Betonarme yapıların burkulması engellenmiş çelik çaprazlar ile dış güçlendirme metotlarının geliştirilmesi
The development of design methods for seismic retrofitting of reinforced concrete structures wi̇th buckling restrained braces
Yazar: ELİF FİRUZE ERDİL
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN ÖZÇELİK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Sismik güçlendirme = Seismic strengthening

Özet:
Deprem kuşağı üzerinde olan ülkemizde mevcut şartname ve yapım teknikleri ile depreme karşı dayanıklı yapıların yapılması mümkün hale gelmiştir. Ancak özellikle 1999 yılından önce yapılan yapılar can ve mal kaybı açısından ciddi risk oluşturmaktadırlar. Mevcut ve kusurlu yapılar için günümüzde en fazla kullanılan güçlendirme yöntemleri betonarme perde duvar ve kolon mantolaması ile yapılan güçlendirmelerdir. Ancak güçlendirme yapılan yapının her iki yöntemin uygulama aşamasında kullanımı imkânsız hale gelmektedir. Özellikle kamu binalarında yapının boşaltılması kamu hizmetinin de durdurulması anlamına gelmektedir. Dolayısı ile mevcut kusurlu yapıların güçlendirilmesinde dış güçlendirme yöntemlerinin de kullanılması uygulama açısından bir zorunluluk haline gelmiştir. Burkulması Engellenmiş Çelik Çaprazlar (BEÇÇ'ler) güçlendirme amaçlı kullanılabilen yeni nesil çelik çaprazlar olup hem basınç hem de çekme istemleri altında yaklaşık aynı kapasiteye sahiptirler ve BEÇÇ'lerin histeretik davranışları da oldukça stabildir. 
Bu tez çalışması kapsamında hem deneysel hem de analitik çalışma yapılmıştır. Söz konusu deneysel çalışmada 4 adet 3 boyutlu 2 katlı ½ ölçekli kusurlu betonarme yapı ters çevrimli statik yükleme altında test edilmiştir. Bu yapılardan ilki referans yapı yani güçlendirilmemiş yapı olup diğer 3 yapı BEÇÇ'li çelik çerçeveler ile yapı dışından güçlendirilmiş yapılardır. Bu güçlendirme işleminde BEÇÇ'li çelik çerçeveler ile betonarme yapının birlikte çalışmaları ankraj çubukları kullanılarak sağlanmıştır. Yatay istemler betonarme çerçeveye uygulanmış olup kullanılan ankrajlar yardımı ile BEÇÇ'li çelik çerçevelere aktarılmıştır. BEÇÇ'li çelik çerçeveler için mevcut temele ek temel uygulaması yapılmıştır. Burada yine mevcut temel ile ek yeni temellerin birlikte çalışması ankrajlar yardımı ile sağlanmıştır. Elde edilen test sonuçlarına göre BEÇÇ'li çelik çerçeveler ile güçlendirilen yapıların yatay rijitliği ve yük kapasitesi ile enerji sönümleme kapasitesi artmıştır. Özellikle BEÇÇ'lerin betonarme elemanlarda plastikleşmenin sınırlı seviyede olduğu durumda plastikleşerek enerji sönümlemesi sonucu güçlendirilen yapının yatay istemlere karşı oldukça kararlı davranış göstermesine olanak sağlamıştır. Bu deneysel çalışmalara ek olarak analitik çalışmalar da yapılmış olup gerçekleştirilen sayısal simülasyonlar neticesinde güçlendirilmiş yapıların performans kriterleri ele alınmıştır. Tez çalışmasının sonucu olarak BEÇÇ'li çelik çerçeveler ile dış güçlendirmeye ilişkin tasarım önerileri getirilmiştir.

Abstract:
RC structures are strong enough to withstand earthquakes with the current specification and construction techniques in Turkey earthquake-prone country. Researchers are aware, however, that existing deficient RC structures, especially those
constructed prior to 1999, are hazardous to life and property. Column jacketing and shear walls are the most used retrofitting methods. However, during the application of these two methods, buildings cannot be used and must be evacuated. Particularly in public buildings, evacuation means the cessation of public services. Thus, it has become
necessary in practice to use external strengthening methods for strengthening existing deficient structures. Steel buckling restrained braces (BRBs) are a novel type of brace that has been used in retrofitting solutions for decades. It is estimated that their tension and compression capacities are approximately the same, and their hysteretic behaviours
are quite stable. This thesis includes both experimental and analytical studies. The ½ scale four two-storey deficient RC structures were constructed. These structures were threedimensional with 1x3 bays. One of these structures was tested without strengthening (reference structure) and the other two structures were retrofitted with BRB braced frames (BRBFs). The cyclic reversed static testing procedure was used during the experiments. The connection between the existing RC structure and newly added BRBFs was achieved by using anchorage rods. The lateral load was applied to the RC
structure and then the force was transferred from the RC structure to the BRBFs via the anchorage rods. Furthermore, newly constructed RC foundations were also used for the BRBFs. The test results indicated that the lateral strength and stiffness and energy dissipation capacity of the retrofitted structure with BRBFs increased significantly. Additionally, the BRBs yielded significantly before the RC columns were severely damaged. Furthermore, the analytical study indicated that the behaviour of the retrofitted structure can be simulated using a computer program. As a result, it is possible to evaluate the structure's performance. Based on the findings of this study, a design procedure for external retrofitting with BRBFs is proposed.