Mevcut bir betonarme binanın 2019 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği'ne göre zaman tanım alanında analizinin yapılarak performansının belirlenmesi ve çelik güçlendirme önerileri
Earthquake in Turkey 2019 building an existing concretebuilding structures by regulation analysis determination of performance areas in time description and recommendations for reinforcing steel
- Tez No: 559194
- Danışmanlar: PROF. DR. ELİŞAN FİLİZ PİROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Geçmişten bugüne en fazla can ve mal kaybına sebep olan doğal afetlerden biri depremdir. Ülkemizin deprem kuşağında yer alması sebebi ile bu durum bizleri daha yakından ilgilendirmektedir. Yapının inşası sırasında projeye uymaya özen gösterilmesi gerektiği gibi yine aynı şekilde yapı tasarımında analizler yapılırken dikkatli ve titiz davranılması gerekmektedir. Yapıların analizi ve boyutlandırılması sürecinde kullanılması amacıyla dünyanın birçok farklı yerinde birçok farklı yönetmelik yazılmıştır. Ayrıca bu yönetmeliklerde yapı ana taşıyıcı sistemi malzeme sınıfına göre ayrı dallara ayrılmaktadır. Ülkemizde depremlerin bu kadar etkili olması, yönetimin bu iş ile ilgilenmesine ve bir standarda bindirmesi gerektiğine işaret etmiştir. Bunun sonucunda 1940'dan bu yana birçok farklı deprem yönetmeliği ülkemizde yürürlüğe girmiştir. Ancak 1949'a kadar yürürlüğe giren yönetmeliklerde betonarme binalardan tam olarak bahsedilmemiştir. Bu tarihten sonra yürürlüğe giren yönetmeliklerde betonarme binalarında yaygınlaşması ile birlikte deprem hesabından bahsedilmeye başlanmıştır ve ilk olarak 1949 Türkiye Yersarsıntısı Bölgeleri Yapı Yönetmeliği'nde basitte olsa deprem hesabından bahsedilmiştir. İlerleyen süreçlerde ise deprem hesabı yönetmeliklerde gittikçe detaylandırılmaya başlanmıştır. Ülkemizde son olarak ise 1 Ocak 2019 tarihinde Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği yürürlüğe girmiştir. 2019 TBDY 17 bölümden oluşmaktadır. Bu yönetmelik, deprem etkisi altındaki binaların tasarımı için iki farklı hesap yöntemi getirmiştir. Bunlardan bir tanesi 'Dayanıma Göre Tasarım (DGT)' diğeri ise 'Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım (ŞGDT)' yaklaşımlarıdır. Dayanıma göre tasarım yaklaşımına göre iki farklı hesap esası vardır. Bunlarda birtanesi 'Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi İle Doğrusal Deprem Hesabı' diğeri ise 'Modal Hesap Yöntemleri İle Doğrusal Deprem Hesabı' olarak tanımlanmıştır. Yine deprem etkisi altındaki binaların şekildeğiştirmeye göre değerlendirme ve tasarımı içinde iki farklı hesap esası vardır. Bunlardan birincisi 'Doğrusal Olmayan İtme Yöntemleri İle Deprem Hesabı' ikincisi ise ' Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri İle Deprem Hesabı' olarak belirtilmektedir. Deprem etkisi altında mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi konusu ilgili yönetmeliğin 15. Bölümünde yer almaktadır. Mevcut binaların performanslarının belirlenmesinde, ilgili kriterler göz önüne alınarak yukarıdaki paragrafta belirtilen hesap yöntemleri kullanılmaktadır. Teze konu olan yapının performansının belirlenmesinde şekildeğiştirmeye göre değerlendirme ve tasarım yaklaşımı hesap yöntemi kullanılmıştır. Buna bağlı olarak binanın performansı zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi ile belirlenmiştir. Tez kapsamında İstanbul ilinin Beşiktaş ilçesinde bulunan Z+7 katlı mevcut bir betonarme konut binasının Sap2000 yazılımı ile deprem analizi yapılarak bina performansı belirlenmiştir. Analiz yapılırken TBDY'nin şekildeğiştirmeye göre değerlendirme ve tasarım hesap yöntemi kullanılmıştır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap ile yapıda oluşturulan plastik mafsalların dönme talepleri elde edilmiştir. Yapı, betonarme çerçeveye sahip olmakla birlikte konut olarak kullanılmaktadır. Yapı ölçüleri uzun doğrultuda 21,75 m, kısa doğrultuda ise 21,4 m'dir. Toplam yapı yüksekliği 24 m'dir. Analiz süresinin kısa olması amacıyla yapıda bazı idealleştirmeler yapılmıştır. Yapı analizinde deprem kaydı olarak 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminin yer kayıtları kullanılmıştır. Yine analiz süresini ve hesaplamaları kısa tutmak amacıyla bu yer hareketi yalnızca X doğrultusunda yapıya etkitilmiştir. Tüm bu analizler 2019 TBDY'nin sınır değerleri ve hesap yöntemlerine göre yapılmıştır. Analiz sonrası mafsal dönmelerinden eğriliklere geçilmiş ve moment-eğrilik ilişkisi ile de buradan elemanın beton ve donatı birim şekildeğiştirme değerlerine geçilmiştir. Bu değerler yönetmelikteki (2019 TBDY) sınır değerler ile karşılaştırılarak eleman hasar sınırları belirlenmiş ve daha buradan da yapı performansına karar verilmiştir. Yapılan analizler sonucunda yapı performansının hedeflenen performans seviyesini sağlamadığı görülmüş ve yapının güçlendirilmeye ihtiyacı olduğuna karar verilmiştir. Son bölümde 'Güçlendirme Önerileri' başlığı altında teorik olarak yapıya uygulanabilecek çelik güçlendirme yöntemlerinden bahsedilmiş ve güçlendirme önerilerinde bulunulmuştur.
Özet (Çeviri)
