YÜKSEK BİR BİNANIN DEPREM PERFORMANSINA DIŞ DESTEK KİRİŞLERİN ETKİSİNİN DOĞRUSAL VE DOĞRUSAL OLMAYAN YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2019 (TBDY-2019) esas alınarak 29 katlı betonarme perde-çerçeveli bir yüksek binanın deprem yükleri altındaki davranışı incelenmiştir. TBDY-2019’da tavsiye niteliğinde dış destek kirişlerin yüksek binalarda dayanım fazlalıklarının sınırlandırılmasının gerekliliğine dikkat çeken maddesi dikkate alınarak incelenen 29 katlı binaya, bina yüksekliği H olmak üzere 0.33H ve 0.66H mesafelerinde dış destek kirişler ilave edilmiştir. Oluşturulan iki farklı sayısal model için öncelikle dayanıma göre tasarım kapsamında kullanılacak doğrusal hesap yöntemlerinden mod birleştirme yöntemine göre spektrum analizi gerçekleştirilmiştir. Yüksek binaların davranışını daha doğru tahmin edebilmek için diğer gelişmiş ülkelerdeki deprem yönetmeliklerinde olduğu gibi TBDY-2019’da doğrusal olmayan şekildeğiştirme esaslı tasarım yaklaşımı önerilmektedir. Çalışmanın sonucunda incelenen iki sayısal model için hedeflenen performans etkileri dahilinde kalınıp kalınmadığı tespit edilmiştir ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Dış destek kiriş kullanılan modelde yapı rijitliği ve perdelerde kesme kuvvetlerinin arttığı görülürken, buna bağlı olarak; yerdeğiştirmeler, göreli kat ötelemeleri, plastik dönme değerleri ve perdeler için eğilme momenti değerlerinin azaldığı görülmüştür.

Keywords

• Betonarme perdeli yüksek bina
• Dış destek (outrigger) kirişler
• Deprem Performans Analizi
• Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2019
• Mod Birleştirme Yöntemi
• Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz

Investigating Effects of Outrigger Beams on Earthquake Performances of Reinforced Concrete High-Rise Buildings by Linear and Nonlinear Methods

Abstract

In this study, the behavior of a 29-story reinforced concrete framed high-rise structure under earthquake loads is examined based on Turkish Building Earthquake Code 2019 (TBDY-2019). Outrigger beams were added to the 29-story structure on 0.33H and 0.66H levels (H is height of structure), because these were advised in an article of TBDY-2019 for the necessity of limiting the excess strength of the beams in high-rise buildings. For two different models, firstly, spectrum analysis according to mode superposition methods of linear computational methods to be used within the scope of design according to strength is performed. In order to determinate more accurately the behavior of tall buildings, as in the earthquake regulations of other developed countries, the TBDY-2019 advised a nonlinear deformation-based design approach. As a result of these analyzes, it was determined whether the two models examined were within the targeted performance effects or not and the results were given comparatively. In the model having outrigger beams, stiffness and shear forces in shear walls were increased. Thus, displacements, relative story drift, plastic rotations and bending moments of shear walls were decreased.

Keywords

• Reinforced concrete shear wall high-rise building
• , Outrigger beams
• Earthquake Performance Analysis
• Turkish Building Earthquake Code-2019
• Mod superposition Method
• Nonlinear time history analysis

References

1. 1. Choi, H.S. ve Joseph, L. (2012) Outrigger System Design Considerations, The International Journal of High-Rise Buildings, CTBUH, 1(3),237-246.
2. 2. Çelik, H.İ. (2020) Dış Destek (Outrigger) Kirişlerinin Deprem Etkisindeki Betonarme Yüksek Bir Binanın Performansı Üzerine Etkisinin Doğrusal ve Doğrusal Olmayan Yöntemlerle İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gümüşhane Üniversitesi.
3. 3. Hoenderkamp, J.C.D. ve Bakker, M.C.M. (2003) Analysis of High-Rise Braced Frames with Outriggers, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 12, 335-350. doi: 10.1002/tal.226
4. 4. Hoenderkamp, J. C. D. (2008) Second Outrigger at Optimum Location on High-Rise Shear Wall, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 17, 619-634. doi: 10.1002/tal.369
5. 5. Özorpak, U. 2018, Deprem Etkisindeki Yüksek Binalarda Çoklu Dıştan Destek (Outrıgger) Kirişlerinin Konumunun Tasarıma Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
6. 6. PEER (2020), (Pacific Earthquake Engineering Research Centre), http://peer.berkeley.edu/smcat/data.
7. 7. RESPONSE2000 (2000) Sectional Analysis Program, University of Toronto, Version: 1,0,5, Toronto,
8. 8. SAP2000 (2015) Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures, Computers and Structures Inc, Berkeley, California, USA,

9. 9. Smith, B. S. & Salim I. (1981). Parameter Study of Outrigger-Braced Tall Building Structures, Journal of the Structural Division ASCE, 107(ST10), 2001-2013.
10. 10. Smith, B.S. ve Coull, L. (1991) Tall Building Structures: Analysis and Design, Montreal, Glasgow, John Wiley & Sons Inc.
11. 11. Taranath, B. S. (2010). Reinforced Concrete Design of Tall Buildings, Las Vegas, Nevada: CRC Press Taylor & Francis Group.
12. 12. TBDY, (2019), Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara,
13. 13. TS498, (1987), Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara,
14. 14. TS 500, (2000), Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara,
15. 15. Wu, J. R. & Li, Q. S. (2003) Structural Performance of Multi-Outrigger- Braced Tall Buildings, The Structural Design of Tall and Special Buildings, 12, 155-176. doi.org/10.1002/tal.219.
16. 16. URL-1, https://deprem.afad.gov.tr/deprem-tehlike-haritasi.