Geri Dön

Düşey doğrultuda farklı taşıyıcı sistemlere sahip yapıların deprem etkileri altında incelenmesi

Researching on under seismic load effects on the building for vertical combination framing system

PDF İndir

  1. Tez No: 610266
  2. Yazar: SERAP ATMACA KÖMÜRCÜ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ERKUŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Deprem Mühendisliği, Earthquake Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Deprem Mühendisliği ve Afet Yönetimi Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 219

Özet

Günümüzde, taşıyıcı sistem davranış katsayısı R'nin belirlenmesi, yönetmeliklerde bulunan detaylı taşıyıcı sistem sınıflandırmaları ile oldukça pratik hale getirilmiştir. Ancak, global çerçevede nüfus yoğunluğunun artması ile artan yapılaşma talepleri, gelişen teknolojilere yönelik yapı tasarımlarının standartların ötesine geçmesi, daha kısıtlı alanlarda daha işlevsel binaların inşa edilmesi gibi etkenler ile yapı taşıyıcı sistemleri daha karmaşık hale gelebilmektedir. Bunun bir sonucu olarak, inşa edilecek bir yapı, bünyesinde birden farklı yapı taşıyıcı sistem türünü bulundurabilir. Bu durumda, hibrit (melez) yapı sistemleri ve düşey doğrultuda farklı yanal taşıyıcı sistemleri içeren tasarımlar üretilebilir. Düşey doğrultuda farklı yanal taşıyıcı sistemleri içeren yapılar için deprem etkileri altında tasarıma ilişkin yönetmeliklerde çeşitli doğrusal hesap yöntemleri yer almaktadır. Ancak, yönetmelik yaklaşımları ile hesaplanan tasarıma esas deprem kuvvetlerinin incelenmesi ile ilgili çalışma ve bilgi mevcut değildir. Bu tez çalışmasında, bu tür yapıların mevcut yönetmelik yaklaşımları ile hesaplanan tasarım deprem kuvvetlerinin incelenmesi ve karşılaştırılması amaçlanmıştır. Türkiye koşullarında bu duruma örnek teşkil edecek bir çok yapı bulunmaktadır. Tez çalışmasında incelenen 3 farklı yapı tipi de ülkemizde sık rastlanan yapı tipi örnekleri göz önünde bulundurularak belirlenmiştir. Tez çalışmasında kullanılan ve hesap yöntemleri karşılaştırılan yönetmelikler, TBDY(2018) orijin kabul edilerek DBYBHY(2007) ve ASCE(07-16) olarak belirlenmiştir. Tez çalışmasında incelenen birinci yapı tipi, ülkemizde bu duruma örnek olarak en sık rastlanan yapı tipini temsil eden, üç katlı bir yapıdır. Taşıyıcı sistem türü yüksek sünek betonarme çerçeve (R = 8) olan birinci kat ve ikinci kat tip katlar olup yapının alt bölümünü, üçüncü kat ise yapının üst bölümünü oluşturmaktadır. Üçüncü katta çatı sistemini belirli akslarda yatay ve düşey çelik çaprazlarla desteklenen çelik makas sistemi oluşturmaktadır ve makas sistemleri kat kolonlarına mafsallı olarak bağlanmaktadır. Bu durumda, yapının üst bölümünde taşıyıcı sistem türü betonarme konsol kolon (R = 3) olmaktadır. Tez çalışmasında incelenen ikinci yapı tipi, birinci örnek yapıya yapının alt bölgesini oluşturan birinci ve ikinci katlarda her iki deprem doğrultusunda betonarme perde duvarlar eklenerek oluşturulan yeni bir yapı tipidir. Oluşturulan bu yeni yapı tipinde alt bölge taşıyıcı sistem türü yüksek sünek betonarme perde (R = 6), üst bölge taşıyıcı sistem türü betonarme konsol kolon (R = 3) olmaktadır. Tez çalışmasında incelenen üçüncü yapı tipi ise, deprem etkilerine karşı güçlendirme yapılmış mevcut eski bir endüstri yapısı örneğidir. Yapının alt bölümünü oluşturan birinci normal kat taşıyıcı sistemi betonarme çerçevedir. Üst bölüm taşıyıcı sistemi ise çelik kolonlar ile betonarme ve çelik kiriş elemanlardan oluşan çerçeve ve çelik çatı makas sisteminden oluşmaktadır. Çatı sistemini belirli akslarda yatay ve düşey çelik çaprazlarla desteklenen çelik makas sistemi oluşturmaktadır ve makas sistemleri kat kolonlarına rijit olarak bağlanmaktadır. Bu yapı için deprem etkileri incelenirken, taşıyıcı sistem davranış katsayısı belirlenmesinde yapı yeni yapılacak bina olarak düşünülerek deprem etkileri hesaplanmıştır. Alt bölgede çerçeve sistemi yüksek sünek kabul edilerek taşıyıcı sistem davranış katsayısı R = 8 olarak hesaplamalar yapılmıştır. Üst bölgede ise taşıyıcı sistem davranış katsayısı R = 2 olarak hesaplamalar yapılmıştır. Her bir yapı örneğine farklı hesap yaklaşımları içeren 3 adet yönetmelik doğrultusunda modal analizler ve zaman tanım alanında doğrusal analizler olmak üzere iki farklı doğrusal analiz yöntemi kullanılmıştır. Her bir yapı için taşıyıcı sisteme katkısı en fazla ve en az olan taşıyıcı sistem elemanları belirlenerek, kolon, kiriş ve perde olmak üzere farklı türde taşıyıcı sistem elemanları için deprem etkilerinden elde edilen eleman iç kuvvetleri ile bina kat kesme kuvvetleri incelenmiştir. Doğrusal analizlerden elde edilen sonuçlara göre bu parametreler dört farklı şekilde karşılaştırılmıştır. Birincil olarak, modal analiz yöntemi kullanılarak, her bir yönetmelik hesap yakla şımıyla elde edilen kat kesme kuvvetleri ve eleman iç kuvvetleri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmada her bir yönetmelik yaklaşımı sonucu elde edilen kat kesme kuvvetleri TBDY(2018) hesap yaklaşımından elde edilen taban kesme kuvvetine göre normalize edilerek, farklı yönetmeliklere göre elde edilen deprem etkileri oransal olarak karşılaştırılmıştır. Benzer olarak, her bir yönetmelik yaklaşımına göre yapılan modal analizlerden elde edilen kesit tesirleri TBDY(2018) hesap prosedürlerine uygun şekilde yapılan analizlerden elde edilen birinci kat kesit tesirlerine göre normalize edilerek, farklı yönetmelik yaklaşımlarının iç kuvvetlere etkisi oransal olarak karşılaştırılmıştır. ˙Ikinci karşılaştırma yönteminde farklı yönetmeliklere göre yapılan zaman tanım alanında doğrusal analizlerden elde edilen kat kesme kuvvetleri ve eleman iç kuvvetleri birinci karşılaştırma yöntemine benzer şekilde karşılaştırılmıştır. Bir diğer karşılaştırma yöntemi olarak, yapı tiplerine deprem azaltması yapmadan, modal analiz ve zaman tanım alanında doğrusal analiz uygulanarak elde edilen azaltılmamı ş kat kesme kuvvetleri ve azaltılmamış eleman iç kuvvetleri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma yöntemi ile düşey doğrultuda farklı yanal taşıyıcı sistem türü içeren düzensiz yapılarda modal analizlerin zaman tanım alanında doğrusal analizlere göre farkının gözlemlenmesi amaçlanmıştır. Son olarak, yapılara uygulanan modal analizler ile zaman tanım alanında doğrusal analizlerden elde edilen kat kesme kuvvetleri ve eleman iç kuvvetleri, her bir deprem yönetmeliği hesap yaklaşımına göre karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma yöntemi ile her bir deprem yönetmeliği için modal analizlerden elde edilen kat kesme kuvveti değerlerinin zaman tanım alanında doğrusal analizlerden elde edilen sonuçlara göre farkının gözlemlenmesi amaçlanmıştır. Düşey doğrultuda farklı taşıyıcı sistem türlerini bulunduran yapı tiplerine etki edecek deprem kuvvetlerinin tespiti ve incelenmesi için yapılan bu çalışmada, yapıya etkiye ettirilecek en büyük deprem kuvvetleri ASCE(07-16) hesap yaklaşımından elde edilmiştir. TBDY(2018) ve DBYBHY(2007) hesap yaklaşımlarından elde edilen deprem etkileri arasındaki oran bina tiplerine göre değişkenlik göstermiştir. Ancak, katlar arası kuvvet dağılımları incelendiğinde, tüm binalarda taşıyıcı sistem türünün değiştiği katta meydana gelen kuvvet dağılımdaki değişiminin en etkin şekilde DBYBHY(2007) hesap yaklaşımı sonucunda meydana geldiği gözlemlenmiştir. Doğrusal