One of the natural disasters that caused the loss of life and property from the past to the present is the earthquake. Due to the fact that our country is located in the earthquake zone, this situation concerns us more. During the construction of the building, care must be taken to comply with the project as well as being careful and meticulous when analyzing the building design. When these situations are taken into consideration, it is seen that the performance analysis and strengthening concepts are gaining more importance in our country, where the earthquake-resistant building stock is decreasing day by day. As it is known, all structures can be deformed under constant and moving loads. Although these changes are generally elastic, elastic boundaries are overcome under horizontal loads such as earthquake loads and the structure loses its rigidity. As a result, undesirable heavy damages can occur in the buildings. Instead of demolishing damaged buildings that have been damaged in the past earthquakes, the performance of these types of buildings can be controlled by performing a performance analysis and then the use of the building can be continued with a strengthening project and application. This method offers faster and ergonomic results especially in economically underdeveloped countries. What is essential here is that while the retrofitting applications are made, the mistakes made before are not repeated. As a result of our country being in the earthquake zone, trainings for the preparation and implementation of all these strengthening projects have been inevitable. In our country, more importance has been given to strengthening each time in the earthquake regulations that renew itself over the years. Many different regulations have been written in many different places in the world for the purpose of analyzing the structures and using them in the design process. In addition, in these regulations, the structure main construction system is divided into different branches according to the material class. The fact that the earthquakes are so effective in our country pointed out that management should deal with this situation and put it on a standard. As a result, since 1940, many different earthquake regulations have enacted in our country. However, in the regulations that enacted until 1949, the concrete buildings were not mentioned in specificaly. The regulations that enacted after this date have begun to mention the earthquake calculation with the expansion of the reinforced concrete buildings. In the 1949, earthquake calculation is mentioned in the regulation of Turkey earthquake ground vibration region code though with a simple manner for the first time. In the following process, the earthquake account has started to be detailed in the regulations. Finally, Turkey Building Earthquake Regulation enacted on January 1, 2019. 2019 TBER consists of 17 chapters. This regulation introduces two different calculation methods for the design of buildings under earthquake hazard. One of them is Design for Strength and the other is Evaluation and Design according to Shaping. According to the design approach, there are two different calculation methods. One of them is defined as Linear Earthquake Calculation with Equivalent Seismic Load Method and Linear Earthquake Calculation with Modal Calculation Methods. There are also two different basis for evaluation and design of buildings under earthquake threat. The first one is the Non-Linear Propulsion Method and the Earthquake Account and the second one is specified as the Earthquake Account with Nonlinear Calculus Methods in the Time Definition Field. In the first part of this thesis, which consists of seven chapters, the definition of the subject and the purpose of the thesis are stated. In the second part, on the other hand, the chapters of the related regulations on strengthening and performance analysis are discussed. In this section, concepts related to element damage limits and building performance levels are explained. In the third chapter, linear and nonlinear calculation methods are mentioned. In addition, it is mentioned how to determine the damage types occurring in the structural elements of reinforced concrete buildings. By the application limits of the linear and nonlinear calculation methods are mentioned, the deformation limits of the related methods are mentioned. In the fourth chapter, the concept of performance in the related regulation is mentioned and some definitions of regulation are given. Afterwards, the definitions of limited damage performance level, controlled damage performance level, collepsing prevention performance level and collepsing performance levels in the existing buildings were made in the regulation. After the related chapters and concepts in the regulation are explained in detail, in the fifth chapter the definition of the building subject to this thesis is given and the building information is given in detail. Entering the data required for the structural analysis and modeling the structure