Betonarme Yapıların Bölme Duvar Alternatiflerine Göre Deprem Yükü Altında Performanslarının İncelenmesi

Öz

Dünyanın en aktif tektonik kuşaklarından birinin üzerinde yer alan Türkiye, yüksek deprem riski altındaki bölgelerden biridir. Tarihsel olarak depremler hem sosyal hem de ekonomik olarak ciddi kayıplara neden olmuş ve bu felaketlerin etkileri toplumsal hafızada derin izler bırakmıştır. Depremler öncesinde ve sonrasında alınacak yapısal ve idari tedbirler, olası zararların en aza indirilmesinde kritik rol oynamaktadır. Bu bağlamda öncelikli konulardan biri mevcut yapı stokunun güncel deprem yönetmeliklerine uygun hale getirilmesi, yani riskli binaların dönüştürülmesi veya güçlendirilmesidir. Güncel ihtiyaçları karşılayabilecek güvenli ve işlevsel yapıların inşa edilmesi sürecinde farklı yapısal çözümler sunulmakta, betonarme yapılarda kullanılan bölme duvarlar da bu süreçte önemli bir bileşen olarak öne çıkmaktadır. Günümüzde bölme duvarların temel işlevi iç mekânları birbirinden ayırmak olsa da çeşitli çalışmalar bu elemanların dinamik anlamda da yapı sistemine katkı sağladığını ortaya koyuyor. Binanın performansını etkileyen bölme duvarlar için tuğla ve alçı bims gibi malzemeler yaygın olarak tercih ediliyor. Bu yapı malzemelerinin her birinin kendine özgü mekanik, kimyasal ve fiziksel özellikleri literatürde detaylı olarak incelenmiştir. Bu çalışmada, bölme duvar malzemesi olarak alternatif bir çözüm olan levha kullanımının yapısal performansa etkisi değerlendirilmiştir. Alçı levha duvarların, afet sırasında doğrudan veya dolaylı olarak ortaya çıkabilecek sosyal etkileri de çalışma kapsamında ele alınmıştır. Üç farklı malzemenin (tuğla, bims ve alçıpan duvarlar) iki farklı bina yükseklik sınıfındaki (BYS=6 ve BYS=4) durumları, statik analiz programı olan IdeCAD programı ile doğrusal analiz yöntemi kullanılarak incelenmiştir. İnşa edilen modellerin kütlesi, kullanılan duvar malzemesinin yoğunluğu ile orantılı olarak artmıştır. Kaydedilen en düşük bina ağırlığı alçı levha kullanılarak inşa edilen modellerde gözlenmiştir. Bu değişimler, sismik olaylar sırasında yapıların performansı üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olmuştur. Aynı zamanda, ağırlıktaki azalma yatay yüklerde ve momentlerde de düşüşe neden olmuştur. Alçı levha duvarlı yapılar bağlamında, burulma momentinde, modal taban kesme kuvvetinde ve modal devrilme momentinde bir azalma gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Bölme duvar
• Alçı levha
• Deprem
• Betonarme
• Yapısal davranış

Investigation of the performance of reinforced concrete structures under earthquake loading according to partition wall alternatives.

Öz

regions under high earthquake risk. Historically, earthquakes have caused serious losses both socially and economically, and the effects of these disasters have left deep traces in social memory. Structural and administrative measures to be taken before and after earthquakes play a critical role in minimizing potential damages. In this context, one of the priority issues is to bring the existing building stock into compliance with current earthquake regulations, i.e. to transform or retrofit risky buildings. Different structural solutions are offered in the process of building safe and functional structures that can meet current needs, and partition walls used in reinforced concrete structures stand out as an important component in this process. Although the main function of partition walls today is to separate interior spaces from each other, various studies reveal that these elements also contribute to the building system in a dynamic sense. Materials such as brick and gypsum pumice are widely preferred for partition walls that affect the performance of the building. It is found in various studies that each of these building materials has different mechanical, chemical and physical properties. Within the scope of this study, it was aimed to put a different perspective on wall building materials by using gypsum partition walls. The effect of using gypsum board partition walls as partition walls on building performance and social situations that may occur during a disaster are mentioned. The cases of three different materials (brick, pumice and gypsum board walls) in two different building height classes (BYS=6 and BYS=4) were examined by using the linear analysis method with the static analysis program IDECAD. The weights of the compared building models increased depending on the density of the wall material used. The lowest building weight was realized in the models built with gypsum board. These differences directly affected the performance of the structures under earthquake. As the weight of the structure decreased, the horizontal loads and moments also decreased. Less torsional moment, modal base shear force and modal overturning moment occurred in gypsum board walled structures.

