Taban Yalıtım Tekniğinin Betonarme Binaların Deprem Performansına Etkisinin Araştırılması

Öz

Bir yapıda, depremden kaynaklanan hasarı azaltmak için sünekliğin artırılması gerekmektedir. Tabanı ankastre olan geleneksel binalarda yüksek süneklik seviyesi, şiddetli depremler sırasında taşıyıcı elemanlardaki akma yoluyla sağlanabilmektedir. Akma sonrasında ise binanın taşıyıcı sisteminde ve taşıyıcı olmayan elemanlarında önemli hasarlar oluşmaktadır. Şiddetli depremlere karşı bir yapının taşıyıcı sistemini, taşıyıcı olmayan elemanlarını ve içinde bulunan eşyaları hasardan korumanın etkili bir yolu olarak son yıllarda taban yalıtımı teknikleri geliştirilmiş ve yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Taban yalıtımı tekniğinde binanın temeli ile üstyapısı arasına yerleştirilen düşey rijitliği yüksek ve yanal rijitliği düşük olan mekanizmalar sayesinde binanın düşey yükleri güvenlikle temele aktarılmaktadır. Bunun yanında, depremsel kuvvetin tahrip edici yatay bileşeni büyük ölçüde azaltılarak üstyapıya aktarılmakta ve böylece yapı hasardan korunmaktadır. Bu çalışmada düzenli bir betonarme-karkas binanın tabanı ankastre olan bir modeli ile yalıtım elemanları farklı rijitliğe sahip olan üç tane taban yalıtımlı modeli hazırlanmıştır. Bu modellerin 1999 Gölcük Depremi sırasında Yarımca-Petkim’de ölçülen yer ivmesi verileri kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik çözümlemeleri yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçları taban yalıtımlı modellerin binanın depremsel performansını büyük ölçüde artırdığını göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Depreme Dayanıklı Yapı, Doğrusal Olmayan Çözümleme, Kauçuk İzolatör, Taban Yalıtımı

An Investigation of the Seismic Performance of RC Frames by Using Base Isolation Technique

Abstract

It is known that seismic hazard of a structure may be mitigated by increasing the ductility of the structure. However, for a fixed based traditional building, a high ductility level is achieved through yielding of its structural members during a strong ground motion. Following the yielding, severe damages occur at structure itself and its contents. In recent years, base isolation techniques have been developed and widely used as an effective way of protecting a building and its contents against seismic hazard of strong earthquakes. In base isolation technique, some mechanisms are interposed between the base of the structure and the foundation, which are stiff enough under vertical loads, yet very flexible under lateral forces. While vertical loads of the building are safely transmitted to foundation, harmful lateral components of seismic forces are significantly reduced and transmitted to superstructure, then seismic hazard of structural and non-structural members is mitigated. In this study, reinforced concrete building models which are regular in plan, and have various isolation parameters have been prepared. The seismic response of the building models subjected to 1999 Marmara Earthquake (Yarımca-Petkim) input have been evaluated. The response values of base isolated models have been compared with that of the fixed based one. The results have proved that base isolation substantially improves seismic performance of the building.

Keywords

• Earthquake resistant structure, Nonlinear analysis, Rubber isolator, Base isolation