Deprem hareketinin düşey bileşeninin betonarme binaların sismik davranışına etkisi
Effect of the vertical component of earthquake ground motion on reinforced concrete buildings seismic behavior
Yazar: FATMA FIRAT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HİLAL MEYDANLI ATALAY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deprem = Earthquake ; Deprem analizi = Earthquake analysis ; Deprem davranışı = Earthquake behavior ; Deprem parametreleri = Earthquake parameters ; Deprem yönetmelikleri = Earthquake regulations ; Deprem yükü = Earthquake load ; Deprem şartnamesi = Earthquake contract ; Deprem şiddeti = Earthquake force ; Depreme dayanıklı binalar = Earthquake resistant buildings ; Depreme dayanırlık = Earthquake proofing

Özet:
İnsan hayatını etkileyen en önemli afetlerden biri olan depremler çok sayıda can ve mal kayıplarına sebep olmuştur. Bu kayıpları önlemek için depreme dayanıklı yapı tasarımı kavramı geliştirilmiş ve bu alandaki akademik araştırmalar sonucunda elde edilen depreme dayanıklı yapı tasarım ilkelerini içeren birçok tasarım yönetmeliği düzenlenmiştir. Deprem etkisindeki betonarme binaların sismik davranışı araştırılırken yer hareketinin düşey bileşeni, yatay bileşen kadar yüksek ivme değerleri üretmemesi ve yapılar tasarlanırken düşey yükler altında büyük bir emniyet katsayısı uygulanması sebebiyle yeterince irdelenmemiştir. Ancak orta ve büyük depremler sonrası yapılan saha araştırmaları, betonarme binalarda depremin düşey bileşeninin de sismik davranışı üzerinde etkin olduğunu göstermiştir. Planlanan bu çalışmada, dört farklı kat planına sahip, mevcut bir binayı temsil eden yatay deprem yüklerine göre tasarlanmış yapı modeli seçilmiş, SAP2000 yapısal analiz programı ile matematiksel olarak modellenerek Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) esaslarına göre değerlendirilmiştir. Yapılarda depremin yatay ve düşey bileşeni etkisinde oluşan yapısal davranışı incelenmiştir. Binalardan ilki simetrik konumlanmış kolon ve kirişlerden oluşan düzenli bir yapı modelidir. İkinci bina farklı kiriş açıklıklarına sahip bir yapı modelidir. Üçüncü ve dördüncü tip bina modelleri Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) kapsamında düşey düzensizlik olarak tanımlanmış kirişe oturan kolonlar içeren betonarme çerçeve modelleridir. Analize tabi tutulan her bir bina dört katlıdır. Betonarme bina modelleri The Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) veri tabanından elde edilen 11 adet gerçek deprem sırasında kaydedilmiş ivme kaydı etkisinde zaman tanım alanında analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarından eleman uç kuvvetleri, göreli kat ötelenmeleri, taban kesme kuvveti ve bina devrilme momentleri dört farklı yapı modeli için tablo ve grafikler ile düzenlenmiştir. Depremin düşey ivmesinin/yatay ivmeye oranı (PGAV/PGAH), Arias Şiddeti, PGA ve PGV parametrelerine ve yapı modeline göre düşey deprem bileşeninin betonarme çerçevenin sismik davranışına etkisi değerlendirilmiştir.

Abstract:
Earthquakes, one of the most important disasters affecting human life, have caused many loss of life and property. In order to prevent these losses, the concept of earthquake resistant building design has been developed and many design regulations containing earthquake resistant building design principles obtained as a result of academic research in this field have been prepared. While investigating the seismic behavior of reinforced concrete buildings under the influence of earthquakes, the vertical component of ground motion has not been adequately examined due to the fact that it does not produce acceleration values as high as the horizontal component and a large factor of safety is applied under vertical loads while the structures are being designed. However, field studies after medium and large earthquakes have shown that the vertical component of the earthquake is also effective on the seismic behavior of reinforced concrete buildings. In this planned study, a building model with four different floor plans, representing an existing building, designed according to horizontal earthquake loads was selected, mathematically modeled with the SAP2000 structural analysis program and evaluated according to the principles of Turkey Building Earthquake Code (TBDY-2018). The structural behavior of the buildings under the influence of the horizontal and vertical components of the earthquake was investigated. The first of the buildings is a regular building model consisting of symmetrically positioned columns and beams. The second building is a building model with different beam spans. The third and fourth type building models are reinforced concrete frame models that contain columns resting on beams defined as vertical irregularities within the scope of Turkish Building Earthquake Code (TBDY-2018). Each building analyzed has four floors. Reinforced concrete building models were analyzed in time history under the effect of acceleration records recorded during 11 real earthquakes obtained from The Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) database. From the analysis results, element end forces, relative storey drifts, base shear force and building overturning moments are arranged with tables and graphs for four different building models. The effect of the vertical earthquake component on the seismic behavior of the reinforced concrete frame was evaluated according to the vertical acceleration/horizontal acceleration ratio of the earthquake (PGAV/PGAH), Arias Intensity, PGA and PGV parameters and the building model.