Betonarme bir hastane binasının dbybhy 2007 ve tbdy 2018 kapsamında deprem performansının değerlendirilmesi
Evaluation of earthquake performance of reincforced concrete hospital building using dbybhy 2007 and tbdy 2018
Yazar: BURAK UÇAR
Danışman: PROF. DR. KADİR GÜLER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Son yıllarda ülkemizde yaşanan tahripkar depremlerden sonra, yapı ve deprem mühendisliğinde yapıların deprem performansının önemi oldukça önem kazanmıştır. 2007 yılında yayınlanan Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik ile mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi kapsamında performansının belirlenmesi ile ülkemiz inşaat mühendisleri lineer ve lineer olmayan performans analizi kavramı ile tanışmış, 2018 yılında yenilenen Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile bu performans kavramı şekildeğiştirmeye göre tasarım ve değerlendirme olarak güncellenmiştir. TBDY 2018'de binaların hedef performans talebine göre tasarım aşamasında da performans hesabı yapılması istenmektedir. Bu tez çalışmasında İstanbul Kadıköy ilçesinde yapılması kurgulanan çerçeve ve perde-çerçeve taşıyıcı sisteme sahip 9 katlı betonarme bir hastane binasının TBDY 2018 kapsamında dayanıma göre tasarımı yapılmıştır. Tezin amacı DBYBHY 2007 ile TBDY 2018 yönetmelikleri kullanılarak bina performansının lineer olmayan yöntemler kullanılarak belirlenmesi ve karşılaştırılmasıdır. Tez çalışmasında kuvvet bazlı tasarımı TBDY 2018 yönetmeliğine göre yapılan binanın, DBYBHY 2007'de tanımlanan lineer olmayan iki yöntem olan itme analizi ile zaman tanım alanında hesap yöntemi ile deprem performansı I=1,5 ve I=1,0 deprem düzeyleri için toplamda 4 adet olacak şekilde performans analizi yapılmıştır. Bu analizden elde edilen sonuçlar ile TBDY 2018 kapsamında tariflenen lineer olmayan hesap yöntemlerinden tek modlu itme analizi ile zaman tanım alanında hesap yöntemi kullanılarak DD-1 ve DD-2 deprem seviyeleri için toplamda 4 adet performans analizinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca iki yönetmelik arasındaki depremsellik farkını sabit tutmak amacı ile DBYBHY 2007'de tanımlı  uygun I=1,0 deprem düzeyine denk gelen , TBDY 2018'de tanımlı DD-2 tasarım spektrumu kullanılarak, DBYBHY 2007'de "Hemen Kullanım Performans Düzeyi" araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlarda dayanıma göre tasarımı TBDY 2018 kapsamında yapılan binanın, yine aynı yönetmeliğin performans hedeflerini sağladığı yapılan lineer olmayan hesap yöntemleri ile gösterilmiş, DBYBHY 2007 de hedeflenen I=1,0 deprem düzeyi altında "Hemen Kullanım Performans Düzeyi"ni sağlamadığı gösterilmiştir. DBYBHY 2007 kriterleri ile TBDY 2018 DD-2 spektrumu kullanılarak oluşturulan analiz durumunda ise, bina hedef performans düzeyi olan "Hemen Kullanım Performans Düzeyi"nin sağlandığı görülmüştür.
Tez çalışmasının birinci bölümünde konuya giriş yapılmış, tez çalışmasının amacı anlatılmıştır. Çalışmanın ikinci ve üçüncü bölümünde yapısal performans düzeyleri, kesit hasar sınırları ve plastik mafsal teorisi anlatılmıştır. Ayrıca ikinci bölümde iki yönetmelikte tarifli kuvvet bazlı tasarımda yeni yönetmelikte verilen başlıca değişiklikler karşılaştırılmıştır.
Dördüncü bölümde, tasarımı yapılan binanın tasarım aşaması ile ilgili bilgiler verilmiştir. İki yönetmelikte lineer olmayan itme analizi ile ilgili hesap detayları verilmiş, zaman tanım alanında hesap için gerekli deprem kayıtlarının seçimi ve kullanılan kayıtların listesi verilmiştir. Her analiz sonucunda elde edilen performans düzeyleri eleman bazında ve kat bazında ayrıntılı verilmiştir.
Tez çalışmasının beşinci bölümünde ele alınan binanın performans analizlerine ilişkin sonuçlar irdelenmiş, iki yönetmelik arasında performans kavramı açısından farklar verilmiş ve tartışılmıştır.
Çalışmadan elde edilen başlıca sonuçlar aşağıdaki gibi özetlenebilir;
•	TBDY 2018 kapsamında dayanıma göre tasarımı yapılan bina taşıyıcı sistemi, yine aynı yönetmeliğin şekildeğiştirmeye göre tasarım ve değerlendirme kurallarına göre yapılan performans analizlerinde, bina hedef performans düzeylerini sağlamaktadır.
