Bitişik betonarme binalarda deprem kaynaklı çekiçleme etkisinin azaltılması
Mitigation of earthquake-induced pounding effects on adjacent reinforced concrete buildings
Yazar: SUEDA ALTAN
Danışman: PROF. DR. ÖZGÜR AVŞAR
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bağlantı elemanları = Connection elements ; Betonarme = Reinforced concrete ; Bitişik nizam = Adjacent order ; Güçlendirme = Strengthening ; Çekiçleme = Hammering

Özet:
Geçmiş depremlerde mevcut bitişik betonarme binalarda gözlenen en yaygın hasar nedenlerinden biri çekiçleme etkisidir. Çekiçleme binalarda ağır hasar oluşumuna ya da göçmeye neden olabilmektedir. Özellikle kat seviyeleri farklı betonarme binalardaki çarpışmanın kolon elemanlarda ciddi hasarlara neden olduğu birçok çalışmada vurgulanmıştır. Bu çalışma çekiçlemenin kaçınılmaz olduğu durumlarda mevcut betonarme taşıyıcı sistem elemanlarında çekiçlemenin neden olacağı hasarları önlemeyi ya da minimum düzeye indirgemeyi amaçlamaktadır. Bu kapsamda 4 katlı ve 7 katlı betonarme binalarda önerilen güçlendirme yönteminin etkinliği sayısal olarak araştırılmıştır. Binalardaki betonarme kolon elemanları çekiçleme etkilerinden korumak için dolgu duvarların bulunduğu binaların dış aksına çelik I profil kolonlar yerleştirilerek çekiçlemenin bu elemanlarda oluşması sağlanmıştır. Ek olarak çarpışma sırasında ilave enerji sönümü sağlamak için çelik I profil kolonların çarpışma bölgelerine neopren kauçuk malzeme yerleştirilmiştir. 11 farklı deprem ivme kaydı kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler gerçekleştirilmiştir. Çekiçleme modellerinin analiz sonuçlarından elde edilen mutlak kat ivmesi, göreli kat ötelemesi, bağlantı elemanı kuvveti, kat kesme kuvveti ve plastik mafsal dağılımı gibi parametreler farklı çekiçleme durumları için karşılaştırmalı olarak irdelenmiştir. Çekiçleme modelleri oluşturulurken bağlantı elemanlarının tanımında farklı doğrusal olmayan kuvvet-yer değiştirme ilişkileri kullanılarak bağlantı elemanlarının analiz sonuçları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Analiz sonuçlarından elde edilen her parametre farklı bağlantı elemanı ile oluşturulan çekiçleme modellerinde ayrı ayrı incelenmiştir. Analiz sonuçları, mevcut betonarme binalara yerleştirilecek ilave çelik I profil kolon ve neopren kauçuk malzeme ile çekiçleme hasarlarının azaltılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Pounding effect is one of the most common causes for the seismic damages observed in adjacent reinforced concrete (RC) buildings during past earthquakes. This study aims to minimize seismic damage caused by pounding on existing RC structural elements in cases where collision is unavoidable. For this purpose, the pounding effects are investigated by using 4- and 7-story RC buildings. To protect the existing RC column elements from pounding effects, steel I-profile columns are placed in the infill wall and pounding was ensured in these elements instead of existing RC columns. In addition, neoprene rubber pads are placed on the steel I-profile columns to provide additional energy damping during the collision. Nonlinear response history analyses are performed using 11-different real ground-motion records. Parameters such as absolute peak floor accelerations, inter-story drift ratios, link forces, story shear force distributions, and plastic hinge distributions are recorded and compared for each of the pounding conditions. Different nonlinear force-displacement relations are considered in the definition of gap elements to compare the effect of gap element modeling options on the analysis results. For these response parameters, each force-displacement relation defined for different gap elements are examined individually. The analysis results show that the damaging effects of pounding could be reduced with the additional steel I profile column and neoprene rubber pad to be placed in existing reinforced concrete buildings.