BETONARME OKUL BİNALARI İÇİN TBDY-2018 UYUMLU SİSMİK GÜÇLENDİRME ALTERNATİFLERİ: PERFORMANS VE OPERASYONEL SÜREKLİLİK ODAKLI BİR KARŞILAŞTIRMA

Abstract

Türkiye gibi aktif sismik kuşaklarda yer alan ülkelerde, mevcut okul binalarının deprem güvenliği ve güçlendirme süreçlerindeki operasyonel süreklilik kritik bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, 1997 deprem yönetmeliğine göre tasarlanmış dört katlı betonarme bir okul binasının TBDY-2018 esaslarına göre sismik performansı değerlendirilmiş ve farklı güçlendirme alternatifleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Mevcut durumun analizinde doğrusal olmayan çok modlu itme analizi kullanılmış olup, yapının DD-1 ve DD-3 deprem yer hareketi düzeylerinde hedef performans kriterlerini sağlayamadığı ve "Göçme Bölgesinde” kaldığı tespit edilmiştir. Bu sismik yetersizliği gidermek amacıyla; içten perde eklenmesi (üç farklı konfigürasyon), kolon mantolama (10 cm ve 15 cm) ve dıştan perde eklenmesi stratejileri geliştirilmiştir. Analiz bulguları, kolon mantolama yönteminin DD-3 deprem düzeyinde "Sınırlı Hasar" hedefini karşılamada yetersiz kaldığını göstermiştir. Buna karşılık, içten ve dıştan perde ekleme yöntemlerinin her ikisi de yapısal performans hedeflerini başarıyla sağlamıştır. Ancak, operasyonel süreklilik kriteri dikkate alındığında; içten perde uygulamasının binanın tahliyesini gerektireceği ve eğitim faaliyetlerini kesintiye uğratacağı belirlenmiştir. Sonuç olarak, hem TBDY-2018 sismik performans hedeflerini tam olarak karşılaması hem de eğitimde operasyonel sürekliliği güvence altına alması bakımından dıştan perde ekleme yöntemi en optimum ve sürdürülebilir çözüm olarak önerilmektedir.

Keywords

• Sismik güçlendirme
• performans analizi
• doğrusal olmayan itme analizi
• dıştan perdeleme
• operasyonel süreklilik

TBDY-2018 COMPLIANT SEISMIC RETROFITTING ALTERNATIVES FOR RC SCHOOL BUİLDINGS: A COMPARISON FOCUSED ON PERFORMANCE AND OPERATIONAL CONTINUITY

Abstract

In countries located in active seismic zones such as Turkey, the earthquake safety of existing school buildings and the operational continuity during retrofitting processes are of critical importance. In this study, the seismic performance of a four-story reinforced concrete school building designed according to the 1997 seismic code was assessed based on TBDY-2018 criteria, and different retrofitting alternatives were comparatively investigated. Non-linear multi-mode pushover analysis was employed for the evaluation of the existing state, revealing that the structure failed to meet the target performance criteria under DD-1 and DD-3 earthquake ground motion levels, remaining in the "Collapse Region". To mitigate this seismic inadequacy, strategies including the addition of internal shear walls (three different configurations), column jacketing (10 cm and 15 cm), and the addition of external shear walls were developed. Analytical findings indicated that the column jacketing method was insufficient in satisfying the "Limited Damage" target at the DD-3 earthquake level. In contrast, both internal and external shear wall addition methods successfully met the structural performance targets. However, when the operational continuity criterion was considered, it was determined that the internal shear wall application would require the evacuation of the building and disrupt educational activities. Consequently, the addition of external shear walls is recommended as the optimum and most sustainable solution, as it not only fully satisfies the TBDY-2018 seismic performance objectives but also ensures operational continuity in education.

