Betonarme Kolon Eğrilik Sünekliğinin 2007 ve 2018 Deprem Yönetmeliklerine Göre İncelenmesi

Öz

Deprem etkisi altında betonarme binaların şekildeğiştirmeye göre değerlendirilmesi ve tasarımında, taşıyıcı sistem elemanlarının kesit davranışının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Bir kesitin davranışını ise gerçeğe en yakın moment-eğrilik ilişkisinden elde edilebilmektedir. Betonarme bir kesitin moment-eğrilik ilişkisini elde etmenin en uygun yolu deney yapmaktır. Ancak bu durum pratik ve ekonomik olmadığından dolayı literatürde çeşitli araştırmacılar tarafından elde edilmiş olan beton ve donatı çeliğinin davranışına ait modellerden yararlanılarak moment-eğrilik ilişkisi analitik olarak elde edilebilmektedir. Bu çalışma kapsamında Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY, 2007) ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne (TBDY, 2018) göre betonarme kare kolonun moment-eğrilik ilişkisi elde edilerek beton basınç dayanımının, eksenel yük, boyuna donatı çapının, enine donatı aralığının ve kol sayısının kolon eğrilik sünekliğine etkisi karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır. Bu amaçla kare kolonun özellikleri ve değişken parametreleri her iki deprem yönetmeliği sınır şartlarına uygun olarak seçilmiştir. Her iki deprem yönetmeliğine göre gerilme-birim şekildeğiştirme diyagramları elde edilerek SAP2000 programına aktarılmış ve 384 adet moment-eğrilik analizi yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda TBDY (2018)’e göre hesaplanan eğrilik sünekliği değerleri, DBYBHY (2007)’ye göre ortalama %15 daha az elde edilmiştir. TBDY (2018)’e göre eğrilik sünekliği değerleri, kesitin güç tükenmesine donatının kapasitesine erişmesiyle ulaşıldığında DBYBHY (2007)’ye kıyasla %20-21, betonun kapasitesine erişmesiyle ulaşıldığında ise %9-19 arasında daha az olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Betonarme
• Kolon
• Sargılı Beton Modeli
• Moment-Eğrilik
• Eğrilik Sünekliği

Investigation of Curvature Ductility on Reinforced Concrete Column According to 2007 and 2018 Earthquake Codes

Öz

It is of great importance to determine the cross-sectional behavior of structural system elements in the evaluation and design of reinforced concrete buildings in terms of deformation under the influence of earthquakes. The behavior of a cross-section can be obtained from the moment-curvature relationship that is the closest to reality. The most convenient way to obtain the moment-curvature relationship of a reinforced concrete section is to perform experiment. However, since this method is not practical and economical, the moment-curvature relationship can be obtained analytically by using the models that belong to the behavior of concrete and steel obtained by various researchers in the literature. Within the scope of this study, the effect of concrete compressive strength, axial load, longitudinal reinforcement diameter, transverse reinforcement spacing and the number of ties on column curvature ductility was investigated comparatively by obtaining the moment-curvature relationship of the reinforced concrete square column according to the Turkish Earthquake Code (TEC, 2007) and the Turkish Building Earthquake Code (TBEC, 2018). For this purpose, the properties and variable parameters of the square column were selected in accordance with the boundary conditions of both earthquake codes. According to both earthquake codes, stress-strain diagrams were obtained and transferred to the SAP2000 program and 384 moment-curvature analysis were performed. As a result of the analysis performed, the curvature ductility values calculated according to the TBEC (2018) were obtained on average 15% less than the values calculated according to the TEC (2007). According to the TBEC (2018), compared to the TEC (2007), it has been seen that the curvature ductility values are 20-21% lower when failure of the cross-section is reached by the reinforcement reaching its capacity, and are 9-19% less when the concrete reaches its capacity.

Anahtar Kelimeler

• Reinforced Concrete
• Column
• Confined Concrete Model
• Moment-Curvature
• Curvature Ductility

Kaynakça

1. Aksoylu, C. & Arslan, M. H. (2021). 2007 ve 2019 Deprem Yönetmeliklerinde Betonarme Binalar İçin Yer Alan Farklı Deprem Kuvveti Hesaplama Yöntemlerinin Karşılaştırılmalı Olarak İrdelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 13(2), 359-374. DOI: 10.29137/umagd.844186
2. Bedirhanoglu, I., & Ilki, A. (2004). Theoretical moment-curvature relationships for reinforced concrete members and comparison with experimental data. In Sixth International Congress on Advances in Civil Engineering, 231-240, İstanbul.
3. Celep, Z. (2013). Deprem Yönetmeliği’nde Plastisite Teorisinin Uygulamaları. XVIII. Ulusal Mekanik Kongresi, 23-39, Manisa.
4. Çağlar, N., Akkaya, A., Demir, A., & Öztürk, H. (2004). Farklı kesit geometrilerine sahip betonarme kolonların davranışının incelenmesi. ISITES2014, 2095-2105, Karabük.
5. Dalyan, İ. & Şahin, B. (2019). Mevcut Betonarme Bir Binanın 2007 ve 2018 Deprem Yönetmeliklerine Göre Deprem Yükleri Altındaki Taşıyıcı Sistem Perfomansının Değerlendirilmesi. Türk Deprem Araştırma Dergisi, 1(2), 134-147. DOI: 10.46464/tdad.631998
6. DBYBHY. (2007). Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
7. Demir, A., Dok, G. & Öztürk, H. (2017). Betonarme Kolonların Akma Eğriliklerinin Tespiti için Tbdy-2016'da Verilen Ampirik Bağıntıların İncelenmesi. 4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Sempozyumu, Eskişehir.
8. Dilmaç, H. (2021). A Study on Structural Behaviour of RC Buildings Pre-Designed According to TBSC Design Principles. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, Ejosat Özel Sayı 2021 (ICAENS), 91-96. DOI: 10.31590/ejosat.988526

