EVALUATING THE IMPACT OF B3 IRREGULARITY LOCATION ON STRUCTURAL PERFORMANCE

Year 2024, , 81 - 96, 26.06.2024

İsmail Tozlu , Şenol Gürsoy

https://doi.org/10.55071/ticaretfbd.1406397

Abstract

The most basic principle in general codes for earthquake-resistant building design is to avoid structural irregularities. However, structural irregularities frequently occur in the design of buildings due to architectural reasons. Today, unfortunately, with the concern of creating a wide usage area, especially for commercial purposes, discontinuity in vertical load-bearing elements (B3 irregularity) is one of the most common structural irregularities. On the other hand, although this situation occurs on the ground storeys, which are mostly used as shop storeys, vertical structural element discontinuity may also occur on the upper storeys to design large spaces such as classrooms, meeting rooms, etc. To ensure building safety, the behaviour of structures, especially those containing irregularities, must be considered correctly. In this study, the answer to the question of which position in the structure can most appropriately meet the column discontinuity requirement was sought. For this purpose, 12 building models were created by changing the B3 irregularity location from the ground storey to the upper storeys and from the outer axis to the inner axes in a 7-storey RC building. Nonlinear single-mode pushover analyses of models were performed in SAP2000, and some suggestions are presented about the most appropriate position for the B3 irregularities.

Keywords

B3 irregularities, pushover analysis, non-linear analysis, performance analysis

B3 DÜZENSİZLİĞİ KONUMUNUN YAPISAL PERFORMANSA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Depreme dayanıklı yapı tasarımı için genel geçer yönetmeliklerdeki en temel ilke yapısal düzensizliklerden kaçınmaktır. Ancak yapıların tasarımında mimari nedenlerle yapısal düzensizlikler sıklıkla ortaya çıkmaktadır. Günümüzde özellikle ticari amaçlarla geniş kullanım alanı oluşturma kaygısıyla maalesef düşey taşıyıcı elemanlarda süreksizlik oluşması (B3 düzensizliği) en sık rastlanan yapısal düzensizliklerden biridir. Diğer taraftan çoğunlukla dükkân katı olarak kullanılan giriş katlarında bu durum meydana gelse de derslik, toplantı salonları vb. geniş mekanlar tasarlamak için üst katlarda da düşey taşıyıcı elaman süreksizliği oluşabilmektedir. Yapı güvenliğinin sağlanabilmesi için özellikle düzensizlik içeren yapıların davranışın doğru bir şekilde dikkate alınması gerekmektedir. Bu çalışmada gerekli hallerde kolon süreksizliğinin yapıda en uygun olarak hangi konumda oluşturulabileceği sorusunun cevabı araştırılmıştır. Bu amaçla 7 katlı betonarme bir binada, zemin kattan üst katlara ve dış akstan iç akslara doğru B3 düzensizliği konumu değiştirilerek toplam 12 adet bina modeli oluşturulmuştur. Bina modellerinin SAP2000 programı yardımıyla doğrusal olmayan tek modlu itme analizleri yapılmış ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlardan B3 düzensizliği durumu için en uygun konum hakkında bazı öneriler sunulmuştur.

Keywords

B3 düzensizliği, doğrusal olmayan analiz, itme analizi, performans analizi

Ethical Statement

Yapılan çalışmada araştırma ve yayın etiğine uyulmuştur.