Anahtar Kelimeler

• Partition Wall
• Gypsum board
• Reinforced concrete
• Earthquake
• Structural behaviour

Kaynakça

1. Ahmed AA., Öztürk H., Aslan TA. Farklı kat yüksekliklerindeki binaların TBDY 2018 ve Eurocode 8’e göre karşılaştırmalı analizi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 2025; 40(2): 265-272.
2. Akgül M. Türkiye bina deprem yönetmeliği (TBDY)’ne göre dolgu duvarların sönüme etkisinin analitik olarak incelenmesi. Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Bursa, Türkiye, 2023
3. Akkuzu VA. Betonarme çerçeveli dolgu duvarların deprem etkisi altındaki dinamik davranışının incelenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, sayfa no:124, İstanbul, Türkiye, 2007.
4. Akyüncü V. Pomza agregalı hafif beton blokların mekanik özeliklerinin ve yangın etkisi altındaki davranışının incelenmesi. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2019; 8(1): 147-157.
5. Antoniou S. Seismic retrofit of existing reinforced concrete buildings. Hoboken, NJ: Wiley; 2023 Aras F. Betonarme binalarda bölme duvar etkilerinin tam ölçekli deneylerle araştırılması. Teknik Dergi 2018; 29(5): 8651-8668.
6. Asteris PG., Smyrou E., Kakaletsis D. Seismic behavior of masonry infilled RC frames: a state-of-the-art review. Engineering Structures 2015; 111: 1-12.
7. Asteris PG., Tzamtzis AD., Chrysostomou CZ. Influence of infill wall distributions on the seismic performance of RC frame buildings: A parametric study. Engineering Structures 2017; 143: 468–490.
8. Bakala PIB., Mısır İS., Aldemir Ö. Betonarme çerçevelerde yumuşak kat etkilerinin yeni nesil dolgu duvarlar ile azaltılması. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 2024; 26(77): 192-199

