Betonarme okul binasının güçlendirilmesinde, planda farklı perde yerleşiminin deprem performansına olan etkileri

Abstract

Mevcut betonarme binalara uygulanan güçlendirme yöntemlerinden biri olan betonarme perde ilavesinin, yapının rijitliğine ve dayanımına önemli ölçüde katkı sağladığı bilinmektedir. Ancak, eklenen perdelerin bina içindeki konumunun yapısal performansa, özellikle de burulma davranışına etkileri veya oluşturabileceği olumsuzluklar her zaman net olarak öngörülememektedir. Bu nedenle, perdelerin taşıyıcı sistem içerisinde en etkin şekilde konumlandırılması, araştırılması gereken kritik bir konu haline gelmiştir. Bu çalışmada, 4 katlı mevcut bir okul binasının davranışı, doğrusal olmayan analiz yöntemlerinden Çok Modlu İtme Yöntemi ile incelenmiştir. Mevcut haliyle performans hedefini sağlamayan bina için 6 farklı perde yerleşimi tasarlanmış ve analiz sonuçları karşılaştırılarak yapı davranışına etkileri değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda, perde duvarların özellikle binanın uzun kenar orta akslarında ve dış akslarında yerleştirilmesinin (Model-5), yer değiştirme taleplerini en aza indirerek yapının deprem performansını en üst düzeye çıkardığı görülmüştür.

Keywords

• Betonarme Perdeler
• Mevcut Binalarda Güçlendirme
• Çok Modlu İtme Analizi

The effects of different structural wall arrangements in plan on seismic performance in retrofitting of a reinforced concrete school building

Abstract

Among the strengthening methods applied to existing reinforced concrete (RC) buildings, the addition of RC structural walls is known to significantly improve the stiffness and strength of the structure. While understanding the influence of RC structural wall placement on structural behavior is essential, its specific effects on structural performance—particularly regarding torsional behavior—are not fully understood. Therefore, determining the most effective arrangement of RC structural walls within the structural system has become a critical research topic. In this study, a four-story existing school building was analyzed using the Multi-Modal Pushover Analysis Method. Since the existing building did not meet the target performance level, six different RC structural wall configurations were designed and analyzed to evaluate their effects on structural behavior. The findings revealed that placing RC structural walls strategically along the central axes of the long sides and at the building perimeter minimizes displacement demands and significantly improves seismic performance.

Keywords

• Reinforced concrete shear walls
• Reinforcement in existing buildings
• Multi-mode pushover analysis

References

1. [1] Z. Celep, Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı, 6. Baskı. İstanbul: Yazarın Kendi Yayını, 2018.
2. [2] M. Yalın ve H. Ulutaş, "Mevcut okul türü bir binanın deprem performansının 2007 ve 2018 deprem yönetmeliklerine göre değerlendirilmesi," Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt 10, sayı 2, ss. 648-661, 2021, doi: 10.28948/ngmuh.911167.
3. [3] S. Yaman, H. Tekeli ve F. Demir, "Betonarme Binalarda Perde Yeri ve Değişiminin Bina Performansına Etkisi," Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, sayı 16, ss. 194-204, 2019.
4. [4] S.Ö. Değertekin ve H. Şik, “Deprem güvenliği yetersiz betonarme bir bina için farklı güçlendirme önerilerinin karşılaştırılması”, DÜMF MD, c. 6, sy 2, ss. 121–130, Ara. 2015, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA22MT56US.
5. [5] E. Aracı, "Betonarme Perde Konumlarının Bina Deprem Performansına Olan Etkisinin Bilgisayar Destekli İrdelenmesi," Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Mühendisliği ABD, Akdeniz Üniversitesi, Antalya, 2012.
6. [6] B. Erdil ve G. Yusuf, "Betonarme Binalar için Perde Duvar Etkinliğinin Belirlenmesi," Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, cilt 10, sayı 2, ss. 655-669, 2021, doi:10.17798/bitlisfen.898353.
7. [7] Y. Akkaya, "Deprem Kuvvetlerine Karşı Betonarme Perdelerin Davranışı ve Boyutlandırılması," Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 1997.
8. [8] A. Nakipoğlu, "Katlar Arası Rijitlik Düzensizliği Bulunan Betonarme Yapıların Güçlendirilmesi Üzerine Deneysel Bir Çalışma," Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Mühendisliği ABD, Selçuk Üniversitesi, Konya, 2018.