analiz yöntemleri arasındaki farkın incelenmesi için yapılan karşılaştırmalarda en büyük farkların yine DBYBHY(2007) hesap yaklaşımı sonucunda meydana geldiği gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Nowadays, the response modification coefficient, R has been determining very practical with detailed structural system classifications in seismic codes. However, building structural systems can become more complex due to the increasing demand for construction with increasing population density in the worldwide, the fact that building designs for developing technologies go beyond standards and the construction of more functional buildings in more restricted areas. As a result, a structure to be constructed can have more than one type of seismic force-resisting system in it. In this case, designs comprising hybrid systems and combinations of structural systems in the vertical direction can be produced. Various linear calculation methods are included in the design codes under earthquake effects for combinations of structural systems in the vertical direction. However, there are no studies and information related to the analysis of seismic forces based on the design calculated by the codes approaches. In this thesis, it is aimed to examine and compare the design seismic forces of such structures calculated with the current codes approaches. There are many sample structures in this situation in Turkey. In the thesis study, 3 different building types were determined by taking into consideration the most common building type samples in our country. The codes used in the thesis study and the calculation methods were compared and accepted as the origin of TBDY(2018) and determined as DBYBHY(2007) and ASCE(07-16) The first building type examined in the thesis is a three-story building representing the most common building type in Turkey. The first floor and second-floor seismic forces resisting system type is special reinforced concrete frame system (R = 8) is the lower part of the structure and the third floor is the upper part of the structure. On the third floor, the roof system consists of steel truss system supported by horizontal and vertical steel crosses on certain axles and the truss systems are pinned to the floor columns. In this case, in the upper part of the structure, the seismic forces resisting system type is concrete cantilever column (R = 3). The second type of structure examined in the thesis is a new type of structure that is formed by adding reinforced concrete shear walls in the direction of both earthquakes on the first and second floors forming the lower region of the structure. In this new building type, the lower zone structural system type is special reinforced concrete shear wall (R=6) and the upper zone structural system type is reinforced concrete cantilever column (R = 3). The third type of structure examined in the thesis is an example of an existing industrial structure reinforced with earthquake effects. The first-floor seismic forces resisting system that form the lower part of the structure is a special reinforced concrete frame system. The upper section structural system consists of steel columns, reinforced concrete beams and steel beams, and steel roof truss system. The roof system consists of steel truss system supported by horizontal and vertical steel crosses on certain axles and the truss systems are fixed connected to the top of floor columns. While examining the effects of the seismic force for this structure, the seismic forces were calculated by considering the structure as the new building to determine the response modification coefficient. In the lower region, the frame system is considered to be special moment frame and the response modification coefficient is calculated as R = 8. In the upper region, the response modification coefficient is calculated as R = 2. Two different linear analysis methods, modal analysis and linear analysis in time domain, were used in accordance with three different codes containing different calculation approaches for each building sample. For each structure, the structural elements having the maximum and least contribution to the structural system were determined and the internal forces and shear forces of the buildings obtained from efects of seismic forces were examined for different structural elements such as columns, beams and curtains. According to the results obtained from linear analysis, these parameters were compared in four different ways. Firstly, the shear forces and element internal forces obtained by each codes calculation approaches were compared using modal analysis method. In this comparison, the shear forces obtained as a result of each codes approach were normalized according to the base shear force obtained from the calculation approach of TBDY(2018) and the effects of seismic forces obtained according to different codes were compared proportionally.Similarly, the cross-sectional effects obtained from the modal analyzes made according to each codes approach were normalized according to the first-floor cross-sectional effects obtained from the analyses performed in accordance with the calculation procedures of TBDY(2018), and the effect of different codes approaches on internal forces was proportionally compared. In the second comparison method, the shear forces and element internal forces obtained from linear analyzes were compared in a similar way to the first comparison method in the time domain made according to different codes. As another comparison method, unreduced shear forces and unreduced element internal forces were compared by applying modal analysis and linear analysis in the time domain without earthquake reduction. With this comparison method, it is aimed to observe the difference of modal analysis in the time domain in comparison to linear analysis in irregular structures with different lateral carrier system types in the vertical direction. Finally, the modal analyzes applied to the structures and the shear forces and element internal forces obtained from linear analyzes in the time domain were compared according to the calculation approach of each seismic codes. With this comparison method, it is aimed to observe the difference of the shear force values obtained from the modal analysis according to the results obtained from the linear analysis in the time domain for each seismic codes. ASCE(07-16) calculation approach has been used to determine and investigate the seismic forces that will affect the structure types which have different structural system types in the vertical direction. The ratio between the earthquake effects obtained from the calculation approaches of TBDY(2018) and DBYBHY(2007) varies according to building types. However, when the distribution of forces between the floors is examined, it is observed that the change in the force distribution occurring on the floor where the structural system type changes in all buildings occur most effectively as a result of DBYBHY(2007) calculation approach. In the comparisons made to examine the difference between linear analysis methods, it was observed that the biggest differences occurred again as a result of DBYBHY(2007) calculation approach.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    864175

