Yeni Betonarme Binalar için Etkin Kesit Rijitlikleri ve Statik İtme Analizleri

Yıl 2022, Cilt: 34 Sayı: 2, 505 - 516, 30.09.2022

Ömer Faruk Taş , Erkut Sayın , Mehmet Emin Öncü

https://doi.org/10.35234/fumbd.1074221

Cited By: 2

Öz

Depremler, insan hayatına dolaylı veya doğrudan etki eden doğal afetlerdir. Son yıllarda meydana gelen depremlerin olumsuz etkilerinden dolayı betonarme yapıların performansa dayalı tasarımı giderek önem kazanmıştır. Güncel deprem yönetmeliklerinde, kuvvet esasına dayanan yöntemler yerine, şekil değiştirmeye göre tasarım kullanılmaya başlanmıştır. Betonarme yapıların doğru tasarlanabilmesi için betonarme elemanların doğru anlaşılması gerekir. Eleman davranışları ise kesit davranışlarının tespit edilmesine bağlıdır. Çalışma kapsamında kolon kesitlerin davranışı, malzemelerin doğrusal olmayan davranışı göz önüne alınarak moment-eğrilik ilişkilerinden elde edilmiştir. Betonarme kolonların farklı eksenel yük seviyeleri için moment eğrilik ilişkileri, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) beton modeli dikkate alınarak elde edilmiştir. Değişen parametrelerin kolon davranışı üzerindeki etkisi etkin kesit rijitliği açısından değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, 3, 5, 7 ve 10 katlı betonarme konut tipi yapılar incelenmiştir. Şekil değiştirme esasına dayanan yöntemlerden biri olan doğrusal olmayan statik itme analizi yöntemi, TBDY 2018 esasları dikkate alınarak uygulanmıştır. Kolon ve kirişlerin doğrusal olmayan malzeme davranışları, kesit tasarımları ve plastik mafsal özelliklerinin hesabı XTRACT programıyla yapılmıştır. XTRACT programından elde edilen bu bilgiler, SAP2000 programında tanımlanmıştır. Bina modelleri ve analizleri SAP2000 sonlu elemanlar programıyla yapılmıştır. Yapılan analizler sonucu tasarlanan betonarme kolon kesitlerde, kat adedi değişimiyle kolon elemanların etkin kesit rijitliklerindeki değişimler incelenmiştir. Ayrıca kat adedi değişiminin statik itme analizi sonucu oluşan taban kesme kuvveti-tepe yer değiştirmesi arasındaki ilişki değerlendirilmiştir. Statik itme analizleri ile taban kesme kuvvetlerinin binaların ağırlıklarına oranı (Vt/W), binaların kat adedinin artmasıyla azaldığı görülmüştür. Binanın toplam yüksekliği (kat adedi) arttıkça, performans noktasına karşı gelen tepe yer değiştirme değerlerinde artış görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Betonarme yapılar, Doğrusal olmayan statik itme analizi, SAP2000

Destekleyen Kurum

Fırat Üniversitesi

Proje Numarası

MF.21.07

Teşekkür

Bu çalışma, Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Proje birimi (FÜBAP) tarafından desteklenmiştir (Proje No: MF.21.07). Yazarlar bu projeye desteklerinden dolayı FÜBAP’a teşekkür ederler.

