstaticanalyses,variationsof the response demands withtheearthquake directions, and also the critical earthquake directions were determined for the considered each building. When the analysis results are evaluated, it is concluded that the different cross-sectiongeometry(squareorrectangular)isaneffectiveparameterindeterminationofthecriticaldirections corresponding to the mostunfavorablecolumnplasticrotationdemands.Itisalsoconcludedthatthedifferent plan geometry is considerably effective in determination of the critical directions corresponding to the most unfavorable story drift demands

Keywords

• Critical earthquake direction, nonlinear static analysis, displacement coefficients method, plastic rotation, story drift

References

1. ASCE 41–06, Seismic rehabilitation of existing buildings, American Society of Civil Engineering, Reston, Virginia, (2007).
2. DBYBHY, Deprem bölgelerinde yapılacak binalar hakkında yönetmelik, TDY 2007, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, (2007).
3. IBC, International building code, International Code Council, Birmingham, (2006).
4. Eurocode–8, Design of structures for earthquake resistance, Part 1: general rules, seismic actions and rules for buildings, European Committee for Standardization, Brussels, (2003).
5. UBC–97, Uniform building code, structural engineering design provisions, v.2, International Conference of Building Officials, Whittier, California, (1997).
6. Wilson, E.L., Suharwardy, I. ve Habibullah, A., A clarification of the orthogonal effects in a three–dimensional seismic analysis, Earthquake Spectra, 11, 4, 659- 666, (1995).
7. Newmark, N.M., Seismic design criteria for structures and facilities: Trans– Alaska pipeline system, Proceedings of the U.S. National Conference on Earthquake Engineering, Earthquake Engineering Research Institute, 94-103, (1975).
8. Rosenblueth, E. ve Contreras, H., Approximate design for multicomponent earthquakes, Journal of the Engineering Mechanics (ASCE), 103, 881-893, (1977).

9. Çakıroğlu, A., Earthquake–resistant design according to the most unfavourable seismic direction under combined internal forces, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 15,7, 853-864, (1987).
10. Lopez, O.A. ve Torres, R., The critical angle of seismic incidence and the maximum structural response, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 26, 9, 881-894, (1997).
11. Menun, C. ve Kiureghian, A.D., A replacement for the 30%, 40%, and SRSS rules formulticomponentseismicanalysis,EarthquakeSpectra,14,1,153-163(1998).
12. Özmen, G., Ortogonal olmayan yapılarda maksimum donatı oranlarının tayini, TMMOB İnșaat Mühendisleri Odası Teknik Dergi, 16, 1, 3445-3466, (2005).
13. ATC 32, Improved seismic design criteria for California bridges: Provisional recommendations, Applied Technology Council, Redwood City, California (1996).
14. AASHTO, Recommended LRFD guidelines for the seismic design of highway bridges,AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials, NCHRP 20–07 Task 193,(2006).
15. ATC 40, Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, Vol. 1, Applied Technology Council, Redwood City, California, (1996).
16. FEMA 356, Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C., (2000).
17. Otani, S., Japanese PRESS design guidelines for reinforced concrete buildings, Research Report No. 10, National Center for Disaster Prevention, Mexico, (1994).
18. Hasgül, U., Betonarme Binaların Șekildeğiștirme Esaslı Doğrusal Olmayan Analizinde Deprem Doğrultusu Etkisinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, (2011).
19. TS 500, Betonarme yapıların tasarım ve yapım kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, (2000).
20. CSI Perform–3D, Nonlinear analysis and performance assessment for 3D structures, Computers and Structures Inc., Berkeley, California, (2006).
21. FEMA 440, Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures, Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C., (2005).