References

• Akın, E., & Kanas, E. (2023). Collapse capacity assessment of non-ductile open ground story reinforced concrete frame. Turkish Journal of Engineering, 7(2), 157-165. https://doi.org/10.31127/tuje.1071965
• Akpınar, E., Özenir, A., & Akanji, S. T. (2021). Tipik betonarme bir hastane yapısının güçlendirilmesinde betonarme perde ve sürtünmeli sönümleyici güçlendirme alternatiflerinin karşılaştırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (32), 928-939. https://doi.org/10.31590/ejosat.1042760
• Altınay, M. K., & Erdem, R. T. (2023). Mevcut betonarme bir kamu binasının taşıyıcı sistem güvenliğinin TBDY-2018’e göre araştırılması. Journal of Science, Technology and Engineering Research, 4(2), 112-123. https://doi.org/10.53525/jster.1361250
• Apostolska, R., Necevska-Cvetanovska, G., Bojadzieva, J. & Gjorgjievska, E. (2016). Seismic performance assessment of soft-story RC frame buildings. Journal of International Environmental Application and Science, 11(3), 241-248.
• Aydın, E., & Boru, E. (2020). Betonarme bir çerçevenin farklı yerleşim düzenlerine sahip merkezi çelik çaprazlarla güçlendirilmesi. Academic Platform-Journal of Engineering and Science, 8(2), 286-294. https://doi.org/10.21541/apjes.572750
• Balkaya, C., Karagoz, İ., & Gunal, İ. (2017). Improving torsional rigidity and seismic performance of tunnel form building structures. International Journal of Engineering Technologies IJET, 3(3), 124-134. https://doi.org/10.19072/ijet.307537
• Bikçe, M., & Bayrak, O. F. (2018). Analyzing the effect of infill walls on a RC structure. Disaster Science and Engineering, 4(1), 32-39.
• Boru, E., & Aydın, E. (2022). The effect of different steel brace types on reinforced concrete frame system retrofit. Türk Doğa ve Fen Dergisi, 11(2), 118-124. https://doi.org/10.46810/tdfd.1078643
• Coşkan, S., & Yüksel, İ. (2013). Çerçevelerde donatı korozyonunun taşıyıcı sistem davranışına etkileri. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 5(3), 77-88.
• Çaycı, B. T., & Eldemir, O. (2021). TBDY-2018 ve DBYBHY-2007 deprem yönetmelikleri performans seviyelerinin karşılaştırılması. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9(4), 1386-1397. https://doi.org/10.21923/jesd.876935
• Dalyan, İ., & Şahin, B. (2019). Mevcut betonarme bir binanın 2007 ve 2018 deprem yönetmeliklerine göre deprem yükleri altındaki taşıyıcı sistem performansının değerlendirilmesi. Türk Deprem Araştırma Dergisi, 1(2), 134-147. https://doi.org/10.46464/tdad.631998
• Dogru, M., & Arslan, G. (2017). Seismic performance of a RC school building considering different soil classes. The Eurasia Proceedings of Science Technology Engineering and Mathematics (1), 146-153.
• Dok, G., Öztürk, H., Demir, A., Çağlar, N. (2020). Investigation of effective bending rigidity considering different code approaches. Academic Platform Journal of Natural Hazards and Disaster Management, 1(1), 35-48.
• Etli, S. (2022). Rijit bodrum perdelerinin TBDY 2018 ile tasarlanan az katlı yapılardaki etkisi üzerine bir inceleme. International Journal of Engineering Research and Development, 14(2), 712-720. https://doi.org/10.29137/umagd.1092841
• Güneyisi, E., Baker, R., & Erdoğan, A. (2020). Seismic response of reinforced concrete frames with steel plate shear walls. Eskişehir Technical University Journal of Science and Technology A-Applied Sciences and Engineering, 21(3), 374-388. https://doi.org/10.18038/estubtda.677039
• Gürbüz, A., & Tekin, M. (2017). Farklı tip betonarme binalar için geliştirilmiş hasar tahmin yöntemleri. Teknik Dergi, 28(4), 8051-8076. https://doi.org/10.18400/tekderg.334196
• Hasgül, U., & İrtem, E. (2011). Betonarme binaların kritik deprem doğrultularının belirlenmesinde farklı plan ve enkesit geometrisinin etkisi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13(1), 45-58.
