Comparison of Performance Based Static Methods In Turkish Earthquake Code For Frames With Vertical Stiffness Irregularity

Abstract

Seismic performance evaluation of existing RC buildings have commonly been performed by using Equivalent Seismic Load Method (ESLM) and Incremental Equivalent Seismic Load Method (IESLM), since Turkish Earthquake Code 2007 (TEC) including significant improvements have come into force. Although the significant deficiencies are available in ESLM with respect to IESLM, ESLM possess the area of usage same with IESLM according to TEC without any limitation. Therefore, investigation of consistency in results of these methods has importance. In this study, ESLM and IESLM are assessed comparatively on three RC building frames with vertical stiffness irregularity (soft story) and on a regular (reference) frame. Section damage levels, story drift ratios and frame (global) performance levels are compared in the assessment. In addition, the effect of confinement is investigated. The results show that, the consistency of the methods show large diversities according level of stiffness irregularity in frames. IESLM results in more damage levels for frames with higher irregularity. However, ESLM results in more damage levels for frames with lesser irregularity and regular frame. In addition, it has seen that the confinement in members was very effective on section damage regions and frame performance levels.

Keywords

• Vertical stiffness irregularity, Seismic performance, Linear static procedure, Nonlinear static procedure.

Türkiye Deprem Yönetmeliğindeki Performans Esaslı Statik Yöntemlerin Düşey Rijitlik Düzensizliği Bulunan Çerçeveler Üzerinde Karşılaştırılması

Öz

Önemli yenilikler içeren Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmeliğin (DBYBHY) 2007 yılında yürürlüğe girmesiyle birlikte, mevcut betonarme binaların deprem performanslarının değerlendirilmesi yaygın olarak Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi (EDYY) veya Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi (AEDYY) ile yapılmaya başlanmıştır. Dayandığı esaslar bakımından EDYY'nde AEDYY'ne göre önemli eksiklikler bulunmasına karşılık, DBYBHY'e göre EDYY herhangi bir sınırlama olmaksızın AEDYY ile aynı kullanım alanına sahiptir. Bu nedenle yöntemlerin sonuçları arasındaki uyumun incelenmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada, farklı mertebelerde düşey rijitlik düzensizliği (yumuşak kat) bulunan üç betonarme bina çerçevesi ve düzenli (referans) bir çerçeve üzerinde iki yöntem karşılaştırmalı olarak değerlendirilmektedir. Değerlendirmede kesit hasar düzeyleri, göreli kat ötelemeleri ve çerçeve (genel) performans düzeyleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, eleman uçlarındaki sargılama durumunun etkisi de incelenmiştir. Sonuç olarak, iki yöntem arasındaki uyumun rijitlik düzensizliği mertebesine bağlı olarak büyük farklılıklar gösterdiği görülmüştür. EDYY, düzenli çerçevede ve rijitlik düzensizliği mertebesi düşük olan çerçevede, AEDYY'ne göre daha büyük hasar durumları vermiştir. Ancak, rijitlik düzensizliği mertebesi yüksek olan çerçevelerde EDYY daha düşük hasar düzeyleri vermiştir. Ayrıca, sargılama durumunun kesit hasar bölgelerini ve çerçeve performans düzeyini önemli ölçüde etkilediği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Düşey rijitlik düzensizliği, Deprem performansı, Doğrusal elastik yöntem, Doğrusal elastik olmayan yöntem.

References

1. SEAOC., Performance Based Seismic Engineering of Buildings, Vision 2000, Structural Engineers Association of California, 1995.
2. ATC., Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, ATC 40, Vol. 1. Applied Technology Council. Washington, DC., USA, 1996.
3. Poland, C.D. and Hom, D.B., Opportunities and Pitfalls of Performance Based Seismic Engineering. Proceedings of the International Workshop on Seismic Design Methodologies for the Next Generation of Codes, 69-78. Slovenia, 1997.
4. FEMA., Prestandart and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, FEMA 356. Federal Emegency Management Agency, 2000.
5. Federal Emergency Management Agency (FEMA)., Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures, FEMA 440, (ATC-55 project), Washington, DC., USA, 2004.
6. DBYBHY, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, 2007.
7. Mwafy, A.M. and Elnashai, A.S., “Static pushover versus dynamic collapse analysis of RC buildings”, Engineering Structures, 23, pp. 407, 2001.
8. Krawinkler, H. and Seneviratna, G.D.P.K., “Pross and cons of a pushover analysis of seismic performance evaluation”, Engineering Structures, pp. 452, 1998.

9. Lawson, R.S., Vance, V. and Krawinkler, H., Nonlinear static push-over analysis–why, when, and how?, Proceedings of Fifth U.S. National Conference on Earthquake Engineering, 1, pp. 283, 1994.
10. ASCE/SEI 41-06., Seismic Rehabilitation of Existing Buildings, American Society of Civil Engineers, Reston, 2007.
11. Eurocode 8., Design of Structures for Earthquake Resistance-Part 3: Assessment and Retrofitting of Buildings, Comité Européen de Normalisation, Bruxelles, 2005.
12. Sucuoğlu, H., “Deprem Yönetmeliği Performans Esaslı Hesap Yöntemlerinin Karşılıklı Değerlendirmesi,” Türkiye Mühendislik Haberleri, 445: 24-36, 2007.
13. Şengöz, A. ve Sucuoğlu, H., “Deprem Yönetmeliğinde Yer Alan “Mevcut Binaların Değerlendirilmesi” Yöntemlerinin Artıları ve Eksileri,” İMO Teknik Dergi, 20 (1), 4609-4633, 2009.
14. Uygun, G. ve Celep, Z., “Betonarme Bir Binanın Deprem Güvenliğinin Deprem Yönetmeliği 2007’deki Doğrusal ve Doğrusal İncelenmesi” Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul, 269-279, 2007. Karşılaştırmalı
15. Türker, K., “Rijitlik Düzensizliği Bulunan Binalarda Deprem Karşılaştırılması”, Yedinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul, 2011. Belirleme Yöntemlerinin
16. Tezcan, S. ve Yazıcı, S.A., “Soft Storey Dilemma in Earthquake Resistant Design,” Turkish Earthquake Foundation, KT 019-67, 2001.
17. Erdik, M., “Report on 1999 Kocaeli and Düzce Earthquakes,” B.U. Kandilli Observatory and Earthquake Research Engineering, 2000. of Earthquake
18. MCEER Ed. by Scawthorn, C., “The Marmara, Turkey Earthquake of August 17, 1999” Reconnaissance Report, The Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, Universty of Buffalo, NY, USA, 2000.
19. Elnashai, A.S. and Sarno, L.D., Fundamentals of Earthquake Engineering, John Wiley & Sons, Ltd, United Kingdom, 2008.
20. ABYYHY., Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, 1975.
21. CSI SAP2000, Structural Analysis Program, Berkeley, California, 2005.
22. ISS XTRACT., Cross Section Analysis Program, 2001.