Geri Dön

Seismic performance assessment of a reinforced concrete building

Betonarme bir binanın deprem performansının belirlenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 384932
  2. Yazar: SHAHİN DASHTİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KADİR GÜLER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Deprem Mühendisliği, Earthquake Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 196

Özet

Yapıların depreme dayanıklı tasarımı, yapı ve deprem mühendisliği konusunda çalışan uzmanların sürekli karşılaştığı onemli bir sorundur. Deprem etkisi yapılar için çoğunlukla en önemli yatay yük olarak ortaya çıkabilir. Aslında doğrusal davranışı esas alan ve tasarıma temel olarak yürürlüğe koyan yönetmelikler, yapıların titreşim etkisinde yeterli performans göstermesini sağlamak için yeterli bir yaklaşım olmayabilir. Geçtiğimiz son bir kaç on yılda doğrusal analize göre tasarlanan yapıların pek çoğu hasar görmüş olsa da, depreme karşı beklenilen davranışı göstermiş, ancak yapı davranışının doğru olarak tespit edilip edilmediği sorusu hala cevap beklemektedir. Amerika Birleşik Devletlerinde 1933 'Long Beach' depreminden sonra, ilk kez yapısal performansın belirlenmesinin önemi gündeme gelmiş ve buna paralel olarak, UBC'nin 1935'lerde güncellenmesinde okul yapılarının tasarımında deprem katsayısı bina ağırlığının en az yüzde onu mertebesine kadar deprem yükseltilmiştir. Depremlerde yapısal hasarları azaltmak, ancak dikkatli tasarım yoluyla, ya da hasar görmüş yapılardan dersler alınması ile elde edilebilir. Yapıların depremlerde hasar görmesinin sınırlı tutulması amacıyla, güvenli tarafta kalacak şekilde kurallar konulmaktadır. Bu kurallardan yapıların inşası ve güçlendirilmesinde de faydalanılabilir. Mevcut bir bina incelendiğinde, deprem performansının artırılması ve göçmesinin önlenmesi önemlidir. Taşıyıcı sistem güvenliği yeterli olmayan binaların onarım ve güçlendirilmesi gereklidir. xxvi Geçmiş yönetmeliklerdeki tasarım ilkesi, taşıyıcı elemanların limit dayanımını esas almakta ve bu sebeple yapıya etkiyen kuvvetler davranış katsayısı dediğimiz“R”katsayısı ile azaltılmaktadır. İnşaat mühendislerinin tüm çaba ve çalışmaları“R”davranış katsayısını kullanmadan, yapının deprem kuvvetleri karşısındaki davranışını eksiksiz bir modelleme ile analiz edebilmek yönündedir. Üç temel dinamik parametre olan, dayanım, rijitlik ve sünek davranışın tanımlanması, yeni yönetmeliklerdeki doğrusal veya doğrusal olmayan analizlerin temelini oluşturmaktadır. Yapı davranışını temel alan dinamik etkiler altında tasarım, mühendislerin yapı davranışı hakkindaki öngörüsünün önemini artırmaktadır. Sunulan bu yüksek lisans tez çalışması, betonarme çerçeve taşıyıcı sistem sahip bir binanın doğrusal ve doğrusal olmayan analizlerini içermektedir. Çalışmada, İran'ın Erdebil kentinde 20 sene önce inşa edilmiş ve kullanılmakta olan mevcut bir betonarme yapının doğrusal analizleri (statik ve dinamik analizleri) için İran Deprem Yönetmeliği'nden (Code 2800), doğrusal olmayan analizinde ise FEMA 356 ve IR360 yönetmeliklerinden yararlanılmıştır. İncelenen bina, 8 katlı bir konut olarak tasarlanmıştır. Binanın 2. derece deprem bölgesinde (etkin yer ivmesi katsayısı=0.30) bulunduğu ve zemin sınıfının Z2 olduğu belirlenmiştir. Birinci bölümde kısaca performansa dayalı tasarımdan yararlanma zorunluluğundan söz edilmektedir. İkinci bölümde, FEMA 356 belgesi ve İR 360 Yönetmeliği'nde sözü edilen, performansa dayalı analiz ve tasarım sorunlarına değinilmiş ve bölümün son kısmında Türk Deprem Yönetmeliği 2007'de performans bazlı analiz ilkelerinden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde, İran Deprem Yönetmeliği'nde (Code 2800) verilen kuvvet bazlı tasarım ve analiz ilkeleri açıklanmış, binanın doğrusal dinamik analizi ve tasarımı, Code 2800'de verilen açıklamalara göre gerçekleştirilmiş, doğrusal ve doğrusal olmayan analiz sonuçları verilmiştir. xxvii Binanın sayısal analizleri için İran Deprem Yönetmeliği uygulanarak düşey ve yatay yükler altında SAP2000 yazılımı ile, üç boyutlu taşıyıcı sistem modeli kullanılmıştır. Daha sonra bütün yatay ve düşey yükler ile kolon ve kirişler uçlarında plastik mafsallar tanımlanmıştır. Binanın hedef deplasmanı (yerdeğiştirmesi) bulunduktan sonra, bu hedef yerdeğiştirmesi taşıyıcı sistem modelinin en üst katında simetrik olarak bir noktaya göre tarif edilmiş ve bina analiz edildikten sonra, tepe yerdeğiştirmesinin ne kadar olacağı belirlenmiştir. Öncelikle, binanın mevcut taşıyıcı sisteminin güçlendirme ve rehabilitasyona ihtiyaç duyup duymadığı incelenmiştir. Daha sonra yapılan analizlerden bina taşıyıcı sisteminin güçlendirilmesi gerektiği tespit edilmiştir. Doğrusal olmayan analizler yapıldıktan ve hedef yerdeğiştirmesi belirledikten sonra, plastik mafsal dönmeleri incelenerek, güçlendirmeye ve güçlendirme yöntemine karar verilmiştir. Doğrusal olmayan analizler olarak, itme analizi ve zaman tanım alanında analiz yöntemi kullanılmış ve her iki yöntem kısaca açıklanmıstır. Doğrusal ve doğrusal olmayan analiz sonuçlarına göre, yapının yeterli performansa sahip olmadığı tespit edilmiş ve güçlendirilmesine karar verilmiştir. Binanın güçlendirilmesi için FEMA 547 belgesinden faydalanılmış ve gerekli açıklamalar yapılmıştır. Binanın güçlendirilmesi için iki farklı yöntem kullanılmıştır. Birinci yöntemde binanın mevcut betonarme taşıyıcı sistemine ek olarak, bazı çerçeveler arasına iki doğrultuda çelik profillerle oluşturulan çaprazlar yerleştirilmesi, bu uygulama çaprazların az ve çok sayıda olması şeklinde, ikinci yöntemde ise, bazı çerçeveler arasındaki bölme duvarlarının iki doğrultuda betonarme perdeye dönüştürülmesi ile güçlendirilmesi ve taşıyıcı sistem rijitliğinin arttırılması öngörülmüştür. Çelik çapraz profillerle güçlendirilen binada, çaprazlar çerçeveler arasında iki farklı şekilde (çapraz sayısının iki doğrultuda az ve çok olması) konumlandırılarak itme analizi yapılmış ve performans (kapasite) eğrileri iki ayrı durum için elde edilmiş ve karşılaştırma yapılmıştır. Betonarme perdelerle güçlendirmede ise, mevcut bina taşıyıcı sistemi ve güçlendirilmiş taşıyıcı sistemlerin itme analizinden elde edilen performans (kapasite) eğrileri karşılaştırılmıştır. Son bölümde ise, iki farklı yöntemle güçlendirilen bina taşıyıcı sistemlerinin zaman tanım alanında analizi yapılarak performansları karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlara göre binanın mevcut taşıyıcı sistemi için en uygun güçlendirme yönteminin betonarme perde ilavesi ile yapılan güçlendirme olduğuna karar verilmiştir.

