Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde verilen farklı zemin sınıflarına göre betonarme bir binanın bodrum katlı modellenmesinin kaba inşaat maaliyetine ve bina davranışna etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects on rough construction cost and building behavior of basement story modeling of a reinforced concrete building, according to different soil classes given in Turkiye Building Earthquake Code
Yazar: NESLİHAN KAYA KARPUZ
Danışman: PROF. DR. ŞENOL GÜRSOY
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Türkiye, Dünya'nın aktif deprem kuşaklarının biri üzerinde yer almaktadır. Dönemsel olarak ülkemizin dört bir yanında yüksek şiddetli ve yıkıcı özellikte depremler meydana gelmiş, can ve mal kayıplarına neden olmuştur. Bu kayıplarımızı en aza indirgemenin koşulu yapıların depreme dayanıklı olmasına bağlı olmaktadır. Bu da mühendislerin deprem yönetmeliklerine uygun tasarım ve değerlendirme yapmasını gerektirmektedir. Diğer bir ifadeyle söz konusu yapının etkiyen yükleri karşılamakta yeterli olması ile mümkündür. Yapıya etki eden deprem yüküne göre yapısal çözümleme analiz yöntemine göre farklılıklar göstermektedir. Ayrıca yürürlükteki Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine göre deprem yükü, bina yüksekliği, taşıyıcı sistemin özelikleri, yapının inşa edileceği arsanın lokasyonu ve yerel zemin sınıfına göre de değişkenlik gösterebilmektedir. Diğer ifadeyle yapılardaki taşıyıcı perde duvarlar, yerel zemin sınıfları ve taşıyıcı sistem özellikleri söz konusu yapının maruz kalacağı deprem kuvvetlerini etkilemektedir.
Bu çalışmada Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde tanımlanan yerel zemin sınıfları ve bodrum katta farklı sayıda-cephelerde betonarme perde duvarların bulunmasının bina deprem davranışına etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla örnek olarak seçilen binanın Sta4-Cad programıyla oluşturulan modellerinin aynı parselde olduğu kabul edilerek beş farklı yerel zemin sınıfları (ZA, ZB, ZC, ZD ve ZE) dikkate alınarak ZA ve ZB yerel zemin sınıfları için bodrum katta perde duvar olmaması, bir, iki, üç ve dört cephede perde duvar olması durumlarına göre 5'er adet bina modeli oluşturulmuştur. Ayrıca ZC zemin sınıfından itibaren de tüm bu durumlara ek olarak söz konusu binanın kazıklı olması durumu baz alınarak 6'şar adet bina daha modellenmiştir. Tüm bu durumlar dikkate alındığında toplamda 28 adet bina modeli tasarlanmıştır. Diğer taraftan Karabük ili sınırları içerisinde uygulanacak İmar Yönetmeliğine göre kat yüksekliği 3 m olan 36 m yüksekliğindeki 12 katlı bir bina örnek olarak seçilerek Sta4-Cad modellenerek, Eşdeğer Deprem Yükü ve Mod Birleştirme Yöntemlerine göre yapısal çözümlemeleri gerçekleştirilmiştir. Yapısal çözümlemeler sonucu bina modelleri arasındaki davranış farkları; perde duvar taban momentleri, deprem kuvvetleri, bina periyotları, yerdeğiştirmeler, burulma düzensizliği, taban kesme kuvveti ve kaba inşaat maliyeti gibi parametreler dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Ayrıca ZC zemin sınıfında bodrum perdeli kazıksız, bodrum perdeli kazıklı, bodrum perdesiz kazıksız ve bodrum perdesiz kazıklı durumlar kendi içerisinde yukarıda bahsedilen parametreler dahilinde karşılaştırılmıştır.
Yapısal çözümlemelerden elde edilen sonuçlar, rijit bodrumlu binalar için yeni Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde yapılan değişikliklerin olumlu olduğunu, bina bodrum kat cephelerine perde duvar ilave edildikçe ve yerel zemin sınıfı ZA'dan ZE'ye gidildikçe söz konusu binanın kaba inşaat maliyetinin arttığını ortaya koymaktadır.

Abstract:
Türkiye is located on one of the world's active earthquake zones. Periodically, high intensity and destructive earthquakes have occurred all over our country, causing loss of life and property. The condition of minimizing these losses depends on the earthquake resistance of the structures. This requires engineers to design and evaluate in accordance with earthquake regulations. In other words, it is possible if the structure in question is sufficient to absorb the applied loads. The earthquake load affecting the structure varies depending on the structural analysis method. In addition, according to the current Turkish Building Earthquake Regulation, earthquake load may vary depending on the building height, the characteristics of the structural system, the location of the land on which the building will be built and the local soil class. In other words, shear walls in buildings, local soil classes and structural system features affect the earthquake forces to which the building in question will be exposed.In this study, the effect of local soil classes defined in the 2019 Turkish Building Earthquake Regulation and the presence of reinforced concrete shear walls on different facades and numbers in the basement storey on the earthquake behavior of the building was investigated. For this purpose, assuming that the models of the building chosen as an example, created with the Sta4-Cad program, are on the same parcel, five different local soil classes (ZA, ZB, ZC, ZD and ZE) are taken into account, and for local soil classes ZA and ZB, there is no shear wall in the basement, five building models were created depending on the presence of shear walls on one, two, three and four facades. In addition, starting from the ZC soil class, in addition to all these situations, 6 more buildings were modeled based on the fact that the building in question is piled. Considering all these situations, a total of 28 building models were designed. On the other hand, according to the Zoning Regulation to be applied within the borders of Karabük province, a 12-storey building with a storey height of 3 m and a height of 36 m was selected as an example, and by modeling Sta4-Cad, its structural analyses according to the Equivalent Earthquake Load and Mode Combination Methods was carried out. Differences in behavior between building models as a result of structural analyses; shear wall base moments were evaluated by taking into account parameters such as earthquake forces, building periods, displacements, torsional irregularity, base shear force and rough construction cost. In addition, in the ZC ground class, the situations of presence of shear wall-absence of piles in the basement storey, presence of shear wall-piles in the basement storey, absence of shear wall-piles in the basement storey, and absence of shear wall-presence of piles in the basement storey were compared within the above-mentioned parameters.
The results obtained from structural analyses reveal that the changes made in the new Turkish Building Earthquake Code for buildings with rigid basements are positive, and that the rough construction cost of the building in question increases as shear walls are added to the building basement facades and the local soil class moves from ZA to ZE.