• Işık, E. (2016). Effects of material strength on structural performance of damaged RC buildings. Bitlis Eren University Journal of Science and Technology, 6(1), 22-25. https://doi.org/10.17678/beujst.96498
• Işık, E. (2022). Investigation of the contribution of the reinforcement tie to the seismic behavior of reinforced-concrete columns. Bitlis Eren University Journal of Science and Technology, 12(1), 21-26. https://doi.org/10.17678/beuscitech.1067376
• Işık, E., & Özdemir, M. (2017). Normal kat yüksekliğinin farklı olması durumunda yapı performansının incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 6(1), 98-106. https://doi.org/10.28948/ngumuh.297906
• Işık, E., Karasin, İ. B., & Öncü, M. E. (2022). The effect of slab discontinuities on structural performance caused by mezzanine. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 13(1), 111-126. https://doi.org/10.24012/dumf.1080070
• Işık, E., Karasin, İ. B., & Ulu, A. E. (2020). Eğimli zeminlerde inşa edilen betonarme binaların deprem davranışlarının incelenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (20), 162-170. https://doi.org/10.31590/ejosat.757763
• Işık, E., Özdemir, M., & Kutanis, M. (2016). Farklı zemin kat yüksekliklerinin yapı performansına etkisi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 7(3), 445-454.
• Işık, E., Sayın, N., & Ulu, A. E. (2020). The effects of changing story number and structural footprint area on building performance in reinforced-concrete buildings. Bitlis Eren University Journal of Science and Technology, 10(1), 30-34. https://doi.org/10.17678/beuscitech.725367
• İnel, M., Bilgin, H., & Özmen, H. B. (2007). Orta yükseklikteki betonarme binaların deprem performanslarının afet yönetmeliğine göre tayini. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 13(1), 81-89.
• Jamal, R., & Yüksel, B. (2021). TBDY 2018 ve ASCE 41-17’e göre doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile yapı sistemlerinin performans analizin elde edilmesi ve karşılaştırması. El-Cezeri, 8(1), 432-444. https://doi.org/10.31202/ecjse.808585
• Karasin, İ. B., & Öncü, M. E. (2022). Farklı dolgu tipleri için çerçevelerin itme analizi ile kıyaslanması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (39), 91-96. https://doi.org/10.31590/ejosat.1144414
• Karaşin, İ. B., & Işık, E. (2017). Impact on the building performance of subsequently cast concrete. Bitlis Eren University Journal of Science and Technology, 7(1), 7-11. https://doi.org/10.17678/beuscitech.305748
• Kasap, T. (2021). Evaluation of earthquake behaviour of reinforced concrete frame buildings by nonlinear methods. Sciennovation, 2(2), 27-35.
• Koçerusta, P. (2022). Investigation of seismic behavior of buildings with different infill wall materials. Türk Doğa ve Fen Dergisi, 11(2), 82-88. https://doi.org/10.46810/tdfd.1107332
• Koçer, M., Öztürk, M., & Boğa, A. R. (2019). Analytical study on the effect of corrosion to the construction performance. Natural and Engineering Sciences, 4(1), 11-20. https://doi.org/10.28978/nesciences.522364
• Korkmaz, A. (2005). Kapasite spektrumu yöntemi ile betonarme çerçeve yapıların performans noktalarının belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 20(2), 19-34.
• Korkmaz, A. (2006). Nonlinear push over analysis for high rise R/C frame structures. Journal of Science and Technology of Dumlupınar University (011), 87-100.
• Korkmaz, A., & Uçar, T. (2006). Betonarme binaların deprem davranışında dolgu duvar etkisinin incelenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 8(1), 101-108.
• Korkmaz, K. A. (2007). Çelik çapraz elemanlarla güçlendirilen betonarme yapıların deprem davranışlarının incelenmesi. Doğuş Üniversitesi Dergisi, 8(2), 191-201.
