Deprem dayanımı yetersiz betonarme çerçevelerin bağ kirişli dış perde duvar uygulaması ile güçlendirilmesi
Strengthening of reinforced concrete frames of insufficient eartquake resistance by applying external shear wall with coupling beam
Yazar: MURAT ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. M. YAŞAR KALTAKCI
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme = Reinforced concrete ; Deprem davranışı = Earthquake behavior ; Güçlendirme = Strengthening ; Pushover analiz = Pushover analysis

Özet:
Yıkıcı depremlerin sık şekilde yaşandığı Türkiye'de, mevcut betonarme binaların önemli bir bölümünün dayanım ve rijitlikleri istenen seviyede değildir. Bu nedenle, depremlerde ağır can ve mal kayıpları yaşanmaktadır. Günümüzde betonarme binaların davranışlarının iyileştirilmesi için çeşitli güçlendirme yöntemleri uygulanmaktadır. Ancak, güçlendirme çalışmaları süresince genellikle binanın kullanımı engellenmekte ve bina içinde yapılan güçlendirme ağır ek maliyet getirmektedir. Dolayısıyla, hem konut türündeki binaların hızlı bir şekilde güçlendirilmesini sağlamak; hem de hastane, okul gibi sürekli kullanımda olan ve boşaltılması mümkün olmayan kamu binalarını güçlendirebilmek için daha kolay ve etkili yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, bu isteğe cevap verebilmek amacıyla, çerçeve düzleminde olacak şekilde bina dışında oluşturulan betonarme perdelerin, mevcut betonarme çerçevelere farklı türlerdeki bağ kirişleri ile bağlanması sonucu oluşturulan güçlendirilmiş taşıyıcı sistemlerin dayanım ve davranışları deneysel ve analitik olarak araştırılmıştır. Bu amaçla, iki katlı, tek açıklıklı, 1/2 geometrik ölçeğinde modellenen ve ülkemizde sıklıkla görülen yapım kusurlarını içeren 4 adet betonarme çerçeve üretilmiştir. Bu çerçevelerin 1'i boş, 2'si bağ kirişli betonarme dış perde duvar ilavesiyle güçlendirilerek (çerçeve ile perde arasında belirli bir boşluk bırakılarak bağ kirişi ile elemanların birbirine bağlandığı teknik) ve 1'i de karşılaştırma amacıyla bağ kirişsiz betonarme dış perde duvar ilavesiyle güçlendirilerek (çerçeve ile perde arasında boşluk bırakılmadan elemanların birbirine bağlandığı teknik) depremi benzeştiren yatay yük altında denenmiştir. 5. deney olarak da güçlendirme amacıyla sisteme ilave edilen dış perdenin bireysel olarak dayanımı ve davranışı incelenmiştir. Numunelerin denenmesi amacıyla, üst kata 2 birim, alt kata ise 1 birim yatay yük uygulanarak, depremdeki üçgen yük dağılımını gerçekleştirecek eşdeğer bir statik yatay yükleme sistemi hazırlanmış ve numuneler tersinir-tekrarlanır yatay yükleme altında denenmiştir.Deneylerden elde edilen sonuçların değerlendirilmesi ile her bir taşıyıcı sistemin yatay yük taşıma kapasitesi, enerji tüketme gücü, rijitlik özellikleri ve genel davranışları elde edilmiştir. Çalışmanın analitik kısmında ise, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılan statik itme (pushover) analizinden elde edilen sonuçlar ile diğer bazı analitik çalışmaların sonuçları, deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Son bölümde ise, elde edilen deneysel ve analitik sonuçlar irdelenerek değerlendirilmiş ve önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
A considerable number of the existing reinforced concrete buildings in Turkey where destructive earthquakes are experienced frequently do not have required strengths and rigidities. Therefore, the earthquakes result in serious life and asset losses. Today, many strengthening methods are applied for the improvement of the behaviors of the reinforced concrete structures against earthquakes. However, the utilization of the building is prevented during the strengthening processes that cause additional heavy costs. Therefore, easier and more effective methods should be developed to provide the rapid strengthening of the house constructions and strengthen the public buildings like schools that are continuously under utilization and can not be emptied. In this study, the variations of ?external shear wall addition? method that is applied to the exterior sides of the building and will respond to the aforementioned demand were investigated experimentally. For this purpose, four reinforced concrete frames were produced as single span, two floors in ½ geometric scales which contained the problems encountered in our country. One of these frames was empty frame, while the other one was strengthened with external shear wall addition without any tie beams (the members are tied together without leaving any empty space between frame and shear wall) and the other two were strengthened with external shear wall addition and tie beams (the tie beams and the members are tied together by leaving empty space between frame and shear wall). A fifth experiment was carried out to investigate the individual behavior of the external shear wall added to the system for strengthening purpose. A triangular loading distribution system was performed by applying 2 units of loading to the upper floor and 1 unit of loading to the lower floor.The evaluation of the experimental data resulted in obtaining the horizontal load-carrying capacity, energy consumption capacity, rigidity property and general behaviors of each system. In the analytical section of the study, the experimental results were compared with the results obtained by the static pushover analysis executed with finite elements method and some other analytical studies. The final section involves the evaluation of the experimental and analytical results and some suggestions related to the study.