•	Bina taşıyıcı sistemi, DBYBHY 2007 kapsamında tanımlı doğrusal olmayan analiz yöntemleriyle performans hedeflerinden I=1,0 deprem düzeyi bina performans hedefi, I=1,0 tasarım spektrumu (DBYBHY 2007'de tanımlı) kullanılarak  yapılan analizde, hedef bina performans seviyesi olan "Hemen Kullanım Performans Düzeyi"ni sağlamamaktadır. Elde edilen performans analizi sonucunda kiriş hasar oranları, yönetmelik talebi olan kirişlerin %10'nun "Belirgin Hasar Bölgesi"ne geçebilmesi şartını sağlamamaktadır. Ancak  DBYBHY 2007 kapsamında tanımlı doğrusal olmayan analiz yöntemi hedeflerinden I=1,0 deprem düzeyi bina performans hedefi ile TBDY 2018'de tanımlı DD-2 tasarım spekturumu kullanıldığında bina hedef performans düzeyi sağlanmaktadır.
•	Bina tasarımına ilişkin bazı detaylar ile bazı sayısal analiz sonuçları tezin ekler kısmında verilmiştir.
•	Yapılan farklı deprem düzeyleri ve bina hedef performansları için doğrusal olmayan performans analizlerinde, ele alınan bina taşıyıcı sisteminin zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesabında, bina modal davranışını daha düzgün yansıtması nedeniyle itme analizlerinden daha olumsuz sonuçlar verdiği görülmüştür. Dolayısıyla bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre itme analizi sonuçlarının zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesaba göre güvensiz sonuçlar verdiği belirtilebilir. Bu sonuca ulaşılmasında, binanın 9 katlı olmasının etkisi olduğu söylenebilir.

Abstract:
In recent years a number of destructive earthquakes have been occured in Turkey and the importance of earthquake performance of buildings and structural and earthquake engineering is getting popular. With Turkish Seismic Code 2007 (TSC 2007), the determination of the performance of existing buildings acquainted with the concept of civil engineers linear and non-linear performance analysis. In Turkey we have new Seismic Code in 2018 (TSC 2018), the seismic performance concept has been updated and widened to design and evaluation. In TSC 2018, performance analysis is required in the design stage according to the target performance demand of the buildings. In this thesis, a 9 story reinforced concrete hospital building with frame and shear wall-frame system designed to be constructed in Kadıköy district of İstanbul was designed according to the strength based rules of TBDY 2018. The aim of this thesis is to determine the building performance using non-linear analysis methods by using TSC 2007 and TSC 2018 seismic codes. In the thesis, the force-based design of the building, which was designed according to TSC 2018 code, 4 different performance analysis will made for two different earthquake performance levels, I = 1,5 and I = 1,0, by using nonlinear push-over analysis and nonlinear time history analysis defined in TSC 2007. The results obtained from this analysis were compared with the results obtained from a total of 4 performance analyzes for DD-1 and DD-2 earthquake levels using single-mode push-over analysis and nonlinear time history analysis described within the scope of TSC 2018. In addition, in order to keep the seismicity difference between the two codes (TSC 2007 and TSC 2018) constant, the "Immediate Use Performance Level" was investigated in TSC 2007 using the DD-2 design spectrum defined in TSC2018, which corresponds to the appropriate I = 1,0 earthquake level defined in TSC 2007. According to the results, the building, which was designed according to strength based rules in the scope of TSC 2018, has been shown with non-linear calculation methods, which also meet the performance targets of the same regulation, and it has been shown that the building does not meet the "Immediate Use Performance Level" under the targeted I = 1.0 earthquake level in 2007. In the case of the analysis using the TSC 2007 criteria and TSC 2018 DD-2 spectrum, it was seen that the building target performance level "Immediate Use Performance Level" was satisfied.
 In the first part of the thesis, the subject is introduced and the purpose of the thesis is explained. In the second and third part of the study, structural performance levels, cross-sectional damage limits and plastic hinge theory are explained. In the second part, the major changes in the force-based design described in the two codes are compared.
In the fourth section, information about the design phase of the building is given. In two code, calculation details related to nonlinear performance analysis are given, selection of earthquake records and list of records are given in time domain. The performance levels obtained as a result of each analysis are given by stories different structural elements.
In the fifth chapter of the thesis, the results are examined and the differences between the two codes in terms of performance concept are given.
The main results can be summarized as follows;
•	The building, which was designed according to strength based rules within the scope of TSC 2018, provides the building target performance levels in the performance analyzes performed according to the design and evaluation rules according to the deformation of the same code (TSC 2018).
•	 I = 1,0 earthquake level building performance target, which is one of the performance targets using nonlinear analysis methods defined within the scope of TSC 2007, is used in the analysis using I = 1,0 design spectrum (defined in TSC 2007), does not satisfy requirements. As a result of the performance analysis, the beam damage ratios does not meet the requirement that 10% of the beams demanding code can pass into the "Distinctive Damage Zone". However, when I=1,0 earthquake level building performance target defined in TSC 2007 and the DD-2 design spectrum defined in TSC 2018 are used in the non-linear analysis method, the building target performance level is provided.
•	Some design details of building and some numerical analysis results are given in appendices of the thesis.
•	In the nonlinear performance analysis for different earthquake levels and building target performances, it was seen that the nonlinear analysis results in time domain gives more inconvenient results than push-over analysis because it reflects the building modal behavior more smoothly. Therefore, according to the results obtained from this study, it can be stated that the results of push-over analysis gives insecure results according to nonlinear time history analysis. It can be said that, the fact that the building has 9 story is effective in reaching this results.