Development of the P25 method for the rapid seismic assessment of reinforced concrete buildings and its application in Balıkesir

Öz

It is well known that a large part of the building stock in Turkey do not meet the requirements of the Turkish Building Earthquake Code, hence, they do not ensure the life safety. In order to estimate collapse risk of the buildings under earthquake excitation, it is necessary to determine the performance level that represents the predicted behaviour under considered earthquake ground motion level. The seismic performance evaluation processes of existing buildings require a long and computationally intensive work. Several methods have been developed worldwide in order to rapid and reliable assessment for the existing reinforced concrete buildings. Rapid assessment methods were briefly summarized and the P25 Rapid Assessment Method was examined within the scope of this study. It was aimed to propose revision for P25 Method, which also takes into account "Interstory Drifts" and obtain an estimations relatively close to the code based performance predictions. The study attempted to obtain a relatively clear result according to the P25 score by classifying the buildings as completely “will collapse” or “will not collapse” regardless of the damage level, thus the concept expressed as an indistinct (gray) area in the original method were removed. With the results thus obtained, it is aimed to categorize the existing reinforced concrete buildings more clearly through rapid assessment methods and to rapidly determine the buildings likely to collapse completely during the future strong earthquake. This study aims to contribute to the efforts conducted by the previous researchers for determining in advance the buildings that are not “earthquake-resistant” before an earthquake and prevent possible loss of life due to collapsed buildings. Such buildings are frequently encountered in all the regions of Turkey. The modified method was implemented to 63 Reinforced Concrete Buildings in Balıkesir Province and the buildings’ seismic performances were evaluated. The reinforced concrete buildings located in the two central districts of Balıkesir were examined and a comparison was made on a neighborhood basis.

Anahtar Kelimeler

• Rapid assessment
• P25 method
• reinforced cocrete buildings

Betonarme binaların deprem performanslarının hızlı değerlendirilmesi için P25 metodunun geliştirilmesi ve Balıkesir uygulaması

Öz

Ülkemizdeki yapı stokunun büyük bir bölümünün, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği koşullarını sağlamadığı, dolayısıyla da can güvenliğini sağlayamadığı bilinmektedir. Binaların deprem etkisi altında çökme ihtimalini tahmin etmek için, göz önüne alınan deprem yer hareketi düzeyinde bina davranışını temsil eden performans seviyesinin belirlenmesi gereklidir. Mevcut binaların, sismik performanslarının değerlendirilmesi süreci, uzun ve hesaplama açısından zahmetli bir çalışma gerektirir. Mevcut betonarme binaların hızlı ve güvenilir bir şekilde değerlendirilmesi için dünya çapında çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Bu çalışmada hızlı değerlendirme yöntemleri kısaca özetlenmiş, P25 Hızlı Değerlendirme Yöntemi incelenmiştir. P25 Yönteminde, "Göreli kat ötelemelerini" de hesaba katan bir revizyon önerilerek deprem yönetmeliğine dayalı performans tahminlerine görece yakın tahminler elde edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, binaları hasar düzeyine bakılmaksızın tamamen “göçer” veya “göçmez” şeklinde sınıflandırarak P25 sonucuna göre daha net bir sonuç elde edilmeye çalışılmış, böylece orijinal yöntemde belirsiz (gri) alan olarak ifade edilen kavram kaldırılmıştır. Bu şekilde elde edilen sonuçlar ile mevcut betonarme yapıların hızlı değerlendirme metotları ile kategorize edilmesinin daha net şekilde yapılması ve gelecek büyük bir deprem sırasında tamamen göçmesi muhtemel yapıların hızlı şekilde belirlenmesi amaçlanmıştır. Sunulan çalışma ile ülkemizin her bölgesinde sıklıkla karşılaştığımız “depreme dayanıklı olmayan” yapıların deprem olmadan önce tespit edilip yıkılarak oluşabilecek muhtemel can kayıplarının önlenmesi için önceki araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen çalışmalara katkı verilmesi amaçlanmıştır. Revize edilerek geliştirilen metot uygulanarak Balıkesir İlinde bulunan 63 adet betonarme binanın deprem performansları değerlendirilmiştir. Balıkesir’in iki merkez ilçesinde bulunan mevcut betonarme binalar incelenerek mahalleler bazında da karşılaştırma yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Hızlı değerlendirme
• P25 metodu
• betonarme yapılar

