Deprem Yalıtımlı ve Ankastre Temelli Betonarme Yapıların Performansının TBDY-2018 Kapsamında Kıyaslamalı Olarak Değerlendirmesi

Yıl 2024, Cilt: 15 Sayı: 3, 767 - 781, 30.09.2024

Cem Yenidoğan

https://doi.org/10.24012/dumf.1522816

Öz

Deprem yalıtım teknolojisi, Türkiye'de artan ilgi ve uygulama sayısına paralel olarak yeni inşa edilecek ve mevcut binaların güçlendirilmesinde geleneksel yöntemlere alternatif olarak TBDY-2018 kapsamında sunulan yenilikçi bir teknolojidir. Bu çalışma kapsamında, konut tipi yapılarda kullanılacak olan deprem yalıtım sisteminin tasarım parametreleri deprem yer hareketinin özelliklerine bağlı olarak yarattığı etkiler zaman tanım alanında gerçekleştirilen doğrusal olmayan elastik ötesi analizler yardımıyla incelenmiştir. Taban yalıtım sisteminin üstünde yer alan üst yapı aynı oturum planı düşünülerek ankastre temelli olarak tasarlanıp betonarme binalar için yönetmelikte öngörülen asgari koşulların sağlandığı kabulü üzerinden kıyaslanmıştır. Zaman tanım alanında elastik ötesi analizlerde kullanılacak deprem kaydı sayısı, TBDY-2018’e göre belirlenen periyot aralığında ölçeklendirilmiştir. Analizlerde kullanılan taban yalıtımlı ve ankastre temelli binanın yapısal boyutlandırmasında birinci modun hakim olduğu düşünülerek tek serbestlik dereceli sistem seçilen 11 çift deprem kaydı altında incelenmiştir. Deprem yalıtım sisteminin tasarımında kullanılan doğrusal olmayan yük-deplasman çevrimlerinin zarfı nominal parametrelerine göre belirlenmiştir. Deprem yalıtımlı binanın üst yapı rijit olarak kabul edilmiş ve tanımlanan diferansiyel denklem takımları çözümlenerek cihazların deplasman kapasitesi ve üst yapının tasarımında kullanılacak olan taban kesme kuvveti belirlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre deprem yalıtım sisteminin üst yapıya etkiyen deprem kuvveti ve göreli kat ötelemesi talebinde ciddi oranda bir azalım sağladığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Deprem yalıtımı, TBDY-2018, Kahramanmaraş Depremleri, LRB, Kayıcı Yalıtım Birimi, Kayıt Seçimi ve Ölçeklendirmesi.

