Türk ve Amerikan yönetmeliklerine göre yüksek bir binadaki perdelerin doğrusal ve doğrusal olmayan tasarımı
Linear and nonlinear design of shear walls in reinforced concrete tall building according to Turkish and American codes
Yazar: MELİH GÜVEN
Danışman: PROF. DR. KUTLU DARILMAZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yüksek lisans tezi olarak yapılan bu çalışmada, yüksek bir yapıdaki perdelerin Türk ve Amerikan yönetmeliklerine göre doğrusal ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan tasarımı gerçekleştirilmiştir. Türk yönetmelikleri kapsamında; Türk Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY), TS 500 Betonarme Yapıların Tasarım ve Hesap Kuralları ve TS 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri yönetmelikleri kullanılmıştır. Doğrusal ve doğrusal olmayan analizlerin gerçekleştirilmesi büyük oranda TBDY'de anlatılmıştır. Malzeme özellikleri, yük birleşimleri için TS 500, gözönüne alınacak yük değerleri içinse TS 498 yönetmeliği kullanılmıştır. Türk yönetmeliklerinde yer almayan konular içinse yabancı kaynaklara başvurulmuştur. Amerikan yönetmeliklerine göre yapılan tasarım kapsamında; ACI 318-14 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, ASCE 07-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures ve ASCE 41-13 Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings yönetmelikleri kullanılmıştır. Betonarme elemanların kesit hesaplarının yapılmasında ACI 318-14, yapının doğrusal analizinin yapılmasında ASCE 07-10 yönetmelikleri kullanılmıştır. Doğrusal olmayan analiz için ise ASCE 41-13 yönetmeliği kullanılmıştır. Yapılan çalışmada perdeler detaylıca incelenmiş olup kolon ve kirişlerin sadece gerekli dayanım şartlarını sağladığı gösterilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, doğrusal olmayan malzeme davranışı ve performans kavramı incelenmiştir. Malzeme davranışlarının incelenmesi kapsamında, beton ve donatı çeliğinin davranış modelleri incelenmiştir. Ayrıca yayılı ve yığılı plastik mafsal modelleri incelenmiştir. Performans kavramının incelenmesi kapsamında, performans kavramının ana esaslarından bahsedilmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde Türk ve Amerikan yönetmeliklerine göre doğrusal tasarım kuralları detaylıca incelenmiştir.  Çalışmanın dördüncü bölümünde Türk ve Amerikan yönetmeliklerine göre doğrusal olmayan tasarım incelenmiştir. Çalışmanın beşinci bölümünde tasarlanacak yapıya ait bilgiler verilmiştir. Yapıya ait kesit boyutları ve gözönüne alınan yük değerlerinden bahsedilmiştir. Bunlara ek olarak seçilen malzemeler ve bunlara ait özelliklerden bahsedilmiştir. Çalışmanın altıncı bölümünde Türk ve Amerikan yönetmeliklerine göre doğrusal analizler gerçekleştirilmiştir. Doğrusal analizler gerçekleştirilirken Etabs 16.2.0 ve CsiCol 8 programları kullanılmıştır. Analizlerde kullanılacak spektrumların tanımlanmasında kullanılacak harita spektral ivme katsayıları AFAD'ın deprem tehlike haritasından alınmıştır.  Çalışmanın yedinci bölümünde Türk ve Amerikan yönetmeliklerine göre zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler gerçekleştirilmiştir. Doğrusal olmayan analizlerde Perform 3D V5 ve Xtract programları kullanılmıştır. Çalışmanın sekizinci bölümünde, her iki yönetmeliğe göre yapılan tasarımlar sonucu elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In this master's thesis, linear and nonlinear time history analyses of reinforced concrete tall building, according to Turkish and American regulations, are performed. Within the scope of Turkish design codes; Turkish Building Code 2018 (TBDY), TS 500 Requirements for Design and Construction of Reinforced Concrete Structures and TS 498 Design Loads for Buildings are considered. Turkish Building Code is widely used for linear and nonlinear design. TS 498 is employed for material properties and load combinations. TS 498 is applied for load values. Other countries codes and regulations are used for subjects that are not included in Turkish codes. Within the scope of American codes; ACI 318-14 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, ASCE 07-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures and ASCE 41-13 Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings are used. ACI 318-14 is used for reinforced concrete cross section analysis. ASCE 07-10 is used for linear design of building. ASCE 41-13 is used for nonlinear modeling and analysis. In this study, shear walls had examined in detail. Columns and beams have only been shown to assure that the necessary strength requirements are satisfied. In the second part of the study, materials behavior and performance-based design criteria are investigated. Within this scope confined and unconfined concrete behavior is covered as well as stress-strain relations of reinforcing steel bars. Lumped plastic hinge theory and distributed plastic hinge theory is also studied. Performance evaluation criteria are investigated in detail. In the third part of the study, linear analysis and design of reinforcement concrete was conducted in compliance with both Turkish seismic code and American design codes& provisions. In the fourth part of the study, performance-based analysis of the building in compliant with Turkish and American codes is studied. In the fifth part of the study, basic information about structure that is modeled is given. Cross-section dimensions of reinforce concrete members and considered load values are demonstrated. Design material properties for both concrete and reinforcing steel bar are mentioned. In the sixth part of the study, linear analyses are performed according to Turkish and American codes. Etabs v.16.2.0 (for finite element modeling) and CsiCol v8 (for section-analysis) software programs are utilized for linear analysis and reinforced concrete design. Mapped spectral acceleration values that are used for response spectra are obtained via seismic risk coefficient map which is published by Turkey Disaster an Emergency Management (AFAD).  In the seventh part of the study, nonlinear analyses are performed according to Turkish and American codes. Perform 3D V5 and Xtract software programs are employed for nonlinear analysis and cross section analysis respectively. In the eighth part of study, analysis results are compared between according to Turkish and American codes.