A Retrospective View on Earthquake Resistant Design of Reinforced Concrete Frame Structures in Türkiye

Year 2024, , 271 - 285, 28.03.2024

Alper Aldemir , Barış Erdil , Ömer Burak Yücel

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1460500

Abstract

This study aims to investigate the effects of the February 6, 2023 Kahramanmaraş Pazarcık (Mw=7.7) and Kahramanmaraş Elbistan (Mw=7.6) earthquakes on the affected building stock. For this purpose, Hatay, one of the most affected provinces by these earthquakes, was selected as the pilot province. Accordingly, a four-story reinforced concrete frame, where all seismic loads are carried by the frames, was considered to represent the buildings. The structural elements (columns and beams) forming the frame were designed in accordance with the 1968, 1975, 1998, and 2007 Earthquake Regulations, as well as the 1975, 1984, and 2000 reinforced concrete standards (TS500). Subsequently, numerical models of these frames were created. The designed buildings were defined at 11 different locations in Hatay province. The different locations selected in Hatay province were chosen in the same positions as the TADAS stations affiliated with AFAD to avoid the process of transferring recorded ground motions between locations. A total of 2×11 records (East-West and North-South Horizontal Components) obtained from accelerometers were individually applied, while the recorded vertical accelerations were considered in the numerical analyses. Nonlinear time history analyses were performed considering the 11 different positions and directions for each building type. Within the scope of this study, seismic performances were obtained for a total of 88 different building designs and earthquake scenarios. The results indicate that medium-rise reinforced concrete frame buildings designed in accordance with the design and earthquake regulations used in the past years in our country are inadequate in terms of seismic resistance during earthquakes centered in Kahramanmaraş and the collapse cannot be prevented.

Keywords

Earthquake, Reinforced concrete, Structural design, Seismic performance

Türkiye’deki Depreme Dayanıklı Betonarme Çerçeveli Bina Tasarımına Retrospektif Bir Bakış

Abstract

Bu çalışma, 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş Pazarcık (Mw=7.7) ve Kahramanmaraş Elbistan (Mw=7.6) depremlerinin, depremlerden etkilenen yapı stokunun üzerindeki etkilerini incelemeyi amaçlamıştır. Bu maksatla, depremlerden en çok etkilenen illerden olan Hatay pilot il olarak seçilmiştir. Bu doğrultuda, deprem yüklerinin tamamının çerçevelerle taşındığı dört katlı bir betonarme düzlem çerçeve, binaları temsilen ele alınmış olup, çerçeveyi oluşturan yapısal elemanlar (kolon ve kirişler) 1968, 1975, 1998 ve 2007 Deprem Yönetmelikleri ile 1975, 1984 ve 2000 betonarme standartlarına (TS500) uygun olarak tasarlanmıştır. Ardından; bu çerçevelerin sayısal modelleri oluşturulmuştur. Tasarlanan binalar Hatay ilindeki 11 farklı konumda tanımlanmıştır. Hatay ilinde seçilen farklı konumlar, kaydedilen yer hareketlerinin konumlar arası taşıma işlemine tabi tutulmaması için AFAD’a bağlı TADAS istasyonlarıyla aynı pozisyonda seçilmiştir. İvmeölçerlerden alınan 2×11 adet kayıt (Doğu-Batı ve Kuzey-Güney Yatay Bileşenleri) ayrı ayrı uygulanırken kaydedilen düşey ivmelerde numerik analizlerde dikkate alınmıştır. Her bir bina tipi için seçilen 11 farklı konum ve doğrultu dikkate alınarak, doğrusal olmayan zaman tanım alanında analizler yapılmıştır. Çalışma kapsamında toplam 88 adet farklı bina tasarımı ve deprem senaryosu için, sismik performanslar elde edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, ülkemizde geçmiş yıllarda kullanılmış olan tasarım ve deprem yönetmeliklerine uygun olarak tasarlanmış betonarme çerçeveli orta yükseklikteki binaların sismik dayanımlarının Kahramanmaraş merkezli depremlerde yetersiz kaldığını ve göçme durumunun önlenmesinin mümkün olmadığını ortaya koymuştur.

