Obtaining and Comparison of Nonlinear Calculation Methods and Performance Analysis of Curtain Frame Systems According to TBDY 2018 and ASCE 41-17

Abstract

In this study, pushover analysis was carried out by ASCE 41-17 and TBDY 2018 having default plastic hinge properties and considering the plastic hinge properties and damage limits of the nonlinear elements calculated by the user, respectively. In this study, four-span, 3, 5, and 7-storey shear wall-framed building is considered and the results of the analysis are compared. The effective parameters of plastic hinge properties of reinforced concrete elements are plastic hinge length and transverse reinforcement spacing. In this study, BKTS-1, 2 and 3 reinforced concrete buildings were analyzed with ETABS 19-0.2 program by pushover analysis methods. As a result of the analysis carried out, capacity curves were obtained according to two different standards. As a result of the capacity curves obtained according to TBDY 2018, the amount of base shear and peak displacement obtained at performance points were obtained more than ASCE 41-17. The factors affecting the results obtained according to two different standards are the amount of vertical load, the effective stiffness of the reinforced concrete elements and the plastic hinges properties.

Keywords

• Base shear force
• Capacity curves
• Peak displacement
• Plastic hinge
• Pushover analysis

Betonarme Karma Taşıyıcı Sistemlerin TBDY 2018 ve ASCE 41-17’ye Göre Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri ile Performans Analizi ve Elde Edilen Sonuçların Karşılaştırması

Abstract

Bu çalışmada, ASCE 41-17’de tanımlanan ve TBDY 2018’e göre kullanıcı tarafından hesaplanan doğrusal olmayan elemanların plastik mafsal özellikleri ve hasar sınırları ele alınarak itme analizi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada dört açıklıklı üç, beş ve yedi katlı perdeli çerçeveli bina ele alınarak analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Betonarme elemanların plastik mafsal özelliklerinin etkili parametreleri plastik mafsal uzunluğu ve enine donatı mesafesidir. Bu çalışmada artımsal eşdeğer deprem yükü ile itme analizi yöntemiyle BKTS-1, 2 ve 3 betonarme binaların analizleri ETABS 19-0.2 programı ile gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen analizlerin sonucunda iki farklı yönetmeliğe göre kapasite eğrileri elde edilmiştir. TBDY 2018’e göre elde edilen kapasite eğrilerinin sonucunda performans noktalarında elde edilen taban kesme kuvvetlerinin miktarı ve tepe yerdeğiştirme miktarı ASCE 41-17’ye göre daha fazla elde edilmiştir. İki farklı yönetmeliğe göre elde edilen sonuçlarında etkilenen faktörler; yapıya etkiyen düşey yük miktarı, betonarme elemanların efektif rijitliği ve plastik mafsal özellikleridir.

Keywords

• İtme analizi
• Kapasite eğrisi
• Plastik mafsal
• Taban kesme kuvveti
• Tepe yer değiştirme

References

1. [1] MJN. Priestley, “Myths and fallacies in earthquake engineering—conflicts between design and reality,” Bull N Z Natl Soc Earthq Eng, vol. 26, no. 3, pp. 329–341, 1993.
2. [2] W. Liao, C. H. Loh, and S. Wan “Earthquake responses of RC moment frames subjected to near-fault ground motions,” Struct Des Tall Spec Build, vol. 10, no. 3, pp. 219–229, 2001.
3. [3] S. D. Kim, and E. Amore “Push-over analysis procedure in earthquake engineering,” Earthq Spectra, vol. 15, no. 6, pp. 417–434, 1999.
4. [4] JM. Bracci, SK. Kunnath, and AM. Reinhorn “Seismic performance and retrofit evaluation of reinforced concrete structures,” J Struct Eng, vol. 123, no. 1, pp. 3–10, 1997.
5. [5] B. Gupta, and SK. Kunnath “Adaptive spectra-based pushover procedure for seismic evaluation of structures,” Earthq Spectra, vol. 16, no. 2, pp. 367–391, 2000.
6. [6] AK. Chopra, and RK. Goel “A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings,” Earthq Eng Struct Dyn, vol. 31, no. 3, pp. 561–582, 2002.
7. [7] Structural software for analysis and design ETABS 19-0.2, Computer program, Version 19.0.2. Calıfornıa (USA): CSI Computers & structures, 2019.
8. [8] Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, T.C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı TBDY 2018, 2018.

9. [9] ASCE 41-17. Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings, ASCE 41-17 Standard, American Society of Civil Engineers, Reston, VA, USA, 2017.
10. [10] R. Jamal, ve S. B. Yüksel, “TBDY 2018 ve ASCE 41-17’e Göre doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile yapı sistemlerinin performans analizin elde edilmesi ve karşılaştırması,” El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi, c. 8, s. 1, ss. 432-444, 2021.
11. [11] A. Karabulut, “TDY 2007 yönetmeliği ve FEMA 440 raporunda tanımlanan doğrusal olmayan analiz yöntemlerinin mevcut betonarme binalar için karşılaştırılması,” Yüksek Lisans tezi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, 2011.
12. [12] M. Sönmez, “DBYBHY-07 ve ASCE 41-06’da tanımlanan doğrusal olmayan performans değerlendirme yöntemlerinin karşılaştırılması,” Yüksek Lisans tezi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye, 2012.
13. [13] Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü TS500, 2000.
14. [14] Structural software for analysis and design SAP2000, Computer program, Version 20.0.0, Calıfornıa (USA): CSI Computers & structures, 2017.
15. [15] J. B. Mander, M. J. N. Priestley, and R. Park, “Theoretical stress-strain model for confined concrete,” Journal of Structural Engineering ASCE, vol. 114, no. 8, pp. 1804-1826, 1988.