Comparison of the Performance Point Determination Approaches Proposed in TEC2007 and FEMA440

Abstract

There are different approaches in the performance based design of the existing reinforced concrete structures, regarding the determination of the intersection point of capacity and demand curves. While the equivalent displacement approach is employed in Turkish Earthquake Code (TEC2007), a successive approximation technique based on the effective period and damping is suggested in FEMA440. Frame type and wall-frame type regular structures with different number of stories are selected to discuss the approaches on the performance point determination techniques proposed in TEC2007 and FEMA440. The resulting earthquake demands are compared with each other and also those obtained from the nonlinear time history analyses. Top displacement, base shear, relative story drift are amongst the discussed demand parameters. It is shown that for the structures considered in this study, the demands obtained from the TEC2007 procedure are more close to the nonlinear time history analyses results.

Keywords

• Performance based design, Performance point, Reinforced concrete structures, Equal displacement rule, Earthquake demand.

DBYBHY2007 ve FEMA440 da Önerilen Performans Noktası Belirleme Yaklaşımlarının Karşılaştırılması

Abstract

Mevcut betonarme yapı sistemlerinin performansa dayalı hesabında, kapasite ve istem eğrilerinin kesiştirilmesi ile elde edilen performans noktasının belirlenmesi için farklı yaklaşımlar bulunmaktadır. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY2007) de, TB'den daha uzun peryotlu yapılar için eşit yerdeğiştirme prensibine dayalı bir yöntem izlenirken, FEMA440 da efektif periyot ve sönüm tanımlarına dayalı bir ardışık yaklaşım yöntemi önerilmektedir. Bu çalışmada, düzenli betonarme yapı sistemlerini temsil edecek şekilde seçilen, farklı kat sayılarına sahip çerçeve ve perde-çerçeve türü taşıyıcı sistemi olan binalar üzerinde çalışılmıştır. Bu binalar için DBYBHY2007 ve FEMA440 da tanımlanan performans noktası belirleme yaklaşımları kullanılarak elde edilen deprem istemleri, birbirleriyle ve "kesin çözüm" olarak kabul edilen Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz (ZTADOA) ile bulunan deprem istemleriyle karşılaştırılmıştır. Bu istemler arasında tepe yerdeğiştirmesi, taban kesme kuvveti, göreli kat ötelemeleri bulunmaktadır. İncelenen sistemlerde, DBYBHY2007 ile belirlenen istemlerin "kesin çözüm" olarak kabul edilen ZTADOA sonuçlarına daha yakın olduğu gözlenmiştir.

Keywords

• Performansa dayalı hesap, Performans noktası, Betonarme yapı sistemleri, Eşit yer değiştirme kuralı, Deprem istemi.

References

1. ATC 40, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Applied Technology Council, Washinghton, DC., USA, 1996.
2. FEMA 273, NEHRP Guidelines for the Seismic Retrofit of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington, 1997.
3. FEMA 356, NEHRP Commentary on the Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Federal Emergency Management Agency, Washington, 2000.
4. Fajfar, P., Capacity Spectrum Method Based on Inelastic Demand Spectra, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, V.28, 1999.
5. Lin, Y, Chang, K, Wang, Y., Comparison of displacement coefficient method and capacity spectrum method with experimental results of RC columns, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 33:35-48, 2004.
6. FEMA 440, Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures, Federal Emergency Management Agency, Washington, 2004.
7. DBYBHY2007, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007), Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara.
8. Aydınoğlu, M.N., Celep, Z., Özer, E., Sucuoğlu, H., Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik- Örnekler Kitabı, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, 2007.

9. Karabulut, A., TDY 2007 Yönetmeliği ve FEMA 440 Raporunda Tanımlanan Doğrusal Olmayan Analiz Yöntemlerinin Karşılaştırılması. İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Istanbul, 2011. Betonarme Binalar İçin
10. Çakırterzi, S., Deprem Yönetmeliği ve FEMA 440 Raporuna Göre Hesaplanan Performans Noktası Yaklaşımlarının Karşılaştırılması. İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Istanbul, 2011.
11. TS500 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2000.
12. SAP2000 Advanced 14.1.0 , Structural Analysis Program, Computers and Structures Inc., Berkeley, California, 2009.
13. PEER Strong Motion Database. Pacific Earthquake Engineering http://peer.berkeley.edu/smcat, 2007. Center. California, [14] COSMOS Virtual Data Center, Consortium of Organizations for Strong Motion Obversation Systems (COSMOS), University of California, http://db.cosmos- eq.org/scripts/default.plx.
14. Oasys Sigraph, A Program for Generation, Manipulation and Graphical Display of Tabular X-Y Data, Oasys Ltd., 2006.
15. XTRACT Cross Section Analysis Program of Structural Engineers, Imbsen Software Systems, 2004.