Farklı yapısal özelliklere sahip betonarme yapıların çeşitli çözüm yöntemleriyle performansa dayalı analizi
Performance based analysis of reinforced concrete structures with different properties by various solution methods
Yazar: MERT GENÇ
Danışman: PROF.DR. MUSTAFA DÜZGÜN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Betonarme yapılar = Reinforced concrete structures ; Doğrusal olmayan analiz = Nonlinear analysis

Özet:
Tez çalısmasında, depremin yapı elemanlarında meydana getirecegi etkileri vebunun sonucunda belirlenecek yapısal performans seviyelerindeki farklılıklarıincelemek üzere, iki adet plan simetrisine ve aynı kat plan alanına sahip dört ve sekizkatlı ve aynı kat plan alanına sahip burulma düzensizligi olan, dört ve sekiz katlı ikibina olmak üzere, toplamda dört adet betonarme tasıyıcı sistemli bina, ilk ikisiDeprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik' te (DBYBHY-2006)yer alan dogrusal elastik degerlendirme, dogrusal olmayan statik artımsal esdegerdeprem yükü ve deprem mühendisligi literatüründe yer alan, dogrusal olmayan çokmodlu statik artımsal esdeger deprem yükü yöntemleri ile çözümlenmistir.Seçilen dört adet betonarme yapı, yüksek süneklik kosullarını saglayacak sekildeTS-500 ve DBYBHY-2006'da ilgili bölümlerde verilen tasarım kurallarıçerçevesinde boyutlandırılmıstır. Boyutlandırılan bu binalar tasarımda ön görülendegerlere uygun olarak mevcut en kesit boyutu, beton cinsi, donatı çap ve sayısıdikkate alınarak, dogrusal elastik degerlendirme yöntemi, dogrusal olmayan statikartımsal esdeger deprem yükü yöntemi ve deprem mühendisligi literatüründekidogrusal olmayan çok modlu statik artımsal esdeger deprem yükü yöntemlerikullanılarak çözümlenmistir. Bir sonraki adımda, dogrusal olmayan statik itmeanalizlerinden elde edilen yapı kapasite egrilerini esas alan Yer DegistirmeKatsayıları yöntemiyle belirlenen performans noktası için, her iki yöntemle bulunanyatay yer degistirme, göreli kat ötelemesi, kiris plastik dönmesi, kolon-perde plastikdönmesi ve plastik kesit dagılımları cinsinden deprem talepleri birbiriylekarsılastırılmıs ve 50 yılda asılma olasılıgı %10 olan deprem etkisi altında, budeprem taleplerini esas alarak belirlenen yapı performans seviyeleriyle, dogrusalelastik degerlendirme yönteminde eleman etki/kapasite oranlarını esas alarakbelirlenen yapı performans seviyeleri kıyaslanmıstır.Planda simetrik dört ve sekiz katlı yapıların betonarme eleman kesitlerinin hasardüzeylerinin belirlenmesi asamasında, DBYBHY-2006' da donatı ve betondaki birimsekil degistirme taleplerini (istemlerini) esas alan kesit hasarı belirleme yaklasımıyla,FEMA-356'da yer alan, kesit plastik dönme taleplerini esas alan yaklasım birbiriylekarsılastırılmıstır. Tüm kesitler için elde edilen beton ve donatı birim sekil degistirmeistemleriyle, o kesit için dogrusal olmayan artımsal itme analizlerinden çıkıs verisiolarak alınan plastik dönme istemleri karsılastırılarak, kesit hasarını, hangi tipbetonarme tasıyıcı elemanda hangi betonarme malzeme bilesenin belirledigisaptanmıstır.Çalısmada enine kesme donatısının kesiti sargılama etkisinin, kesit ve daha sonrayapı genelinde performans seviyesini belirleyiciligi arastırılmıstır. Buradan hareketleDBYBHY-2006' ya göre yapılan kesit hasarı belirleme çalısmasında, yapıya ait tümelemanlarda elde edilen moment-egrilik iliskilerinde, sargısız ve sargılı betonmodelleri kullanılarak elde edilen toplam plastik birim sekil degistirme istemleri ,DBYBHY-2006' da verilen ilgili sınır birim sekil degistirme degerleriylekarsılastırılarak kesit hasar düzeyi belirlenmistir. FEMA 356' ya göre yapılandegerlendirmedeyse, dogrusal olmayan analizlerden çıkıs verisi olarak alınan plastikdönme talepleri, FEMA 356'da sargısız ve sargılı kesitler için tanımlanan sınırdegerlerle kıyaslanarak, kesit hasar düzeyleri tespit edilmistir. Elde edilen sonuçlartablo ve grafik olarak ilgili bölümlerde sunulmustur.Anahtar Sözcükler: Dogrusal elastik hesap yöntemi, dogrusal olmayan statikartımsal esdeger deprem yükü yöntemi, dogrusal olmayan çok modlu statik artımsalesdeger deprem yükü yöntemi, yer degistirme katsayıları, kesit hasarı, performansseviyesi, burulma düzensizligi, sargılama etkisi.

Abstract:
The aim of this study is, investigate the earthquake demands in members andvariation in overall structural performance level, there are four reinforced concretestructures are analysed with three different earthquake demand estimation methods;linear elastic evaluation method, nonlinear incremental equivalent seismic loadmethod and nonlinear static modal pushover analyis which first two of them areimplemented into the Turkish Earthquake Code- Specification for Buildings to bebuilt in Earthquake Areas?2006. Two of the four and eight storey structures havesame plan area and symmetry. Another pair of structures also have same plan areabut have a torsional irregularity according to Specification for Buildings to be built inEarthquake Areas?2006.Example four reinforced concrete buildings are proportioned and detailedaccording to requirements given in Specification for Buildings to be built inEarthquake Areas?2006. In the earthquake assesment analysis, these existing crosssection dimensions, concrete quality, reinforcement bar size and numbers are used.Structures are analysed with nonlinear incremental equivalent seismic load andnonlinear static modal pushover analyis to compare earthquake demands, like topstory lateral displacements, inter story drifts, beam and coloumn plastic rotations andplastic member distribution and hinge mechanism along structures. In nonlinearmethods structural performans levels are determined by these earthquake demandsfor the performance point obtained by Displacement Coefficient Method. Structuralperformance levels again determined by linear elastic evaluation method whichbased on the member demand-to-capacity ratios and these structural performancesdetermined for the earthquake intensity which have the probability of exceedancewithin a period of 50 years is %10, are compared.viIn the member performance decision, Specification for Buildings to be built inEarthquake Areas ? 2006 member damage estimation method based on earthquakeconcrete or reinforcement strain demand and FEMA 356 member damage estimationmethod based on earthquake plastic hinge demand are compared also. In sectionanalysis, the corelation between member strain demand and plastic hinge rotationdemand taken as a output data from the nonlinear static pushover analysis, isinvestigated to determine the which reinforced concrete member component damageleads the member damage.In this thesis study, the confinement effect on member damage level is alsoinvestigated. For this purpose, when performing the method describe in Specificationfor Buildings to be built in Earthquake Areas?2006, confined and unconfinedconcrete model was used while obtaining the section moment-curvature relationship.Similarly, while performing FEMA 356 member damage estimation method, plastichinge demands compared with numerical acceptance criteria for performance levels.The results are presented by graphics and tables in the concerning chapters.Keywords: Linear elastic evaluation method, nonlinear incremental equivalentseismic load method, nonlinear static modal pushover analysis, displacementcoefficient method, member damage, performance level, torsional irregularity,confinement effect