Özet (Çeviri)

Structural design with appropriate behavior and strength against lateral load has been one of the most controversial subjects in the field of structural engineering sciences which one of the most important of them is the seismic load or earthquake load. Basically standards that that suggest linear analysis as the base of design are not satisfying criteria to guarantee structure's strength under the seismic forces. The reason is the differences between these standards attitude toward the nature of seismic load and the structure's behavior under these loads and the realistic condition. However, during last decades, due to linear standards-designed-structures mostly have shown strength facing earthquake and have not collapsed, but always there was a question about how close is the behavior of designed structure to the real. After Long-beach of America earthquake in 1993, for the very first time the idea of“structural performance expectance”raised among earthquake engineers society. After that in next edition of UBC1935 standard of USA the earthquake-coefficient for school designing increased and selected 10 times of structure's weight at least. The structure which has been designed due to old standards is based on using the final strength of structure's elements that the earthquake force, assuming linear behavior for the structure, will decrease by behavior- coefficient equal to R. All efforts of engineers are to remove behavior coefficient, R, and simulate and finally analyze the structure and earthquake force without any decrease in performance. Providing three seismic parameters of the structure, including: Strength, stiffness and deformation capacity in proportion to linear and non-linear behavior of the structure is the main goal of next generation standards. The goal of seismic design is based on this performance which enables designers to design structures with predictable behavior. This master thesis project includes linear and non-linear analysis related to reinforced concrete structure built and used in Ardebil- Iran. IRAN's earthquake standard with the code of 2800 has been used in linear analysis (static and dynamic) and FEMA 356 and IR360 have been used in both static and dynamic non-linear analysis. In first section concepts have been discussed holistically to explain the necessity of using“performance based design ”and the basic of this branch of analysis. Through second section problems related to analyze and design due to performance that has been mentioned in IR360 and FEMA356 have been discussed. Through third section the analyzing and linear seismic design criteria due to Code 2800 standard have been studied and following that the study case structure has been analyzed and results of linear and non-linear analysis have been mentioned.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    251620

    Betonarme bir binanın performans yaklaşımıyla incelenmesi

    Seismic performance evaluation of a reinforced concrete building

    AHMET ZAHİT ELMAS

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR GÜLER

  2. Tez No

    293816

    Betonarme bir taşıyıcı sistemin deprem performansının değişik yöntemlerle karşılaştırmalı değerlendirilmesi

    Seismic performance assessment of reinforced concrete structure according to three different method and comparison of results

    EMRAH BECEREN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKAİ CELEP

  3. Tez No

    567887

    Betonarme bir binanın doğrusal olmayan dinamik analiz ile elde edilen ötelenme taleplerinin istatistiksel değerlendirilmesi

    Statistical evaluation of displacement demands obtained by nonlinear dynamic analysis of a reinforced concrete building

    MELİKE TEZEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ HAYDAR KAYHAN

  4. Tez No

    350600

    Betonarme bir binanın deprem performansının farklı yönetmeliklere göre değerlendirilmesi

    Seismic performance evaluation of a reinforced concrete building according to various seismic codes

    KEREM PENÇERECİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR GÜLER

  5. Tez No

    349860

    Eşdeğer deprem yükü ve zaman tanım alanında doğrusal elastik yöntemlerle performans analizinin mevcut betonarme bir bina örneğinde karşılaştırılması

    Comparative study of seismic performance of a reinforced concrete bulding according to the equivalent seismic load method and the linear elastic time history method

    BURCU YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKİ HASGÜR

Geri Dön