• Korkmaz, K. A., Uçar, T., & Düzgün, M. (2011). Yapısal düzensizlikleri olan betonarme yapıların deprem davranışlarının değerlendirilmesi. Marmara Fen Bilimleri Dergisi, 22(2), 123-138. https://doi.org/10.7240/mufbed.62985
• Meral, E., & İnel, M. (2016). Düşük ve orta yükseklikteki betonarme binaların yapısal parametre özelliklerinin değerlendirilmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(6), 468-477.
• Mert, N., & Nzapfakumunsi, A. (2019). Seismic design evaluation of t shaped irregular RC building plans by using pushover analysis. Sakarya University Journal of Science, 23(2), 259-268. https://doi.org/10.16984/saufenbilder.471209
• Öncü, M. E., & Şahin Yön, M. (2016). Betonarme binaların deprem davranışlarının artımsal dinamik analiz yöntemiyle değerlendirilmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 7(1), 23-31.
• Özer, Ö., & Yüksel, B. (2020). Farklı betonarme bağ kirişi modellerinin TBDY (2018)’e göre yapı performansına etkisi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(3), 1169-1188. https://doi.org/10.17482/uumfd.777897
• Özer, Ö., & Yüksel, B. (2021). Deprem yüklerinin tamamının betonarme perde duvarlarla karşılandığı binalarda bağ kirişi modellerinin yapı performansına etkisi. El-Cezeri, 8(1), 346-362. https://doi.org/10.31202/ecjse.807608
• Özer, Ö., & Yüksel, B. (2022). Deprem etkilerinin betonarme çerçeveler ile bağ kirişli betonarme perdeler tarafından birlikte karşılandığı binalarda bağ kirişi modellerinin yapı performansına etkisi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 10(1), 161-179. https://doi.org/10.21923/jesd.876725
• SAP2000, (2020). Structural Analysis Program, Computers and Structures Inc. (CSI) Berkeley, CA, USA
• Sarı, O., & Ulutaş, H. (2021). Mevcut konut türü betonarme bir binanın deprem güvenliğinin incelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(4), 1129-1144. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.906844
• Severcan, M. H., & Sinani, B. (2019). Mevcut betonarme yapıların deprem performansının analizi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(2), 936-947. https://doi.org/10.28948/ngumuh.598151
• Sta4-CAD (2021). “Structural analysis for computer aided design”, ver.14.1. www.sta.com.tr
• Sümer, Y. (2017). Determining plastic hinge length of high-performance RC beams. academic platform-Journal of Engineering and Science, 5(2), 39-47. https://doi.org/10.21541/apjes.297049
• TBDY (2019). Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, 30364 Sayılı Resmi Gazete.
• Tekin, M., & Gurbuz, A. (2015). Seismic fragility curves for 1 and 2 stories R/C buildings. International Journal of Engineering Technologies IJET, 1(2), 88-94. https://doi.org/10.19072/ijet.105709
• Toplu, E., & Kırtel, O. (2021). Sismik taban yalıtımlı yapılarda zaman tanım alanında analiz ve artımsal tek modlu itme yöntemlerinin karşılaştırılması. Türk Doğa ve Fen Dergisi, 10(2), 123-131. https://doi.org/10.46810/tdfd.897951
• Türkay, A., & Güler, K. (2017). The design and earthquake performance assessment of a school building. International Journal of Innovative Engineering Applications, 1(2), 27-37.
• Uçar, T., & Düzgün, M. (2007). Betonarme yapıların sismik performansının değerlendirilmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 9(2), 63-76.
• Uçar, T., & Düzgün, M. (2013). Betonarme binalar için artımsal itme analizi esaslı analitik hasar görebilirlik eğrilerinin oluşturulması. Teknik Dergi, 24(118).
• Uçar, T., & Merter, O. (2015). Farklı deprem düzeyleri için betonarme çerçevelerin plastik enerji istemlerinin belirlenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 5(2), 101-113. https://doi.org/10.17714/gufbed.2015.05.009
• Yüksel, İ., & Sakcalı, G. B. (2018). Zemin katı korozyona maruz kalmış bir binanın performans değerlendirmesi. Eskişehir Teknik Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi B- Teorik Bilimler, 6(-), 152-162.