Kaynakça

• [1] Yalın M. Mevcut bir okul binasının deprem performansının 2007 ve 2018 deprem yönetmeliklerine göre değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020.
• [2] ATC 40. Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Applied Technology Council, California, ABD. 1996.
• [3] FEMA 356. Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings. Federal Emergency Management Agency, Washington DC. 2000.
• [4] DBYBHY 2007. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkındaki Yönetmelik. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
• [5] TBDY 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara.
• [6] Öncü M.E. Betonarme binaların deprem performanslarının değerlendirilmesi, Doktora tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008.
• [7] Özdemir M., Işık E., Ülker E. Farklı Kat Adetlerine Sahip Betonarme Binaların Performans Değerlendirilmesi. BEÜ Fen Bilimleri Dergisi 2016; 5 (2): 183-190.
• [8] Turkay A., Guler K. Bir okul binasının tasarımı ve deprem performansının değerlendirilmesi. International Journal of Innovative Engineering Applications 2017; 1 (2): 27-37.
• [9] Işık E., Öztürk G. Betonarme binalarda kat yüksekliğinin yapı performansına etkisi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 2017; 7 (1) : 299-305.
• [10] Dilmaç H. Ulutaş H., Tekeli H., Demir F. The investigation of seismic performance of existing RC buildings with and without infill walls. Computers and Concrete 2018; 22 (5): 439-447.
• [11] Dilmaç H., Ulutaş H., Tekeli H., Demir F. An evaluation on seismic performance of existing reinforced concrete buildings in Turkey. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2018; 9(Ek Sayı 1): 224-237.
• [12] Gündoğay A., Tekeli H., Ulutaş H. Mevcut atölye binalarının deprem güvenliğinin incelenmesi. DÜMF Mühendislik Dergisi 2019; 10 (2): 755-768.
• [13] Demir T., Sayın, E. Betonarme Yapılarda Farklı Kat Sayıları için Dolgu Duvarların Deprem Davranışına Etkisi, Dicle Üniversitesi Mühendislik Dergisi 2019; 10 (3): 1049-1060.
• [14] Ulutaş H., Dilmaç H., Tekeli H., Demir F. Mevcut okul türü binaların deprem güvenliğinin pratik bir şeklide belirlenmesi için bir yaklaşım: ATI. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2019; 23 (2): 329-337.
• [15] Dilmaç H. Preliminary Assessment approach to predict seismic vulnerability of existing low and mid-rise RC buildings. Bulletin of Earthquake Engineering 2020; 75 (2): 211-227.
• [16] İbiş T., Ulutaş, H. Yeni yapılacak betonarme bir binanın TBDY 2018’e göre deprem performansının belirlenmesi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 2021; 10(3), 1104-1124.
• [17] Kap T., Özgan E., Uzunoğlu M. M. Betonarme bir okul binasının 2018 deprem yönetmeliğine göre incelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 2019; 7 (1): 1140-1150.
• [18]Çapa Y. U. Kat adetleri farklı betonarme binaların deprem performanslarının incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul, 1-113. 2020.
• [19] Kürkçü F. 20 Katlı betonarme bir yapının Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne göre tasarımı ve deprem performansının belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 1-237. 2020.
• [20] Akçora A. A. Betonarme yüksek binaların 2018 yılı Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine göre incelenmesi: 30 katlı bina örneği. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. 1-161. 2020.
• [21] Kurt Z. Tonyalı Z. Performance Analysis of a Reinforced Concrete Frame System According‎ to TBEC-2018‎. Sciennovation, 1(2), 6-22.
• [22] Taş Ö.F. Farklı yüksekliklerdeki betonarme binaların TBDY-2018’e göre deprem performanslarının incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021.
• [24] Sucuoğlu H. New Improvements in the 2018 Turkish Seismic Code, In International Workshop on Advanced Materials and Innovative Systems in Structural Engineering: Seismic Practices (p. 13).
• [25] Meral E., İnel M. Evaluation of structural parameters properties of low and mid-rise reinforced concrete buildings, 2016.
• [26] Urbanski A., Spacone, E., Belgasmia, M., Sarf, J., Zimmermann, T. Static Pushover Analysis. Z_Soil. PC.
• [27] Ferraioli, M. Behaviour Factor of Ductile Code-Designed Reinforced Concrete Frames, Advances in Civil Engineering, 2021.
• [28] Shekhar N. K., Parulekar Y. M., Nagender, T., Chattopadhyay, J. Assessment of hysteretic damping in reinforced concrete structures using local hinge characteristics, Bulletin of Earthquake Engineering 2021; 19(1): 135-160.
• [29] XTRACT v.3.0.8 Cross-sectional X structural analysis of components, Imbsen Software Systems, 9912 Business Park Drive, Suite 130 Sacramento, CA 95827.
• [30] SAP2000 V.22.0.0, Computers and Structures, Inc., http://www.csiberkeley.com, 1995 University Avenue Berkeley, California 94704 USA,. 1978-2010
• [31] Çağlar N., Demir A., Öztürk H ve Akkaya, A., A simple formulation for effective flexural stiffness of circular reinforced concrete columns, Engineering Applications of Artificial Intelligence 2015; 38: 79-87.
• [32] Lawson RS, Vance V, Krawinkler H. “Nonlinear static push-over analysis - why, when and how?”, Proceedings of. 5th US Conference on Earthquake Engineering 1994; 1: 283-292.
• [33] Krawinkler H. Seneviratna GDPK. “Pros and cons of a pushover analysis of seismic performance evaluation”, Engineering Structures 1998; 20, 4-6: 452-464.
• [34] Chopra AK. Goel RK. A modal pushover analysis procedure to estimating seismic demands for buildings: Theory and preliminary evaluation. PERR Report 2001/03, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 2001.
• [35] TS-500, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü Ankara, 2000.
• [36] TS 498, Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1987.
• [37] Celep, Z., Betonarme sistemlerde doğrusal olmayan davranış: Plastik mafsal kabulü ve çözümleme, Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul, Türkiye, 2007.