Keywords

Deprem, Betonarme, Bina tasarımı, Sismik dayanım

References

• 1. Hacettepe Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, 2023. 06 Şubat 2023-Kahramanmaraş Pazarcık (Mw=7,7) ve Kahramanmaraş Elbistan (Mw=7,6) Depremleri İnceleme Raporu, 170.
• 2. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD), 2020. 06 Şubat 2023 Pazarcık (Kahramanmaraş) Mw 7.7 ve Elbistan (Kahramanmaraş) Mw 7.6 Depremlerine İlişkin Ön Değerlendirme Raporu, 12.
• 3. Sinan, C., 2022. Türkiye’de Kullanılan Deprem Yönetmeliklerinin Özellikleri ve Eşdeğer Deprem Yükü Hesabının Değişimi. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi (UMAGD), 14(1), 58-71.
• 4. Boyd, A.G., 1983. Neden Taşıma Gücü Yöntemini Kullanmalıyız? Türkiye Mühendislik Haberleri, 1983(3), 3-16.
• 5. Ersoy, U., 2000. TS500-2000. Türkiye Mühendislik Haberleri, 2000(3), 406-407.
• 6. Ersoy, U., Tankut, T., (1996). Deprem Yönetmeliği-Uygulamaya Yönelik Kuşkular ve Bazı Öneriler. Türkiye Mühendislik Haberleri, 1996(1), 33-39.
• 7. Öztürk, M.T., 2009. Eski Deprem Yönetmeliklerine Göre Boyutlandırılan Betonarme Binaların Güncel Yönetmeliğe Göre Deprem Performansının Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 168.
• 8. ABYYHY, 1968. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik. Resmi Gazete, Sayı: 12801.
• 9. Türk Standartları TS 500., 1975. Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları. Resmi Gazete, Sayı: 19054.
• 10. ABYYHY, 1975. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik. Resmi Gazete, Sayı: 15260.
• 11. Türk Standartları TS 500., 1984. Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları. 90.
• 12. ABYYHY, 1997. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik. Resmi Gazete, Sayı: 23098.
• 13. DBYBHY, 2007. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. Resmi Gazete, Sayı: 26454.
• 14. Türk Standartları TS 500., 1975. Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, 81.
• 15. Kazaz, I., Bilge, I.H., Gürbüz, M., 2024. Near-Fault Ground Motion Characteristics and its Effects on a Collapsed Reinforced Concrete Structure in Hatay During the February 6, 2023 Mw 7.8 Kahramanmaraş Earthquake. Engineering Structures, 298(1), 23.
• 16. Cortez, C., Jünemann, R., Fernández, C., Urrutia, A., Crempien, J.G.F., Cienfuegos, R. 2022. Performance of an RC Building under Seismic and Tsunami Actions in Sequence via Nonlinear Dynamic Analysis Including Soil-Structure Interaction. Engineering Structures, 272(1), 18.
• 17. Ozturk, M., Arslan, M.H., Dogan, G., Ecemis, A.S., Arslan, H.D. 2023. School Buildings Performance in 7.7 Mw and 7.6 Mw Catastrophic Earthquakes in Southeast of Turkey. Journal of Building Engineering, 79(1), 33.
• 18. Computers and Structures Inc., 2023. SAP 2000 Advanced Version 21.1.0.
• 19. TBDY, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Resmi Gazete, Sayı: 30364.
• 20. Ersoy, U., 2003. Betonarme, Dördüncü Basım, Evrim Yayınevi.
• 21. Ersoy, U., Güney, Ö., 2001. Betonarme. Geliştirilmiş Yeni Baskı, Evrim Yayınevi.
• 22. Sabis, T., 1972. Betonarme. Beşinci Baskı, Çağlayan Basımevi.
• 23. Kınacı, Z., 1978. İki Yönlü Eğilmeli Kolonlar. TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Yayınları.
• 24. Kınacı, Z., 1977. Kiriş ve Döşeme Donatı Çizelgeleri. TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Yayınları.
• 25. Kınacı, Z., Onarlı, F., 1977. Kolon ve Perde Donatı Çizelgeleri. TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Yayınları.
• 26. AFAD Türkiye İvme Veri Tabanı ve Analiz Sistemi. https://tadas.afad.gov.tr, Erişim tarihi: 01.03.2023.
• 27. PEER-NGA strong motion database. https://ngawest2.berkeley.edu/, Erişim tarihi: 01.02.2023.