Kaynakça

• [1] Kahramanmaraş ve Hatay Depremleri Raporu (2023). Türkiye Cumhuriyeti Cumhurbaşkanlığı, Strateji ve Bütçe Başkanlığı
• [2] Büyük Depremler - B.Ü. KRDAE Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi (boun.edu.tr)
• [3] C. Yenidoğan, “6 Şubat 2023 Depremleri ve Saha Gözlemlerine Dayalı Bina Hasarları Hakkında Ön Değerlendirme”, tjce, vol. 35, no. 5, 2024, doi: 10.18400/tjce.1335742.
• [4] Di Sarno, L.; Yenidogan, C.; Erdik, M. Field evidence and numerical investigation of the Mw = 7.1 October 23 Van, Tabanli and the Mw > 5.7 November Earthquakes of 2011. Bull. Earthq. Eng. 2013, 11, 313–346.
• [5] Hancılar, U., C.Tüzün, C.Yenidoğan, M.Erdik, 2010. ELER Software-A new tool for urban loss assessment, Natural Hazards and Earth System Sciences, December 2010
• [6] Afet ve Acil Durum Başkanlığı,(2018). TBDY-2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. T.C. Resmi Gazete; 30364, 2018.
• [7] İmar ve İskan Bakanlığı (1975). Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, Ankara.
• [8] ASCE-07, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, ASCE, 2010.
• [9] Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures(ASCE 7-16), (2017). American Society of Civil Engineers.
• [10] BSL. Building Standard Law of Japan, 2000.
• [11] Midorikawa, Mitsumasa, et al. "Development of seismic performance evaluation procedures in Building Code of Japan." Proceedings of 12th World Conference of Earthquake Engineering, Auckland, Paper. No. 2215. 2000.
• [12] Yenidogan, C.; Yokoyama, R.; Nagae, T.; Tahara, K.; Tosauchi, Y.; Kajiwara, K.; Ghannoum, W. Shake table test of a full-scale four-story reinforced concrete structure and numerical representation of overall response with modified IMK model. Bull. Earthq. Eng. 2018, 16.
• [13] ATC-40 Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, Applied Technology Council, Redwood City (1996)
• [14] Bayındırlık ve İskan Bakanlığı (1997). Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, Ankara.
• [15] Afet ve Acil Durum Başkanlığı, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik-2007(DBYBHY-2007), (2007).
• [16] Aydınoğlu, N.M., Celep, Z., Özer, E., Özaydın, K., (2018). Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Eğitim Sunumları, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası.
• [17] Sucuoğlu H., “New improvements in the 2019 building earthquake code of Turkey”, Turk. J. Earthq. Res. 1(1), 63-75. 2019
• [18] Emre Ö., Duman T.Y., Özalp S., Elmacı H., Olgun Ş., Şaroğlu F., 2013. 1/1.250.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritası, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Özel Yayınlar Serisi, Ankara-Türkiye.
• [19] AFAD (2018) Türkiye Deprem Tehlike Haritası. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-1
• [20] TDBH, 1996. Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara.
• [21] Yenidogan, C., 2021. Earthquake-resilient design of seismically isolated buildings: A review of technology. Vibration, 4(3), 602-647.
• [22] Yenidogan, C., & Erdik, M. (2016). A comparative evaluation of design provisions for seismically isolated buildings. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 90, 265-286.
• [23] Yenidogan, C.; Erdik, M. The State of art in seismic isolation and energy dissipation devices, Vol. 83, No.2, pp. 49–59. J. Jpn. Soc. Seism. Isol. (Menshin) 2014,83, 49–59.
• [24] Yenidogan, C. Karma Deprem Yalıtım Sistemlerinin Deneysel Performans Değerlendirmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 23(69), 767-779.
• [25] Yenidogan, C.; Uckan, E.; Erdik, M. Shake Table Tests of a Passive-Hybrid Isolation System. In Proceedings of the Second Conference on Smart Monitoring Assessment and Rehabilitation of Civil Structures, Istanbul, Turkey, 9–11 September 2013.
• [26] Takaya K, Ota K, Yenidogan C, et al. Comprehensive wood dwelling tests for Post-and-Beam and Shear-Wall structures reflecting foundation boundaries. Earthq Eng Resil. 2024; 3: 5-32. doi:10.1002/eer2.66
• [27] Nagae T, Uwadan S, Yenidogan C, et al. The 2019 full‐scale shake table test program of wood dwellings. 17th World Conference on Earthquake Engineering, Sendai, Japan, September 27‐October 2, 2021.
• [28] Takahashi T, Nagae T, Uwadan S, et al. Stiffness, ultimate strength capacity and cyclic loading deterioration characteristics of two different wood‐structure dwellings following the current Japanese practice. 17th World Conference on Earthquake Engineering, Sendai, Japan, September 27‐October 2, 2021.
• [29] AIJ, Preliminary Reconnaissance Report of the 1995 Hyogo-ken Nanbu Earthquake (English edition),Architectural Institute of Japan, Tokyo, 1995.
• [30] Stewart, J. P., Conte, J. P., & Aiken, I. D. (1999). Observed behavior of seismically isolated buildings. Journal of Structural Engineering, 125(9), 955-964.
• [31] Pan, P., Zamfirescu, D. A. N., Nakashima, M., Nakayasu, N., & Kashiwa, H. (2005). Base-isolation design practice in Japan: introduction to the post-Kobe approach. Journal of Earthquake Engineering, 9(01), 147-171.
• [32] Martelli, A., Clemente, P., De Stefano, A., Forni, M., Salvatori, A. (2014). Recent Development and Application of Seismic Isolation and Energy Dissipation and Conditions for Their Correct Use. In: Ansal, A. (eds) Perspectives on European Earthquake Engineering and Seismology. Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering, vol 34. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-07118-3_14
• [33] Whittaker, D. (2015, September). Recent developments in seismic isolation in New Zealand (2015). In 14th World Conference on Seismic Isolation, Energy Dissipation and Active Vibration Control of Structures.
• [34] Di Sarno, L., Yenidogan, C. & Erdik, M. Field evidence and numerical investigation of the Mw=7.1 October 23 Van, Tabanlı and the MW>5.7 November earthquakes of 2011. Bull Earthquake Eng 11, 313–346 (2013). https://doi.org/10.1007/s10518-012-9417-0.
• [35] Türkiye Cumhuriyeti Sağlık Bakanlığı 2013, 3 Sayılı Genelgesi. Deprem Yalıtımlı olarak İnşa Edilecek Yapılara Ait Proje ve Yapım İşlerinde Uyulması Gereken Asgari Standartlar, 2013.
• [36] European Standard EN 15129:2010 for Anti-seismic Devices, European Committee for Standardization, November 2010.
• [37] EN, BS. "1337-3; Structural Bearings-Part3: Elastomeric Bearings." British Standards Institution: London, UK (2005).
• [38] Eurocode, 2004. EN 1998-1 Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance, European Committee for Standardization.
• [39] Bouc R (1967) Forced vibrations of a mechanical system with hysteresis. In: Proc 4th conf on nonlinear oscillations, Prague, Czechoslovakia
• [40] Bouc R (1971) Modèle mathématique d’hystérésis. Acustica 21:16–25. (A mathematical model for hysteresis)
• [41] Wen YK. Approximate method for nonlinear random vibration. Journal of Engineering Mechanics Division (ASCE) 1975; 102(4): 389–401.
• [42] Kikuchi, M., Black, C. J., and Aiken, I. D. 2008. “On the response of yielding seismically isolated structures.” Earthquake Eng. Struct.Dyn., 37(5), 659–679.
• [43] AFAD – Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (2023). Türkiye İvme Veri Tabanı ve Analiz Sistemi, AFAD-TADAS, https://tadas.afad.gov.tr
• [44] Ancheta, T., et al., [2013], “PEER NGA-West2 Database,” Report No. PEER 2013/03, University of California, Berkeley, May.