Farklı Çelik Çapraz Türlerinin Betonarme Çerçeve Sistem Güçlendirmesine Etkisi

Abstract

Betonarme yapıların güçlendirmesinde perde yapımına alternatif olarak kullanılan yaygın yöntemlerden birisi de çelik çaprazlardır. Çelik çapraz kullanımı rijitlik ve mukavemet artışının yanı sıra hızlı uygulanabilmesi nedeniyle de dikkatleri çekmektedir. Betonarme çerçevelere farklı türden çaprazlar eklenerek yer değiştirmeler azaltılıp, yapısal performans, kesme kapasitesi, süneklik, rijitlik, mukavemet gibi özellikler iyileştirilebilir. Bir binayı güçlendirme sonrasında yeniden tasarlama, ancak yeni hibrit sistemin davranış özellikleri biliniyorsa mümkündür. Yapılan bu çalışmada Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’de önerilen çelik çapraz türlerinin betonarme bina güçlendirmesi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Tasarlanan bir betonarme çerçeve sistem diyagonal, X, ters V, V ve K tipi çelik çaprazlar kullanılarak güçlendirilmiştir. Dayanım ve rijitlik sonuçları göz önünde bulundurularak güçlendirmede en iyi sonuç hangi çapraz türünde edilmiştir sorusuna cevap aranmıştır. Yapılan karşılaştırmalarda X ve K tipi çaprazların dayanım ve rijitlik açısından ön plana çıktığını göstermektedir.

Keywords

• Çelik çaprazlar
• Güçlendirme
• İtme analizi
• Göreli kat ötelemesi

The Effect of Different Steel Brace Types on Reinforced Concrete Frame System Retrofit

Abstract

One of the common methods used as an alternative to shear walls in the retrofit of reinforced concrete (RC) structures is steel braces. The use of steel braces is preferred because of its rapid application as well as the increase in stiffness and strength. By using different types of braces in reinforced concrete frames, displacements can be reduced and properties such as structural performance, shear capacity, ductility, stiffness and strength can be increased. If the behavior characteristics of the hybrid system are known, the structural performance of the reinforced building can be predicted after the retrofit. In this study, the effect of different types of steel braces recommended in the Turkey Building Earthquake Code 2018 (TBEC-2018) on reinforced concrete building retrofit, was investigated. For this purpose, a 9-storey RC frame system was retrofitted using diagonal, X, inverted V, V and K type bracings. Considering the strength and stiffness results, an answer was searched for the question of which brace type had the best result in retrofit. The results obtained from the analyzes show that the X and K type bracings stand out in terms of strength and stiffness.

Keywords

• STEEL BRACES
• RETROFIT
• PUSHOVER ANALYSIS
• RELATIVE INTERSTORY DRIFT

References

1. [1] Rahai AR, Alinia MM. Performance Evaluation and Strengthening of Concrete Structures with Composite Bracing Members. Constr. Build. Mater. 2004;22(10):2100–2110.
2. [2] Kasap H, Mert N, Sevim E, Şeber B. Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Acad. Platf. J. Eng. Sci. 2015;3(1):48–55.
3. [3] Piroğlu F. Uzgider E. Mevcut Betornarme Yapıların Çeli̇k Malzeme i̇le Güçlendi̇ri̇lme Yöntemleri̇. Türkiye Mühendislik Haberleri. 2005;(436);37–46.
4. [4] Celep Z, Kumbasar N. Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı. 7th ed. Beta; 2004.
5. [5] Nateghi F. Seismic Strengthening of Eightstorey RC Apartment Building Using Steel Braces. Eng. Struct. 1995;(17)6:455–461.
6. [6] Badoux BM, Jirsa JO. Steel bracing of RC frames for seismic retrofitting. J. Struct. Eng. 1990;116(1):55–74.
7. [7] Aydın E, Boru E, Betonarme Binaların Güçlendirilmesinde Uygun Merkezi Çelik Çapraz Yerleşiminin Belirlenmesi. Acad. Platf. J. Eng. Sci. 2020;8(2):286–294.
8. [8] Işık E, Özdemir M, Performance based assessment of steel frame structures by different material models. Int. J. Steel Struct. 2017;17(3):1021–1031.

9. [9] Özel AE, Assessing Effects of Type and Distribution of Eccentric Steel Braces on Seismic Vulnerability of Mid-Rise Reinforced Concrete Buildings. University of Gaziantep Graduate School of Natural & Applied Sciences; 2010.
10. [10] Rahimi A, Maheri MR, The effects of retrofitting RC frames by X-bracing on the seismic performance of columns. Eng. Struct. 2018;173: 813–830.
11. [11] Yaman Z, Ağcakoca E, Dairesel Kesite Sahip Merkezi Çelik Çaprazların Performans Analizi. Sak. Üniversitesi Fen Bilim. Enstitüsü Derg. 2018; 22(2):340–349.
12. [12] İnce G, Tekeli H, İnce HH, Öcal C, Mercan K, Ulutaş H. Betonarme Çerçevelerin Düşey Bağ Kirişli Dışmerkez Çaprazlarla Güçlendirilmesi. in International Burdur Earthquake & Environment Symposium (IBEES2015) Uluslararası Burdur Deprem ve Çevre Sempozyumu; 2015.
13. [13] Çatalkaya H. Çok Katlı Bir Çelik Yapıda Değişik Çapraz Düzenlemelerinin Yapının Depremdeki Davranışına Etkilerinin İncelenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi; 2004.
14. [14] Yön B, Sayın E. Betonarme Perdeler ve Çelik Çaprazlarla Yapılan Güçlendirmelerin Karşılaştırılması. 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), Elazığ;2011. p. 237–242.
15. [15] Bush BTD, Jones EA, Jirsa JO. Behavior of RC Frame Strengthened Using Structural Steel Bracing. J. Struct. Eng. 1991;117(4):1115–1126.
16. [16] Maheri MR, Sahebi A, Use of Steel Bracing in Reinforced Concrete Frames. Eng. Struct.1997;19(12):1018–1024.
17. [17] TahamouliRoudsari M, Entezari A, Hadidi MH, and O. Gandomian, “Experimental Assessment of Retrofitted RC Frames With Different Steel Braces,” Structures, vol. 11, no. June, pp. 206–217, 2017.
18. [18] Korkmaz KA, Çelik Çapraz Elemanlarla Güçlendirilen Betonarme Yapıların Deprem Davranışlarının İncelenmesi. Doğuş Üniversitesi Derg. 2007;8(2):191–201.
19. [19] Aydın E, Yapıların Deprem Davranışlarının İyileştirilmesi İçin Sönümleyicilerin ve Çelik Çapraz Elemanların Optimum Yerleşimi. İstanbul Teknik Üniversitesi, 2005.
20. [20] Computers and Structures INC. SAP2000.
21. [21] AFAD, TBDY 2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. 2018.
22. [22] TSE, TS 500 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları. 2000.