A Retrospective View on Earthquake Resistant Design of The Steel Frame Structures in Türkiye

Year 2024, , 453 - 466, 11.07.2024

Altan Zervent Ömer Burak Yücel , Alper Aldemir , Barış Erdil

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1514474

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 steel building stock in the region. For this purpose, Hatay, one of the most affected provinces by these earthquakes, was selected as the pilot province. Accordingly, a five-story steel frame building taken from the book “Training Lecture Notes for the Buildings in Earthquake Zones” published by Ministry of Environment and Urbanization was designed in accordance with the 2007 Earthquake Regulations and the 1980 steel standards (TS648). Subsequently, numerical models of these frames were generated. 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 from the positions of stations to the building sites. A total of 11 records 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. In the scope of this study, seismic performances were obtained for a total of 11 different earthquake scenarios. The results indicate that medium-rise steel frame buildings designed in accordance with the design and earthquake regulations used in the past years in our country are all inadequate in terms of seismic resistance during earthquakes centered in Kahramanmaraş and the collapse cannot be prevented.

Keywords

Earthquake, Steel, Structural design, Seismic performance

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

Abstract

Bu çalışma, 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş Pazarcık (Mw=7.7) ve Kahramanmaraş Elbistan (Mw=7.6) depremlerinin, bölgedeki çelik yapı stokunun üzerindeki etkilerini incelemeyi amaçlamıştır. Bu maksatla, depremlerden en çok etkilenen illerden olan Hatay pilot il olarak seçilmiştir. Bu doğrultuda, beş katlı bir çelik çerçeve bina, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından yayınlanan “Deprem Bölgelerinden Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik Eğitimi Ders Notları” kitabından temsili olarak seçilmiş olup, 2007 Deprem Yönetmeliği ile 1980 Çelik Standardına (TS648) 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 11 adet kayıt uygulanırken kaydedilen düşey ivmeler de 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 11 adet deprem senaryosu için, sismik performanslar elde edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, ülkemizde geçmiş yıllarda kullanılmış olan tasarım ve deprem yönetmeliklerine uygun olarak tasarlanmış çelik çerçeveli orta yükseklikteki binaların sismik dayanımlarının Kahramanmaraş merkezli depremlerde ele alınan 11 farklı konumun hepsinde yetersiz kaldığı ve göçme durumunun önlenmesinin mümkün olmadığı ortaya konmuştur.

Keywords

Deprem, Çelik, Bina tasarımı, Sismik dayanım

References

• 1. Yakut, A., Binici, B., 2023. Ülkemizdeki Riskli Yapıların Genel Özellikleri ve Deprem Preformansı. Çevre, Şehir ve İklim Dergisi Deprem ve Kentsel Dönüşüm, 4, 220-237.
• 2. Türkiye Cumhuriyeti Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı. 2023 Kahramanmaraş ve Hatay Depremleri Raporu (Mart 2023), 142.
• 3. Hacettepe Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, 2023. 06 Şubat 2023-Kahramanmaraş Pazarcık (Mw=7,7) ve Kahramanmaraş Elbistan (Mw=7,6) Depremleri İnceleme Raporu (Mart 2023), 170.
• 4. 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.
• 5. Vuran, E., Serhatoğlu, C., Timurağaoğlu, M.Ö., Smyrou, E., Bal, İ.E., Livaoğlu, R., 2024. Damage Observations of RC Buildings From 2023 Kahramanmaraş Earthquake Sequence and Discussion on the Seismic Code Regulations. Bulletin of Earthquake Engineering.
• 6. Oztürk, S., Altunsu, E., Günes¸ O., Sarı, A. 2024. Investigation of Industrial Structure Performances in the Hatay and Gaziantep Provinces During the Türkiye Earthquakes on February 6, 2023. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 179(1).
• 7. Altunsu, E., Günes¸ O., Oztürk, S., Sorosh, S., Sarı, A., Beeson, S.T., 2024. Investigating the Structural Damage in Hatay Province after Kahramanmaras,-Türkiye Earthquake Sequences. Engineering Failure Analysis 157(1).
• 8. Atmaca, B., Arslan, M.E., Emiroğlu, M., Altunışık, A.C., Adanur, S., Demir, A., Günaydın, M., Kırtel, O., Tatar, T., Kahya, V., Sunca, F., Okur, F.Y., Hacıefendioğlu, K., Dok, G., Öztürk, H., Vural, İ., Güleş, O., Genç, A.F., Demirkaya, E., Yurdakul, M., Nas, M., Akbulut, Y.E., Baltacı, A., Temel, B.A., Başağa, H.B., Sarıbıyık, A., Şen, F., Aykanat, B., Öztürk, İ.Ş., Navdar, M.B., Aydın, F., Öntürk, K., Utkucu, M, Akgül, T., 2023. On the Earthquake-Related Damages of Civil Engineering Structures within the Areas Impacted by Kahramanmaraş Earthquakes. Journal of Structural Engineering & Applied Mechanics, 6(2).
• 9. Arslan, M.H., Dere, Y., Ecemiş, A.S., Doğan, G., Özturk, M., Korkmaz, S.Z. 2024. Code-Based Damage Assessment of Existing Precast Industrial Buildings Following the February 6th, 2023 Kahramanmaraş Earthquakes (Pazarcık Mw 7.7 and Elbistan Mw7.6). Journal of Building Engineering, 86(1).
• 10. Demir, A., Celebi, E., Ozturk, H., Ozcan, Z., Ozocak, A., Bol, E., Sert, S., Sahin, F.Z., Arslan, E., Yaman, Z.D., Utkucu, M., Mert, N., 2024. Destructive Impact of Successive High Magnitude Earthquakes Occurred in Türkiye’s Kahramanmaraş on February 6, 2023. Bulletin of Earthquake Engineering.
• 11. TS 648 (Türk Standartları). (Aralık 1980). Çelik Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, 49.
• 12. Yorgun C., Topkaya C., Vatansever C., 2016. Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları Yönetmeliği-2016 Eğitim Notları. T.C Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, 472.
• 13. DBYBHY, 1997. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. (Mayıs 2007), Resmi Gazete.
• 14. Aydınoğlu N., Celep Z., Özer E., Sucuoğlu H., 2009. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik Açıklamalar ve Örnekler Kitabı. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, 643.
• 15. Computers and Structures Inc., 2023. SAP 2000 Advanced Version 25.1.0.
• 16. TBDY, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Resmi Gazete, Sayı: 30364.
• 17. AFAD Türkiye İvme Veri Tabanı ve Analiz Sistemi. https://tadas.afad.gov.tr, Erişim Tarihi: 01.03.2023.
• 18. PEER-NGA Strong Motion Database. https://ngawest2.berkeley.edu/, Erişim Tarihi: 01.02.2023.