Keywords

• Seismic retrofitting
• performance analysis
• nonlinear pushover analysis
• external shear wall
• operational continuity

References

1. M.K. Altınay, R.T. Erdem, Mevcut Betonarme Bir Kamu Binasının Taşıyıcı Sistem Güvenliğinin Araştırılması, J. Sci. Technol. Eng. Res. 4 (2023) 112–123. https://doi.org/10.53525/jster.1361250.
2. N. Mert, TBDY-2018 ile DBYBHY- 2007 yönetmelik hükümlerine göre tasarımı yapılan binaların performansının incelenmesi, (2025) 284–312.
3. M.S. Orak, Z. Celep, Gedikbulak okul binasının sismik performansı hakkında, Tek. Dergi 28 (2017) 7889–7896. https://doi.org/10.18400/tekderg.304103.
4. A. Gündoğay, H. Ulutaş, H. Tekeli, Mevcut atölye binalarının deprem güvenliğinin incelenmesi, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Derg. 10 (2019) 755–768. https://doi.org/10.24012/dumf.432136.
5. T. Kap, E. Özgan, M.M. Uzunoğlu, Betonarme bir okul binasının 2018 deprem yönetmeliğine göre incelenmesi, Duzce Univ. J. Sci. Technol. 7 (2019) 1140–1150. https://doi.org/10.29130/dubited.506373.
6. AFAD, Türk Bina Deprem Yönetmeliği (Deprem Etkisi Altında Binaların Tasarımı İçin Esaslar), Ankara, 2018. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1.pdf.
7. I. Dalyan, B. Sahin, Evaluation of the Structural System Performance of an Existing Reinforced Concrete Building under Earthquake Loads According to the 2007 and 2018 Turkish Earthquake Codes, Turk Deprem Arastirma Derg. 1 (2019) 134–147. https://doi.org/10.46464/tdad.631998.
8. D. Tursun, Ö.F. Taş, E. Sayın, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’e (TBDY-2018) göre betonarme bir binanın perde elemanlarının hasar sınır bölgelerinin tespit edilmesi, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilim. Derg. 35 (2023) 581–595. https://doi.org/10.35234/fumbd.1287311.

9. B. Erdil, Y. Gündüz, Betonarme Binalar için Perde Duvar Etkinliğinin Belirlenmesi, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilim. Derg. 10 (2021) 655–669. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.898353.
10. Y. Efe, İ. Bedirhanoğlu, Betonarme Perde Duvarların Eğilme ve Kesme Etkilerine Karşı Güçlendirilmesi Üzerine Literatür Değerlendirmesi, DÜMF Mühendislik Derg. 3 (2024) 663–675. https://doi.org/10.24012/dumf.1420105.
11. Z. Yılmaz, F. Çankaya, A. Karakaya, Bi̇na mali̇yet orani ve bi̇na güçlendi̇rme mali̇yeti̇ni̇ etki̇leyen faktörler arasindaki̇ i̇li̇şki̇ 1, Erciyes Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilim. Fakültesi Derg. 51 (2018) 151–174.
12. S.A. Kaplan, Mevcut binaların depreme karşı güvenceye alınmasında binayı sırtlayıp, kucaklayıp depremi emniyetle savacak yeni bir güçlendirme yöntemi, Türkiye Mühendislik Haberleri Derg. 459–460 (2010) 47–55.
13. Ü.S. YILMAZ, M.H. ARSLAN, M.Y. KALTAKCI, Betonarme Dış Perde Duvarla Güçlendirilmiş Çerçevelerin Dayanım Parametrelerinin Deneysel ve Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi, TUBAV Bilim Derg. 3 (2010) 11–22.
14. M.M. Maraş, Betonarme Yapıların Güçlendirilmesinde Kullanılan FRP Kompozitin Yapısal Performansa Etkisi, Eur. J. Sci. Technol. (2021) 108–119. https://doi.org/10.31590/ejosat.797437.
15. Sta4Cad, STA4CAD (Versiyon 14) [Bilgisayar yazılımı], (2023). https://www.sta.com.tr.
16. M.N. Aydınoğlu, An Incremental Response Spectrum Analysis Procedure Based on Inelastic Spectral Displacements for Multi-Mode Seismic Performance Evaluation, Bull. Earthq. Eng. 1 (2003) 3–36. http://www.springerlink.com/openurl.asp?id=doi:10.1023/A:1024853326383.