Yoğun deprem risk bölgesindeki bir okul binasının türkiye bina deprem yönetmeliği 2018'e göre değerlendirilerek güçlendirilmesi
Evaluation and reinforcement according to the turkey building earthquake code 2018 of a school building in the intensive earthquake region
Yazar: SELMA GÜNEŞ
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM ÇAVDAR
Gümüşhane Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Deprem geçmişten beri insanlık tarihinin en büyük problemlerinden biri olmuştur. İnsanların yerleşik hayata geçmesi ile depremlerin etkileri artmış, can ve mal kayıplarını da beraberinde getirmiştir.  Deprem mühendislerinin yaptığı çalışmalar sonrası depremin yıkıcı etkisini en aza indirmek için birçok deprem yönetmeliği oluşturulmuştur. Yapıların da bu yönetmelikler doğrultusunda tasarlanmasını ve inşa edilmesini zorunlu kılmıştır. Ancak gerek uygulama da yapılan ihmaller gerek yönetmeliklerin yetersizlikleri deprem felaketlerinin önüne geçememiştir.
Bu tez çalışması kapsamında 1996 yılında ve 1975 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmeliğe (ABYYHY) göre inşa edilen İstanbul ili Eyüp ilçesinde yer alan bir okul binasının mevcut ve güçlendirilmiş halinin doğrusal ve doğrusal olmayan analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapı uzun doğrultu da 45 m, kısa doğrultu da 40 m uzunluğundadır. Yapı yüksekliği 10.08 m'dir. Binanın mevcut durumundan hareketle Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018'de (TBDY-2018) varılan bilgiler doğrultusunda Dayanıma Göre Tasarım (DGT) ve Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım (ŞGDT) hesap yöntemleri kullanılmıştır. 
Bu amaca yönelik olarak tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm de daha önceki yıllarda mevcut binalara ilişkin gerçekleştirilen deprem analizleri ve güçlendirme çalışmaları özet halinde sunulmuştur. TBDY-2018 deprem yönetmeliğinin mevcut binalara yaklaşımı ve yapılan deprem analizlerine ilişkin bilgiler verilmiştir. Mevcut yapının deprem etkilerine karşı esas alınacak olan hesap ilkeleri belirlenmiştir. Mevcut binalardan bilgi toplanması, taşıyıcı elemanların hasar sınır bölgelerinin belirlenmesi, yapıya ait performans hedeflerine ilişkin bilgiler ve yapıya ait analiz yöntemlerine ilişkin bilgiler bu bölümde verilmiştir. 
İkinci bölümde 1996 yılında inşası yapılmış okul binasına ilişkin yapılan çalışmalar sunulmuştur. Öncelikle binanın tahribatlı (betondan karot alma, betonarme çeliği numunesi alma) ve tahribatsız (schmidt çekici) yöntemlerle mekanik özellikleri belirlenmesi yoluna gidilmiştir. Ayrıca beton örtüleri sıyrılarak donatı sayı ve konumları belirlenmiştir. Sonra karot ve donatı numuneleri üzerinde laboratuvarda ilgili deneyler yapılarak mekanik özellikleri belirlenmiştir. 
Üçüncü bölümde mevcut eğitim kurumunun Structural Analysis Program (SAP 2000) programı ile tasarımı gerçekleştirilmiş ve TBDY-2018 deprem yönetmeliğine göre doğrusal ve doğrusal olmayan deprem analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler doğrusal analiz kısmı için Eşdeğer Deprem Yükü, doğrusal olmayan analizler için İtme analizleri ve Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. 3 katlı eğitim kurumunun TBDY-2018'den alınan bilgiler doğrultusunda doğrusal olmayan hesap adımı analizlerinin sınır şartlarının kontrolünde 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan Deprem Yer Hareketi Düzeyi-1 (DD-1) ŞGDT'ye göre kontrollü hasar (KH) performans düzeyine göre ve 50 yılda aşılma olasılığı %50 olan Deprem Yer Hareketi Düzeyi-3 (DD-3) ŞGTD'ye göre sınırlı hasar (SH) performans düzeylerinin sağlanması istenmektedir. Gerçekleştirilen tez çalışmasında işlemlerin uzun olmasından kaynaklı olarak sadece en büyük deprem hareketi olduğu için DD1 deprem yer hareketi düzeyinin KH performans hedefine göre sağlanıp sağlanmadığı durumları incelenmiştir.
