Farklı taşıyıcı sisteme sahip betonarme yüksek binaların deprem performanslarının incelenmesi
Seismic performance evaluation of tall buildings with different structural system
Yazar: FARUK DADAŞ
Danışman: DOÇ. DR. BARIŞ SEVİM
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Gelişmekte olan ve gelişmiş ülkelerdeki hızlı şehirleşme ve giderek artan nüfusun yarattığı konut ve işyeri gereksinimleri, yüksek binalar için daha fazla sayıda kat talep etmektedir. Binadaki kat sayısı artmasıyla, deprem ve rüzgar yükleri binayı daha da zorlaştırmakta ve farklı etkiler oluşturmaktadır. Ülkemiz aktif bir deprem bölgesinde bulunması, önceki depremlerin maddi zararlara ve depremlerden kaynaklanan ölümlerin sayısına bağlı olması nedeniyle mevcut binaların ve yakın gelecekte inşa edilecek binaların deprem performansının değerlendirilmesi gereği ortaya çıkmaktadır. 
Çalışmanın amacı, farklı taşıyıcı sistemlere sahip yüksek binaların deprem performanslarını değerlendirmektir. Bu amaçla taşıyıcı sistemleri çekirdek+çerçeve, çekirdek+çerçeve+çelik çapraz elemanlar çekirdek+perdeli sistemler ile oluşturulmuş otuz katlı üç betonarme yüksek bina ele alınmaktadır. Ele alınan bu üç binanın zaman tanım alanında doğrusal olmayan çözümleme yöntemi kullanılarak deprem performansının belirlenmesi ve performans değerlendirmesi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmada yapısal taşıyıcı sistem, SAP2000-V19.2.1 ortamında malzeme ve geometri özellikleri bakımından doğrusal olmayan davranışları gözönünde bulundurularak modellenmiştir. Dinamik analizler TBDY2016 (taslak) deprem spektrumu temelinde ölçeklendirilen deprem kayıtları kullanılarak gerçekleştirilmiştir.  
Çalışma beş ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, performansa dayalı tasarım ile ilgili önceki çalışmalar ve çalışmanın amacı tanımlanmıştır. 
Çalışmanın ikinci bölümünde, yüksek binaların gelişim süreçleri anlatılmıştır. Bu bölümde yüksek bina tasarımları kronolojik olarak incelenmiş, tasarım süreçlerinde karşılaşılan sorunların çözümünde kullanılan taşıyıcı sistem düzenlemeleri ve geliştirilen kavramlar genel olarak özetlenmiştir. Yüksek bina tasarım yöntemlerinin gelişimleri ve yüksek bina taşıyıcı sistemlerinin sınıflandırılması konuları hakkında kapsamlı bilgilere yer verilmiş, taşıyıcı sistem düzenlenmesi aşamalarında dikkat edilmesi gereken önemli noktalar belirtilmiştir.  
Üçüncü bölümde, TBDY2016 (taslak) yönetmeliğinde doğrusal analize dayalı önboyutlandırma ve performansa dayalı tasarım kuralları özetlenmiştir. Hesap aşamalarında kullanılan yöntemler hakkında detaylı bilgilere yer verilmiştir. 
Dördüncü bölüm, üç tane betonarme yüksek binanın zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılarak deprem performansının belirlenmesi ve yönetmelik koşulları uyarınca değerlendirilmesine ayrılmıştır. Bu bölümde gerçekleştirilen çalışmada kullanılan yapısal taşıyıcı sistem özellikleri, deprem etkilerinin tanımlanması, deprem kayıtlarının seçilmesi ve ölçeklendirilmesi konuları hakkında kapsamlı bilgilere yer verilmiştir.  
Ek olarak doğrusal olmayan analiz modelinin oluşturulması aşamalarında dikkat edilmesi gereken önemli noktalar ve yapısal taşıyıcı elemanların analiz programında modellenmesine ilişkin önerilere yer verilmiştir. Analizler sonunda elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. 
Son bölümde, bu çalışma neticesinde elde edilen sonuçlar ve çalışmanın geliştirilmesi amacıyla sunulan öneriler yer almaktadır. Çalışmanın ekleri, ekler bölümünde toplanmıştır. Bu bölümde sayısal analiz modelinin oluşturulması aşamalarında kullanılan önemli veri giriş bilgileri ve performans değerlendirilmesinde kullanılan çizelgeler yer almaktadır.

Abstract:
Rapid urbanization in developing and developed countries and housing and workplace requirements created by the growing population demands more number of storeys for tall buildings. As the number of storeys in the building increases, the earthquake and wind loads are making it even harder and different effects on the building. The requirement for the evaluation of earthquake performance of current buildings and buildings that will be built in near future become apparent because of the fact that our country is located on an active earthquake region, previous earthquakes caused financial damage and the number of deaths due to earthquakes. 
The purpose of the study is to evaluate the earthquake performance of tall buildings with different structural systems. For the aim, three reinforced concrete tall buildings of 30 storeys are composed different structural systems which core+frame, core+frame+ steel braced elements, core+frames+shear walls. Earthquake performance evaluation of three different buildings were performed by using nonlinear dynamic time history analysis. Structural models were built in SAP2000-V19.2.1 environment considering the material and geometric nonlinearity of the structural components. Dynamic analyses were carried out by using scaled time history records on the basis of the TSC2016 (draft) earthquake design spectra.  
The study consists of five main chapters. In the first chapter, previous works about performance based design and the purpose of the study are defined. 
The second chapter of this study, development process of the tall buildings are explained. In this chapter, design trends of tall buildings are examined in chronological order and solutions of the problems that encountered in the design process of structural systems are summarized. Detailed information about the structural system developments and classifications of the tall building systems are given, some important aspect of structural system configurations are reviewed. 
In the third chapter, the TSC2016 (draft) regulation are summarized the design principles based on linear analysis and performance based analysis. Detailed information about the methods used in the calculations are given. 
The fourth chapter is devoted to the earthquake performance evaluation of three reinforced concrete tall buildings based on nonlinear time history analysis. In this chapter, detailed information about structural system properties of the building, selection and scaling procedure of earthquake records and recommendations on modeling process of the structural components for nonlinear analysis are given. 
In addition, some important points when constructing the nonlinear analysis model and suggestions for structural elements modeling in the analysis program are given. The results obtained at the end of the analyzes were evaluated comparatively. 
Finally, the results obtained from three different models are summarized by using tables and graphs, and then results are examined comparatively. The appendices are given the Appendices chapter of this study. In this chapter, important data entry information used for nonlinear modeling of the structural components and calculated usage ratio tables of the structural components for performance evaluation of the structural system are presented.