9. Dok, G., Ozturk, H. & Demir, A. (2017). Determining Moment-Curvature Relationship Of Reinforced Concrete Columns. The Eurasia Proceedings of Science Technology Engineering and Mathematics, (1), 52-58.
10. Foroughi, S., Jamal, R. & Yüksel, B. (2020). Sargı Donatısı ve Eksenel Yük Seviyesinin Betonarme Kolonların Eğrilik Süneklik ile Etkin Kesit Rijitliğe Etkisi. El-Cezeri, 7(3), 1309-1319. DOI: 10.31202/ecjse.750775
11. Foroughi, S. & Yüksel, S. B. (2020). Analytical Investigation of Curvature Ductility of Reinforced Concrete Columns. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(1), 27-38. DOI: 10.17482/uumfd.510862
12. Gündoğay, A. & Tekeli, H., (2018). Atölye binalarının deprem performansını etkileyen bazı parametrelerin incelenmesi. 6th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science, 929-938, Antalya.
13. Gündoğay, A., Ulutaş, H., & Tekeli, H. (2019). Mevcut atölye binalarının deprem güvenliğinin incelenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 10(2), 755-768.
14. İbiş, T., & Ulutaş, H. (2021). Yeni Yapılacak Betonarme Bir Binanın TBDY 2018’e göre Deprem Performansının Belirlenmesi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(3), 1104-1124. DOI: 10.17798/bitlisfen.914069
15. İnel, M., Bilgin, H. & Özmen, H., (2006). Mevcut Kamu Yapılarının Performans Değerlendirmesi. Türkiye Mühendislik Haberleri, 444-445, 64-71.
16. İnel, M., Bilgin, H. & Özmen, H., (2007). Okul Binalarının Yeni Deprem Yönetmeliğine Göre Değerlendirilmesi. Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 257-267, İstanbul.
17. Kadaş, K., Soysal, B. F., Akansel, V. H., Mazılıgüney, L. & Yakut, A. (2019). Comparison of 2007 and 2019 seismic hazard maps based on spectrum intensities and corresponding engineering demands – a case study with RC school buildings in Istanbul. 5th International Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Ankara.
18. Kaltakcı, M. Y., Korkmaz, H. H. & Korkmaz, S. Z. (2001). Basit Eğilme Etkisindeki Betonarme Elemanların Moment-Eğrilik ve Tasarım Değişkenleri Üzerine Analitik Bir İnceleme. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(1), 71-80.
19. Karaca, H., Oral, M. & Erbil, M. (2020). Yapısal Tasarım Bağlamında 2007 ve 2018 Deprem Yönetmeliklerinin Karşılaştırılması, Niğde Örneği. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9(2), 898-903. DOI: 10.28948/ngumuh.667365
20. Keskin, E. & Bozdoğan, K. B. (2018). 2007 ve 2018 Deprem Yönetmeliklerinin Kırklareli İli Özelinde Değerlendirilmesi. Kırklareli Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 4(1), 74-90.
21. Kiracı, S., Erdem, R. T. & Bağcı, M. (2010). Betonarme Bir Eleanda Eğrilik Sünekliğinin İncelenmesi. Celal Bayar Uniersity Journal of Science, 6(2), 141-154.
22. Meral, E. (2018). Yapısal Parametrelerin Betonarme Kolonların Eğrilk Sünekliğine Etkileri. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1(1), 28-43.
23. Özşahin, B. (2021). Edirne İli Özelinde 2019 ve 2007 Türk Depem Yönetmeliklerine Göre Yatay Tasarım İvme Spektrumlarının Değişiminin İncelenmesi. Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences, 7(4), 590-608. DOI: 10.28979/jarnas.927688
24. SAP 2000. (2011). Structural Analysis and Design Program. Computers and Structures, Inc., v.20.0.0., Berkeley, California, USA.
25. Sarı, O. & Ulutaş, H. (2021). Mevcut konut türü betonarme bir binanın deprem güvenliğinin incelenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(4), 1129-1144. DOI: 10.17714/gumusfenbil.906844
26. TBDY. (2018). Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara.
27. TS500. (2000). Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları. Türk Standardları Enstitüsü, Ankara.
28. Ulutaş, H. (2019). DBYBHY (2007) ve TBDY (2018) Deprem Yönetmeliklerinin Kesit Hasar Sınırları Açısından Kıyaslanması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (17), 351-359. DOI: 10.31590/ejosat.620827
29. Yüksel, B. & Foroughi, S. (2020). Analysis of Bending Moment-Curvature and the Damage Limits of Reinforced Concrete Circular Columns. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (19), 891-903. DOI: 10.31590/ejosat.696116