in the program are explained in detail. Then the samples taken from the structure and the experimental results obtained from these samples were given and how these examinations were performed. In this section, three-dimensional modeling of the structure in the computer program is explained. After explaining the modeling, it is described how the structure is analyzed and sample calculations are made for some elements as a result of the analysis. Afterwards, the damage levels of all structural elements were examined and the results obtained were given in tables and the performance levels of the structural elements were determined. In the sixth chapter, the methods of strengthening are briefly mentioned. Examples are given to reinforcement systems on the basis of element and system and advantages and disadvantages of these methods are mentioned. Again in this section, reinforcement methods that may be appropriate for the structure subject to this thesis are mentioned. Finally, as a result of all these analyzes, it was found that the structure needed to be strengthened. The presence of existing reinforced concrete buildings in our country, which has recently collapsed by losing its self-bearing power, is becoming more and more dangerous. The assessment and strengthening of existing buildings under earthquake hazard is provided in Chapter 15 of the regulation. In order to determine the performances of existing buildings, the calculation methods mentioned in the above paragraph are used considering the relevant criteria. In order to determine the performance of the structure, the evaluation and design approach calculation method was used. Accordingly, the performance of the building was determined by the nonlinear calculation method in the time history analysis. In the scope of the thesis, the performance of the building was determined by conducting an earthquake analysis with the Sap2000 software of an 8-storey reinforced concrete residential building located in the district of Beşiktaş, Istanbul. In the analysis, evaluation and design calculation method of TBER was used. In the time history analysis, non-linear calculus and the rotation demands of the hinges formed in the structure were obtained. The structure has a reinforced concrete frame and is used as a house. The dimensions of the building are 21,75 m long and 21,4 m in short direction. Total construction height is 24 m. Some idealizations were made in the structure to make the analysis time short. In the structural analysis, records of the earthquake of 17 August 1999 Kocaeli were used as earthquake records. Again, in order to keep the analysis time and calculations short, this ground motion was affected only in the X direction. All these analyzes were performed according to 2019 TBER's limit values and calculation methods. The knuckles were obtained as a result of the analysis. Subsequently, the demands of concrete and reinforcement unit deformation were found within the scope of the relationship between curvature and moment-curvature. These values were compared with the limit values in the regulation and the element damage limits were determined and the structure performance was decided. As a result of the analyzes, it was seen that the performance of the building did not meet the targeted performance level and it was decided that the building needs to be strengthened. In the last chapter, the strengthening methods which can be applied to the structure under the title of Empowerment Recommendations were mentioned and suggestions for strengthening were made.
Benzer Tezler
- Betonarme yüksek bir binanın Türkiye bina deprem yönetmeliğine göre tasarımının irdelenmesi
Inspection of a high-rise building design according to Turkish earthquake code
SERKAN TOPÇU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM DOĞANGÜN
- TBDY-2018'e göre tasarlanmış planda A1 ve A3 düzensizliği bulunan betonarme bir binanın performans analizi
Performance evaluation of a RC building with A1 and A3 plan irregularities designed according to TBDY-2018
MELİH MUHLİS TEMİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİH SÜRMELİ
- Betonarme bir hastane binasının dbybhy 2007 ve tbdy 2018 kapsamında deprem performansının değerlendirilmesi
Evaluation of earthquake performance of reincforced concrete hospital building using dbybhy 2007 and tbdy 2018
BURAK UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER
- Betonarme taşıyıcı sistemlerin tasarımında maliyet optimizasyonu için çelik sistemlerin kullanılması
The usage of steel structural systems to optimize the total cost of reinforced concrete structural systems
VEYSEL KONUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FETHİ KADIOĞLU
- Mevcut betonarme bir yapının deprem performansının yazılımsal olarak belirlenmesi ve değerlendirilmesi
Software assesment and evulation of the eartquake performance of an exiting reinforced concrete structure
SETENAY AKÇA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Aydın Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FATİH ALTAN