9. Braga F., Gigliotti R., Laterza M. Performance of non-structural elements during the L'Aquila (Italy) earthquake. Bulletin of Earthquake Engineering 2011; 9(1): 307-324.
10. Calderini C., Lagomarsino S., Cattari S. In plane seismic response of unreinforced masonry walls: Comparison between detailed and equivalent frame models. COMPDYN 2009; 22-24.
11. Çelik MH., Orhan M., Uğurlu AH. Bölme duvar amaçlı alçı panellerin bazı özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi. Politeknik Dergisi 2005; 8(3): 301-309.
12. Çiçek YE. Pişmiş toprak tuğla, bimsbeton, gazbeton ve perlitli yapı malzemelerinin fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, Türkiye, 2002.
13. Çoban MD. Dolgu duvar malzemelerinin betonarme yapıların deprem performansına etkisi. Bitlis Eren Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, sayfa no:8, Bitlis, Türkiye, 2022.
14. Demir T. Çok katlı betonarme yapıların deprem davranışında dolgu duvar etkisinin incelenmesi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi, Elazığ, Türkiye, 2016.
15. Ekmeyapar T., Örüng İ. İnşaat malzeme bilgisi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Yayınları 1993; 145: 22-36, Erzurum.
16. FEMA P-807. Seismic evaluation and retrofit of multi-unit wood-frame buildings with weak first stories. Federal Emergency Management Agency; 2012.
17. Giordano F., Vitti M., Faella C. Light partitions made of recycled gypsum panels: Seismic behavior and mechanical properties. Construction and Building Materials 2009; 23(1): 325-337.
18. Govindan P., Santhakumar AR. Ductility of ınfilled frames. ACI Journal 1986;83(4): 567-576.
19. Halis E., Akgüzel E. Effect of drywall partition walls on the seismic performance of RC structures. Teknik Dergi 2022; 33(1): 1123-1145.
20. İnşaat Mühendisleri Odası. Yapı malzemeleri ve yapı kısımlarının birim hacim ağırlıkları. TMMOB https://www.imo.org.tr/resimler/dosya_ekler/f7deb880ca6b4b7_ek.pdf , Erişim tarihi: 23.8.2025.
21. Kayan Y., Karaşin A., Işık E. Pomzadan imal edilmiş çelik lif katkılı bimsblokların mekanik özelliklerinin araştırılması. DÜMF Mühendislik Dergisi 2020; 11(2): 723-730
22. Kızıloğlu MY. Deprem etkisi altında dolgu duvarların betonarme çerçeve yapılar üzerindeki etkisi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, Türkiye, 2006.
23. Magliulo G., Petrone C., Capozzi V. Seismic performance evaluation of plasterboard partitions via shake table tests. Bull Earthquake Engineering 2014; 12: 1657–1677.
24. Magenes G., Calvi GM. In-plane seismic response of brick masonry walls. Earthquake Engineering & Structural Dynamics 1997; 26(11): 1091-1112.
25. Mosalam KM., White RN., Gergely P. Seismic performance of reinforced concrete frame structures with unreinforced masonry infill walls. PEER Report;1997.
26. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Web Sitesi. Deprem Türkiye’nin deprem potansiyeli, https://www.mta.gov.tr/v3.0/bilgi-merkezi/deprem_potansiyeli. Erişim tarihi: 23.8.2025.
27. Özbilen BŞ. Ses yalıtım ve maliyet performansına bağlı duvar tipi seçimi için bir yaklaşım . İstanbul Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Doktora Tezi, İstanbul, Türkiye, 2021.
28. Özyurt MZ., Kadıoğlu ÖF. Çelik yapılarda farklı dolgu duvar tasarımlarının doğrusal ve doğrusal olmayan deprem analiz yöntemleri ile araştırılması. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 2023; 10(2): 330-344.
29. Pamukçu Ç., Köse H., Yalçın N., Seçer T. Pomza ve yapı malzemesi olarak kullanım olanakları, Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu 1997; sayfa no: 97-105, İzmir
30. Panagiotakos TB., Fardis MN. Deformations of reinforced concrete members at yielding and ultimate. ACI Structural Journal 2001; 98(2): 135-148.
31. Petrovic A., Tashkov L., Dimoski T. Building partitions and their influence on seismic performance of RC structures: Experimental insights and practical implications. Structures 2021; 33: 238-251.
32. Şişman CB., Kocaman İ., Gezer E. Tekirdağ yöresinde üretilen ve tarımsal yapılarda yaygın olarak kullanılan tuğlanın fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine bir araştırma. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 2006; 3(1): 32-40.
33. TBDY. 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara.
34. TMMOB. 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri raporu, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Yayını, 2023; sayfa no: 23-175, Ankara.
35. TS 825 2013. Binalarda Isı Yalıtım Kuralları. Türk Standartları Enstitüsü (TSE), Ankara.
36. TS 705 EN 771-1 2010. Kâgir Birimler – Kil Tuğlalar. TSE, Ankara.
37. Uysal KE. Betonarme binalarda dolgu duvarların deprem etkisi altındaki davranışının İncelenmesi. İstanbul Teknik Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, Türkiye, 2013.
38. YFK. İnşaat birim fiyat analizleri. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı https://webdosya.csb.gov.tr/db/yfk/icerikler/1.-cilt-20250117153726.pdf, Erişim tarihi: 23.8.2025.
39. Yücel KT., Korkmaz Ş. Tarihi yapılarda kullanılan tuğla malzemelerin, termal iletkenlik, fiziksel ve mekanik özelliklerinin saptanması. Mühendislik ve Yer Bilimleri Dergisi 2020; 5(2): 1-9.