Performance Analysis of Reinforced Concrete Structural Systems with Nonlinear Calculation Methods according to TBDY 2018

Öz

In order to determine the seismic performance of structural elements, the deformation-based damage limits predicted for reinforced concrete elements in TBDY (2018) have been examined. In this study, firstly; the effect of cross-section geometry, material model and axial load level on the behavior of reinforced concrete structural members was calculated analytically. The behavior of the structural elements has been evaluated from the moment-curvature relationship considering the nonlinear behavior of the materials. The damage limits were evaluated by obtaining the element damages corresponding to the displacement demand. Yield and plastic rotation values were calculated for the plastic hinge regions of the elements for different performance levels. The damage limits corresponding to the deformation demands according to different performance levels were obtained and evaluated for structural elements. A detailed study was conducted by performing non-linear (pushover) analyzes of reinforced concrete structures designed depending on the deformation upper limit values obtained from the analytical study results. Structural performance of the models designed for performance evaluation have been examined under the design earthquake loads and the greatest earthquake loads. The capacity curves and the earthquake demand at the performance points (base shear forces- roof displacements, story shear forces and relative story drifts) of designed different types of reinforced concrete systems which is obtained from the results pushover analysis were compared. These comparisons are examined in detail in figures and tables.

Anahtar Kelimeler

• Earthquake load
• Performance analysis
• Performance point
• Deformation limits
• Pushover analyzes

TBDY 2018’e göre Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri ile Betonarme Yapı Sistemlerinin Performans Analizi

Öz

Yapısal elemanların deprem performansının belirlenmesi için TBDY (2018)’de betonarme elemanlar için öngörülen şekildeğiştirme esaslı hasar sınırları incelenmiştir. Bu çalışmada ilk olarak; kesit geometrisinin, malzeme modelinin ve eksenel yük seviyesinin betonarme taşıyıcı elemanların davranışı üzerindeki etkisi analitik olarak hesaplanmıştır. Taşıyıcı sistem elemanların davranışı, malzemelerin doğrusal olmayan davranışı dikkate alınarak moment-eğrilik ilişkisinden değerlendirilmiştir. Yer değiştirme taleplerine karşılık gelen eleman hasarları elde edilerek hasar sınırları değerlendirilmiştir. Farklı performans düzeyleri için elemanların plastik mafsal bölgeleri için akma ve plastik dönme değerleri hesaplanmıştır. Yapısal elemanlar için farklı performans düzeylerine göre şekildeğiştirme taleplerine karşılık gelen hasar sınırları elde edilerek değerlendirilmiştir. Analitik çalışma sonuçlarından elde edilen şekildeğiştirme üst sınır değerlerine bağlı olarak tasarlanan betonarme yapıların doğrusal olmayan (itme) analizleri yapılarak detaylı bir çalışma yapılmıştır. Performans değerlendirmesi için tasarlanan modellerin tasarım depremi ve en büyük deprem yükü etkisi altındaki yapısal performansı incelenmiştir. Gerçekleştirilen artımsal itme analizleri sonucu farklı tip betonarme taşıyıcı sistemler için elde edilen kapasite eğrileri ve performans noktalarındaki deprem istemleri (taban kesme kuvvetleri- tepe yer değiştirmeleri, kat kesme kuvvetleri ve göreli kat ötelemeleri) karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalar şekil ve çizelgelerde detaylı olarak incelenerek irdelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Deprem yükü
• Performans analiz
• Performans noktası
• Şekildeğiştirme sınırı
• İtme analizi

Teşekkür

Yazarlar, zaman ayırdıkları, kıymetli yorum ve önerilerde bulundukları için makaleyi değerlendiren hakemlere teşekkür etmektedir.

Kaynakça

1. [1] Sönmez M. DBYBHY-07 ve ASCE 41-06’da Tanımlanan Doğrusal Olmayan Performans Değerlendirme Yöntemlerinin Karşılaştırılması, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi 2012, 454s.
2. [2] Yüksel S B., Yağlıkçı S. Betonarme Binaların Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemler ile Analizi Üzerine bir Çalışma”, 2nd International Congress on Engineering and Architecture, (ENAR) 2019, sayfa no: 495-512, Marmaris, Turkey.
3. [3] Ulutaş H., Tekeli H., Demir F. Kesit Hasar Sınırlarının Belirlenmesinde Sargılama Durumunun Etkisi, International Burdur Earthquake and Environment Symposium 2015, sayfa no: 252-259, Burdur Türkiye.
4. [4] Ulutas H. DBYBHY (2007) ve TBDY (2018) Deprem Yönetmeliklerinin Kesit Hasar Sınırları Açısından Kıyaslanması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2019, 17: 351-359.
5. [5] Elci H., Goker K A. Deprem Yönetmeliklerinin (DBYBHY 2007 ve TBDY 2018) Betonarme Kolonların Deprem Performansı Açısından Karşılaştırılması, International Journal of Scientific and Technological Research 2018, 4(6): 9-21.
6. [6] TBDY., Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, T.C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara, 2018.
7. [7] Balıkçı İ. Mevcut Binaların Deprem Performanslarının 2007 ve 2018 Deprem Yönetmeliklerine Göre Değerlendirilmesi”, Pamukkale Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, sayfa no:120s, Denizli, Türkiye, 2018,
8. [8] Dalyan I., Sahin B. Evaluation of The Structural System Performance of an Existing Reinforced Concrete Building Under Earthquake Loads According to the 2007 and 2018 Turkish Earthquake Codes, Turk. J. Earthq. Res 2019, 1 (2): 134-147.

9. [9] Keleşoğlu Ö., Çakar H., Polat A. Determination of the Performance of an Existing Reinforced Concrete Structure According to the 2007 Earthquake Regulations and Strengthening Proposal, International Journal of Pure and Applied Sciences 2017, 3 (2): 58-67.
10. [10] Şahin B., Depremde bina performansının doğrusal elastik olmayan yöntemler ile belirlenmesi ve yöntemlerin sonuçlarının karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Bölümü, sayfa no: 138 s, İstanbul, Türkiye, 2010.
11. [11] Foroughi S., Yüksel S., Betonarme Kolonların Şekil Değiştirme Esaslı Hasar Sınırlarının Araştırılması, International Journal of Engineering Research and Development 2019, 11 (2): 584-601.
12. [12] Özer Ö., Yüksel S.B., Farklı Betonarme Bağ Kirişi Modellerinin TBDY (2018)’e göre Yapı Performansına Etkisi, Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering 2020a, 25 (3): 1169-1188.
13. [13] Özer Ö., Yüksel S.B. Deprem Etkilerinin Betonarme Çerçeveler ile Boşluklu Betonarme Perdeler Tarafından Birlikte Karşılandığı Yüksek Binaların Analiz Sonuçlarının TBDY (2018) ve DBYBHY (2007)’ye Göre Karşılaştırılması, Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2020b, 9 (2): 931-945.
14. [14] Meral E. Yapısal Parametrelerin Betonarme Kolonların Eğrilik Sünekliğine Etkileri. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2018, 1 (1), 28-43.
15. [15] Foroughi S., Jamal R., Yüksel S.B. Şekil Değiştirme Esaslı Hasar Sınırlarının Belirlenmesinde Sargı Donatısının ve Eksenel Yükün Etkisi, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 2020, 8(4): 1042-1052.
16. [16] ETABS. Structural Software for Analysis and Design, Computers and Structures, Inc. Version 18.1.1., Build 1727, USA: (2018).
17. [17] SAP2000. Structural Software for Analysis and Design, Computers and Structures, Inc, USA., (2000).