Prefabrik bir sanayi yapısının deprem etkisindeki performansı ve iyileştirme önerileri
Performance of a prefabricated industrial building under earthquake effects and suggestions for retrofitting
Yazar: EYÜP EMRE ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. GÜRAY ARSLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Türkiye'deki sanayi bölgelerinin dağılımı incelendiğinde büyük bölümünün yüksek deprem tehlikesi içeren bölgeler üzerinde kurulu olduğu ve bu sanayi bölgeleri içerisinde bulunan endüstriyel yapıların önemli bir bölümünün prefabrik (ön üretimli) yapım tekniğiyle üretilmiş betonarme binalar olduğu görülmektedir. Prefabrik yapıların endüstri binaları içerisindeki kullanım oranlarının artışıyla, bu binaların deprem sonrası performanslarının incelenmesi ve güçlendirilmesi ihtiyaçları da aynı şekilde artmıştır. Ülkemizde yaşanan 6 Şubat 2023 tarihli depremlerden sonra bölgedeki prefabrik sanayi yapıları incelendiğinde, büyük çoğunluğunun tek katlı, çok açıklıklı ve çatı kotunda pim bağlantılı binalar olduğu görülmektedir. Yapılara ait dolu gövdeli eğik çatı kirişleri, kolonların üst ucunda bulunan kısa konsollardan çıkan pimlere, kirişler içerisinde bırakılmış silindirik boşluklar vasıtasıyla oturtulmakta ve bu boşlukların içi harç ile doldurulmaktadır. Bu çalışma kapsamında deprem bölgesinde bulunan prefabrik bir sanayi yapısını temsil edebilecek boyutlarda bir yapı, Ls-Dyna sonlu elemanlar programında modellenmiş ve Kahramanmaraş deprem kayıtları altında analiz edilmiştir. Deprem etkisi altında yapının göçme moduna geçtiği görülmüş ve göçme mekanizması incelenmiştir. Yapının göçme mekanizması tariflenecek olursa; öncelikle çatı aşıkları ile çatı makasları arasındaki bağlantılar kapasite kaybına uğramış, aşıklar çatı kaplamalarıyla birlikte çatı düzleminden koparak düşmüştür. Aşıkların ve çatı kaplamalarının çatı düzleminden ayrılmasıyla çatı makasları yanal düzlemde serbest kalmış, deprem hareketinin devamında düzlem dışı devrilme eğilimine geçmiş ve kolon guselerindeki pim bağlantılarını benzer şekilde kopartarak çatı düzleminden devrilerek yıkılmıştır. Bu veriler ışığında yapıda oluşan iç kuvvetler belirlenerek, yük aktarma mekanizmalarına göre çelik plakalar ve ankrajlar vasıtasıyla güçlendirilen aşık-makas ve kolon-makas tipik bağlantıları için Ls-Dyna sonlu elemanlar programında iki farklı katı model oluşturulmuş, çatı düzleminde dolu gövdeli eğik makas kirişleri arasına çelik çaprazlar eklenmiştir. Belirlenen iç kuvvetler altında analizler tamamlanmış ve çelik güçlendirme elemanlarında belirli seviyelerde deformasyonlar oluşmuş olsa da yapısal elemanlarda herhangi bir kapasite kaybı yaşanmadan deprem etkilerinin sönümlenebildiği görülmüştür.

Abstract:
When the distribution of industrial zones in Turkey is examined, it is seen that most of them are built on regions with high earthquake risk and a significant portion of these structures are prefabricated reinforced concrete buildings. When the prefabricated industrial buildings in the region are examined after the earthquakes of February 6, 2023, it is seen that the majority of them are single-storey, multi-span buildings with pin connections at the roof level. The roof beams of the buildings are placed on the pins coming out of the short consoles at the upper end of the columns, through the cylindrical gaps left in the beams, and these gaps are filled with mortar. Within the scope of this study, a prefabricated industrial structure was modeled in the Ls-Dyna finite element program and analyzed under Kahramanmaraş earthquake records. It was observed that the structure went into collapse mode and the collapse mechanism was examined. In the building, first of all, the purlins fell off the roof plane along with the roof coverings. Afterwards, the roof trusses were released in the lateral plane, tended to overturning, and the pin connections on the column gussets were broken in a similar manner, thus falling off the roof plane and collapsing. By determining the internal forces occurring in the structure, two different solid models were created in the Ls-Dyna program for typical purlin-truss and column-truss connections strengthened through steel plates and anchors, and steel bracings were added between trusses on the roof plane. Analyzes were completed under the determined internal forces, and although certain levels of deformation occurred in the steel reinforcement elements, it was observed that the earthquake effects could be absorbed without any loss of capacity in the structural elements.