Kaynakça

1. Özkul, B., Karaman A.E., Doğal afetler için risk yönetimi, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası, Afet Sempozyumu, Ankara, 251-261, (2007).
2. Tezcan, S. S., Bal, İ. E., İstanbul kurtuluş reçetesi, İstanbul Dergisi, 11, 86-90, (2003).
3. Işık, E., Kutanis M., Bitlis ilindeki betonarme binaların P25 hızlı tarama yöntemi ile değerlendirilmesi, BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 15 (1), 21-29, (2013).
4. Pardalopoulos, S.J., Thermou, G.E., Pantazopoulou, S.J., Preliminary seismic assessment method for identifying R.C. structural failures, Editör: Papadrakakis M., Fragiadakis M., Plevris V.,Computational Methods in Earthquake Engineering, Springer, Dordrecht, 111-128, (2013).
5. Pardalopoulos S.I, Pantazopoulou S.J., Lekidis V.A., Simplified method for rapid seismic assessment of older R.C. buildings, Eng Struct, 154, 10–22, (2018).
6. Uğur, O.U., Aliefendioğlu, Y., Saka, M., “Afet riski altındaki alanların dönüştürülmesi hakkında kanuna göre riskli yapı tespitinde karşılaşılan uygulama problemlerinin vaka tabanlı incelenmesi: Tekirdağ ili örneği”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 4, 354-375, (2016).
7. Işık E., Bozkurt N., Taşkın V., Muş ili yapı stoğunun kanada sismik tarama yöntemi ile incelenmesi ve bölgenin depremselliği, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(2), 421-429, (2016).
8. Gürbüz, A., Tekin, M., Farklı tip betonarme binalar için geliştirilmiş hasar tahmin yöntemleri, İMO Teknik Dergi, 28(4), 8051-8076, (2017).

9. Türkel Y.E. ve Tekeli H., Konut türü betonarme binaların deprem risk değerlendirmesi, Politeknik Dergisi, 21(3), 669-680, (2018).
10. Kepenek E., Korkmaz K. A., Gencel Z., Seismic risk investigation for reinforced concrete buildings in Antalya, Turkey, Computers and Concrete, 26(3), 203-211, (2020).
11. Erşahan, Ö.A., Köse, M.M., Avğın, S., P25 Metodu ile Kahramanmaraş yapı stoğunun incelenmesi, KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(1), 9-21, (2020).
12. Gülen, A., R., Deprem risk analizi ve şehirleşmede Balıkesir kent merkezi örneği, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, (2008).
13. Yazıcı, N., Ocak 1898 Balıkesir depremi ve sonrası, Ankara, (2003).
14. Çelik C. O., İlki A., Yalçın C., Yüksel E., Doğu ve batı Avrupa kentlerinde değişik tip binaların deprem riskinin hızlı değerlendirmesi üzerine bir deneyim, 6. Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 297-304, İstanbul, (2007).
15. Tezcan S. S., Gürsoy M. ve Kaya, E., Depremde can kaybını önleme projesinin tek sorumlusu devlettir, Dünya İnşaat Dergisi, 107-111, (2002).
16. Bal İ. E., “Deprem etkisindeki betonarme binaların göçme riskinin hızlı değerlendirme yöntemleri ile belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2005).
17. Tezcan, S. S., Gürsoy, M., Kaya, E. ve Bal, İ. E., Depremde can kaybını önleme projesi, Kocaeli’99 Acil Durum Konferansı, 146-153, İstanbul, (2003).
18. Bal, İ.E., Tezcan, S. S. ve Gülay, F. G., Betonarme binaların göçme riskinin belirlenmesi için P25 hızlı değerlendirme yöntemi, Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 661-673, İstanbul, (2007).
19. Gülay, G., Tezcan, S. S., Bal, İ. E. ve Sevinç, S., Binaların deprem güvenliği konusunda geliştirilen P25 puanlama yönteminin kalibrasyonu ve pilot bölge uygulaması, 106M278 TÜBİTAK Projesi, (2008).
20. Gülay, F. G., Kaptan, K., Bal, İ. E. ve Tezcan, S. S., P25 – Scoring method for the collapse vulnerability assessment of R/C buildings, The Twelfth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction, Procedia Engineering 14, 1219–1228, (2011).
21. Kaptan, K., P25 Scoring method for the assessment of R/C buildings, Journal of Civil Engineering and Architecture, 6(7), 834–843, (2012).
22. Sholtis, S. E. and Stewart, J. P., Topgraphic effects on seismic ground motions above and below a cut slope in sand, Research Report, University of California, Civil and Environmental Engineering, (1999).
23. Çelebi, M., Topographical and geological amplifications determined from strong-motion and aftershock records of the 3 March 1985 Chile Earthquake’, Bulletin of Seismological Society of America, 77(4), 147-1167, (1987).
24. NRRC-National Research Council of Canada, Manual for screening of buildings for seismic investigation. Canadian Standard, Ottowa, (1993).
25. Doğan, M., P25 ve DURTES ön değerlendirme yöntemleri ve 1999 Düzce depreminde hasar görmüş binalara uygulanması, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2012).
26. Tural, M., Betonarme yapıların deprem güvenliklerinin hızlı değerlendirme yöntemleri ile karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze, (2014).
27. Altıner, M., Deprem etkisindeki betonarme binaların göçme riskinin saptanması için hızlı değerlendirme yöntemleri, İstanbul Kültür Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2008).
28. Gümüşbaş, Ö., Çıkmalı bir binada çerçeve süreksizliğinin incelenmesi ve performans düzeyi ile göçme güvenliğinin belirlenmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2010).
29. Kaya, A., Mevcut betonarme konut tipi binaların deprem performanslarının hızlı değerlendirme metotları ile incelenmesi ve P25 metodunun geliştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, (2017).