Pounding Response between RC Buildings with Equal Heights and Different Dynamic Characteristics Considering Seismic Zone 1 of Turkey

Öz

Interactions between inadequately separated neighboring buildings have been repeatedly observed during earthquakes. These interactions may result in substantial damage or even total destruction of colliding structures during strong ground motions. This study focuses on investigation of pounding response between RC buildings with equal heights and different dynamic characteristics considering Seismic Zone 1 of Turkey. A collision between buildings is represented by a pounding model commonly used in the literature, which is a nonlinear elastic spring (Hertz model). In this study, the considered ground motion records are scaled according to design spectrum given for Seismic Zone 1 in Turkish Earthquake Code 2007 (TEC–2007). Neighboring buildings are modelled as a three-dimensional beam-column system which is a widely constructed building type in Turkey. Pounding analyses of the neighboring buildings are performed in time domain by aid of SAP2000 program. Pounding forces obtained from the analyses are used to investigate the pounding response between buildings RC buildings with equal heights and different dynamic characteristics considering Seismic Zone 1 of Turkey. The results presented in this study represents that gap values defined in TEC–2007 are insufficient.

Anahtar Kelimeler

• Pounding response,Hertz model,earthquake ground motions,TEC–2007

1. Derece Deprem Bölgesinde, Aynı Yüksekliklere ve Farklı Dinamik Özelliklere Sahip Betonarme Binalar Arasındaki Çarpışma Davranışı

Öz

Son meydana gelen depremlerde, aralarında yetersiz derz boşlukları bulunan komşu binaların birbirlerinden etkilendikleri gözlemlenmiştir. Bu etkileşim, çarpışan binaların büyük depremler sırasında ciddi zarar görmelerine veya tamamen yıkılmalarına sebep olabilir. Bu çalışmada, Türkiye’nin birinci deprem bölgesinde, eşit yüksekliklere ve farklı dinamik karakteristiklere sahip komşu betonarme binaların çarpışma davranışları incelenmiştir. Binalar arasındaki çarpışma, literatürde sıkça kullanılan lineer olmayan elastik yay (Hertz modeli) çarpışma modeli ile temsil edilmiştir. Bu çalışmada, ivme kayıtları Türk Deprem Yönetmeliğinde (TDY–2007) birinci derece deprem bölgesi için verilen tasarım spektrumuna göre ölçeklendirilmiştir. Komşu binalar, Türkiye’de çok sık kullanılan üç boyutlu kolon kiriş sistemi olarak modellenmiştir. Komşu binaların çarpışma analizleri SAP2000 program kullanılarak zaman tanım alanında analiz yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Birinci derece deprem bölgesinde, eşit yüksekliklere ve farklı dinamik karakteristiklere sahip komşu betonarme binaların çarpışma analizleri neticesinde çarpışma kuvvetleri elde edilmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, TDY–2007’de tanımlanan derz miktarlarının yetersiz olduğu anlaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Çarpışma davranışı,Hertz Modeli,deprem yer hareketleri,TDY–2007

Kaynakça

1. [1] Rosenblueth E., Meli R., “ The 1985 earthquake: Causes and effects in Mexico City” Concrete International, 8(5), 23-34, 1986
2. [2] Kasai K., Maison B.F., “ Building Pounding Damage During The 1989 Loma Prieta Earthquake” Engineering Structures, 19(3), 195-207, 1997
3. [3] Vasilliadis L., Elenas A., “ A performance of school buildings during the Athens earthquake of 7 September 1999” 12th European Conference on Earthquake Engineering, 264, 2002
4. [4] Muthukumar S., “ A Contact Element Approach with Hysteresis Damping For The Analysis and Design of Pounding in Bridges” Georgia Institute of Technology, PhD Thesis, 240p, Georgia, 2003
5. [5] Garcia D.L., “ Separation Distance Necessary to Prevent Seismic Pounding between Adjacent Structures” University of New York, PhD Thesis, Buffalo, 2004
6. [6] Jankowski R., “ Non-linear viscoelastic modelling of earth-quake-induced structural pounding” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 34, 595-611, 2005
7. [7] Muthukumar S., DesRoches R., “ A Hertz Contact Model with Non-linear damping for Pounding Simulation” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 35, 811-828, 2006
8. [8] Jankowski R., “ Non-linear FEM analysis of earthquake induced pounding between the main building and the stair-way tower of the Olive View Hospital” Engineering Structures, 31, 1851-1864, 2009

9. [9] TEC–2007. Turkish Earthquake Code 2007, Ministry of Public Works and Settlement of Republic of Turkey, Ankara, Turkey
10. [10] SAP2000, Integrated Software For Structural Analysis and Design, Computers and Structures Inc, Berkeley, California, USA, 2016
11. [11] TS 498, Turkish Standards Institution, Ankara, Turkey, 1997
12. [12] PEER 2016. Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) Ground Motion Database, http://ngawest2.berkeley.edu/