    Deprem yalıtımlı ve ek sönümleyicili olarak tasarlanan iki yapının genel yapı parametreleri üzerinden karşılaştırılması

    Comparison of two structures designed as seismically isolated and with supplementary damping system in terms of global structural response parameters

    RAMAZAN ÖZGÜR İRİDERE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KUTLU DARILMAZ

  2. Tez No

    381899

    Dışmerkez çaprazlı çelik çerçeve sistemde AISC 341-10 koşullarının değerlendirilmesi

    Investigation of the AISC 341-10 code conditions of eccentrically braced steel frame

    ECEM ÖZŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CAVİDAN YORGUN

  3. Tez No

    622987

    Çimento esaslı kompozit plakalarla güçlendirilmiş bölme duvarlarının kayma dayanımının belirlenmesi

    Determination of shear strength of infill walls strengthened by cement based composite plates

    MUSTAFA GÜR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU

  4. Tez No

    485284

    Non linear time history analysis of a 28 story steel building

    28 katlı çelik bir binanın zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizi

    MURAT KANAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER

  5. Tez No

    152240

    Deprem bölgelerinde yığma yapı tasarımının yönetmeliğe göre incelenmesi

    Examination of masonry structure design on seismic zones in accordance with the relevant regulation

    NURGÜL AKGÜNDÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİLGE IŞIK

Geri Dön