9. [9] A.A. Raofe, "Deprem Etkisi Altında Mevcut Betonarme Binaların Değerlendirilmesi ve Güçlendirme Teknikleri Maliyet Analizlerinin Karşılaştırılması," Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Mühendisliği ABD, Konya Teknik Üniversitesi, Konya, 2019.
10. [10] Y. Gündüz, "Betonarme Binalar için Gerekli Güçlendirme Perde Duvar Miktarının Hesabı," Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Mühendisliği ABD, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Van, 2019.
11. [11] Y. Efe ve İ. Bedirhanoğlu, "Betonarme Perde Duvarların Eğilme ve Kesme Etkilerine Karşı Güçlendirilmesi Üzerine Literatür Değerlendirmesi," Dicle University Journal of Engineering, cilt 15, sayı 3, ss. 663-675, 2024, doi:10.24012/dumf.1420105.
12. [12] AFAD, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara, 2018.
13. [13] S. Foroughi ve S.B. Yüksel, "TBDY 2018'e göre Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri ile Betonarme Yapı Sistemlerinin Performans Analizi," Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, cilt 5, sayı 1, ss. 33-55, 2022.
14. [14] F.S. Alıcı, K. Kaatsız ve H. Sucuoğlu, "Binaların Çok Modlu İtme Analizi için Genel Yük Vektörlerinin Pratik Uygulaması," 3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, İzmir, 2015.
15. [15] K.K. Kuria and O.K. Kegyes-Brassai, "Pushover Analysis in Seismic Engineering: A Detailed Chronology and Review of Techniques for Structural Assessment," Applied Sciences, vol. 14, no. 1, p. 151, 2024, doi: 10.3390/app14010151.
16. [16] A. Daei and M. Poursha, "On the accuracy of enhanced pushover procedures for seismic performance evaluation of code-conforming RC moment-resisting frame buildings subjected to pulse-like and non-pulse-like excitations," Structures, vol. 32, pp. 929-945, 2021, doi:10.1016/j.istruc.2021.03.035.
17. [17] O. Görgülü, "Northridge Depreminde Kayıtları Alınmış Betonarme Bir Binada Modal İtme Analizi Uygulaması," Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Mühendisliği ABD, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2009.
18. [18] İdeyapi Yazılım Ltd. Şti., ideStatik Ver.10 Yapısal Analiz ve Tasarım Yazılımı, İstanbul, 2022. [Çevrimiçi]. Erişim: https://idecad.com.tr
19. [19] İdeyapi Yazılım Ltd. Şti., "Çok Modlu İtme Yöntemi (Arsa Yöntemi)," ideCAD Yardım Portalı, 2022. [Çevrimiçi]. Erişim: https://help.idecad.com.tr/ideCAD/cok-modlu-itme-yoentemi-arsa-yontemi
20. [20] M.N. Aydinoğlu, "An Incremental Response Spectrum Analysis Procedure Based on Inelastic Spectral Displacements for Multi-Mode Seismic Performance Evaluation," Bull. Earthq. Eng., vol. 1, no. 1, pp. 3-36, 2003, doi:10.1023/A:1024853326383.
21. [21] A.K. Chopra and R.K. Goel, "A modal pushover analysis procedure to estimate seismic demands for unsymmetric-plan buildings," Earthquake Engineering & Structural Dynamics, vol. 33, no. 8, pp. 903-927, 2004.