Okul binalarında uygulanan güçlendirme yöntemlerinin karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of reinforcement methods applied in school buildings
Yazar: YASİN KARATEPE
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HİLAL MEYDANLI ATALAY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Can ve mal kayıplarının önlenebilmesi için mevcut yapıların deprem güvenliği kapsamında değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi hem maliyet hem de uygulama süresi bakımından depreme karşı etkili bir çözüm olarak değerlendirilmektedir. Deprem performansı belirlenerek güçlendirilmesi gerektiği tespit edilen bina için çeşitli güçlendirme yöntemlerinden hangisinin uygulanabileceğine; binanın konumu, mevcut durumu, kullanım amacı, mimari özellikleri güçlendirme için gereken süre ve maliyet değerlendirilerek karar verilmelidir. Sunulan bu çalışmada, mevcut binaların performansının belirlenmesi için binalardan bilgi toplanması, uygulanan değerlendirme/tasarım yaklaşımları, kullanılan hesap yöntemleri, yapı elemanlarındaki hasar sınırları ile hasar bölgelerinin tanımları ve betonarme binalara uygulanabilecek olan güçlendirme yöntemleri incelenmiştir. Çalışma kapsamında mevcut betonarme bir okul binasının Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği'nde (TBDY-2018) verilen esaslar dikkate alınarak doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden tek modlu itme yöntemi ile analiz yapılarak deprem etkileri altındaki performansı belirlenmiştir. Mevcut okul binasının performansının, TBDY-2018'de tanımlanan hedef performans seviyesinin altında kaldığı tespit edilmiş ve sistem düzeyinde güçlendirme yöntemlerinin uygulanması tercih edilmiştir. Okul binasına betonarme taşıyıcı sistemlerin çelik çapraz ilavesi ile güçlendirme ve betonarme perde ilavesi ile güçlendirme yöntemleri ayrı ayrı uygulanmıştır. Güçlendirilmiş okul binasının performansının belirlenmesi için TBDY-2018'de verilen esaslar dikkate alınarak tek modlu itme yöntemi ile analiz tekrarlanmıştır. Analiz sonuçları değerlendirilerek güçlendirilmiş okul binasının sismik performansının yönetmelikte tanımlanmış hedef performans seviyesini sağladığı belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında okul binasının yeniden yapım maliyeti, taşıyıcı sistemin çelik çaprazlar ile güçlendirme maliyeti ve taşıyıcı sistemin ek betonarme perdeler ile güçlendirme maliyeti hesaplanmış, elde edilen maliyetlere göre binanın güçlendirmesine ya da binanın yeniden yapılmasına karar vermek için farklı değerlendirme yöntemleri karşılaştırılmıştır.

Abstract:
To prevent loss of life and property, evaluating and strengthening existing structures within the scope of earthquake safety is considered an effective solution against earthquakes in terms of both cost and implementation time. It should be decided which of the various strengthening methods can be applied to the building, which is determined to need to be strengthened by determining its seismic performance, evaluating the location of the building, its current condition, its intended use, the time required to strengthen the architectural features, and the cost. In this study, collecting information from buildings to determine the performance of existing buildings, applied evaluation and design approaches, calculation methods, damage limits on building elements and definitions of damage zones, and strengthening methods that can be applied to reinforced concrete buildings are examined. Within the scope of the study, the performance of an existing reinforced concrete school building under earthquake effects was determined by analyzing it using single-mode pushover analysis, one of the non-linear analysis methods, considering the principles given in the Turkish Building Earthquake Code (TBEC-2018). The performance of the existing school building was found to be below the target performance level defined in TBEC-2018, and it was suggested to use system-based strengthening methods. The methods of strengthening the reinforced concrete load-bearing system with a steel cross bracing system and an additional reinforced concrete shear wall were applied separately to the current school building. To determine the performance of the reinforced school building, the analysis was repeated with a single-mode pushover analysis, considering the principles given in TBEC-2018. By evaluating the analysis results it was determined that the seismic performance of the strengthening school building reached the target performance defined in the code. In the last stage of the study, the reconstruction cost of the school building, the cost of strengthening the load-bearing system with a steel cross-bracing system, and the additional reinforced concrete shear walls were calculated. According to the calculated costs, different evaluation methods were compared to decide whether the building should be strengthened or to re-built.