Dördüncü bölümde ise elde edilen sonuçlar ve mukayeseler değerlendirilmiş, öneriler sunulmuştur. Yapının güçlendirilmiş durumda daha rijit bir davranış sergilediği, yer değiştirmelerin yapının optimum sınırları içerisinde kaldığı, kolon ve kirişlerin üzerine gelen yüklerin daha az olduğu ve hasarların daha az olduğu görülmüştür. Aynı durum yapının mevcut durumu için söylenemez. Yapılan güçlendirme çalışmasının yapının mevcut durumuna ait hasar sınır bölgelerinde ne kadar etkili olduğu, depremin etkileri sonrası oluşacak taban kesme kuvvetlerinin ve yer değiştirmelerin yapıda ne kadar minimum edildiğinin kontrolleri iki durum için de gerçekleştirilmiştir. Elde edilen mukayese sonrası artan yapı stokunun beraberinde getirdiği deprem ve depremlerin bıraktığı kalıcı hasarları en aza indirmek, gerekli özen gösterilmeden ve eski yönetmelikler göz önünde bulundurularak yapılmış olan günümüz mevcut yapılarının can güvenliğini tehdit etmeden, en ekonomik şekilde güçlendirilmesi amaçlanmış ve tüm hasarlı olabilecek yapılar üzerinde güçlendirme çalışmalarının önemi vurgulanmıştır. Yeni yönetmeliğin de gereğinden fazla üzerinde durduğu bu bölüm de günümüz yapılarının ve o yapıların deprem karşısındaki davranışının daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür.

Abstract:
Earthquake has played an important role as one of the biggest problems throughout the history of humanity from past to present. Since people lived in large communities increased the devastating effects of the earthquake. So many research and studies were conducted by earthquake engineers and scientists to reduce destructive effects of the potential earthquakes. In the light of that works, earthquake engineers and scientists made numerous earthquake regulations which are directly binding rule for designing and implementing in a construction process by the impact of the earthquake. But, when we look past, mistakes in construction process and inadequacies of the regulations could not totally prevent harmful effect of it.
In this thesis study, a school building is in the centre of the research, which was constructed in 1996 in accordance with regulations for the structures to be built in disaster areas 1975 (ABYYHY-1975) in Eyüp district of Istanbul. The Earthquake resistance of both existing and retrofitting state of the school building was analysed by using linear and nonlinear analysis methods. The building is 45 meter in long direction and 40 meter in short direction, which is 10.08 meter in its height. Based on the TBDY-2018, two calculation methods are used in this thesis study, which are Strength-Based Design Approach (DGT) and Deformation-Based Design Approach (SGDT).
This thesis study is categorized in five sections. In the first chapter, seismic analyses and strengthening studies of existing buildings in previous years are presented in summary. It includes that what kind of technical details and calculation methods are taken place in TBDY-2018 for the current buildings. Moreover, gathering information from the buildings, determining level of damage, analysis methods and targeting capacity of earthquake resistance of existing buildings are also mentioned in this section. 
In the second chapter, details of performed studies at the school building constructed in 1996 are shown. The studies consist of destructive test and non-destructive test, which are directly related to determine mechanical properties of construction materials of the existing building. The tests are concrete core sample, reinforcement sample, scrapings of concrete cover, rebar readings with electronic device and Schmidt hammer test. Thanks to the works carried out, laboratory results were obtained. Then the mechanical properties were determined with the experimental data. 
In the third chapter, the model of existing educational institution building has been created by using SAP 2000 structural analysis software. According to TBDY-2018, linear and nonlinear analysis have been made. Equivalent earthquake load method has been used for linear analysis; on the other hand, static pushover and time history methods have been used for nonlinear analysis. With the received information from TBDY-2018, there were two performance level that we have tried to ensure safety condition to limit damage level for the three-story educational institution building. For the first performance level, it has been wanted to provide controlled damage performance level (KH) with a 2% probability of exceeding in 50 years earthquake ground motion level (DD-1) for TBDY-2018) in control of boundary conditions of non-linear analysis. For the second one, it has been desired to ensure limited damage performance level (SH) with a 50% probability of exceeding in 50 years earthquake ground motion level (DD-3) for TBDY-2018 under the same analysis conditions. However, due to the long-drawn-out of analysis process, it was only examined whether the earthquake ground motion level (DD-1) was achieved according to the controlled performance target.
In the last chapter, results, comparisons and suggestions were clearly presented. It was obviously observed that developing strengthened model showed more rigid behavior, the displacements remain within the optimum limits of the structure, loads on the columns and beams were less, and the damages were less. The same cannot be said for the current state of the building. Performed retrofitting works had glorious impact on limited area of damage for the existing building. Furthermore, the controls of how much the base shear forces and displacements that could occur after the effects of the earthquake had been minimized in the structure were carried out for both cases. In the light of the obtained comparison from this thesis study, strengthening is extremely important in order to minimize the permanent damage caused by earthquakes with the increasing building stock. So, it is economically aimed to strengthen today's existing structures, which were built without due care and with taking into account the old regulations. It is emphasized that all damaged structures can be saved with retrofitting works to protect security of life. Consequently, it is clearly seen that strengthening that gives better results against earthquake, which is overemphasized in the new regulation.