Farklı taşıyıcı sistem düzenlenmesinin yüksek yapıların deprem performansına ve kaba inşaat maliyetine etkisinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Comparative investigation of the effect on earthquake performance and rough construction cost of high buildings of different structural system arrangement
Yazar: EMİN BATTAL
Danışman: PROF. DR. ŞENOL GÜRSOY
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Şehirlerde nüfus yoğunluğunun hızlı bir şekilde artması, şehir merkezlerindeki kısıtlı arazilerin daha çok verimli bir şekilde değerlendirilmesi yüksek yapılara olan talebi artırmıştır. Yüksek yapılar aynı araziye daha fazla konut, ticarethane, ofis vb. gibi amaçlarla kullanabilecek mekanlar sağlamaktadır. Böylelikle yüksek yapılar şehirlerdeki yapı yoğunluğunu azaltmaktadırlar.

Yönetmeliklerde yüksek yapıların analiz ve tasarımları ilgili olarak normal yükseklikteki betonarme binalardakinden farklı ek sınırlamalar bulunmaktadır. Ayrıca Türkiye gibi deprem tehlikesinin yüksek olduğu ülkelerde yüksek yapıların analiz ve tasarımlarında çok daha ihtiyatlı olmak gerekmektedir. Diğer taraftan yüksek yapılarda yatay yüklere karşı yeterli yanal ötelenme rijitlik kapasitesine sahip taşıyıcı sistemleri seçmek oldukça önemlidir.
Bu tez çalışmasında yüksek yapılarda yaygın olarak kullanılan farklı taşıyıcı sistemlerin, söz konusu yapının deprem performansı ve kaba inşaat maliyetine etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu amaçla Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği hüküm ve önerilerine göre farklı taşıyıcı sisteme sahip dört yüksek yapı modeli oluşturularak, bunların söz konusu yönetmeliğe göre doğrusal ve doğrusal olmayan yapısal çözümlemeleri gerçekleştirilmiştir. Yapısal çözümlemeler sonucunda dikkate alınan dört yapı modelinin toplam ağırlıkları, periyotları, taban kesme kuvvetleri, göreli kat ötelenmeleri, tepe yerdeğiştirmeleri, ivmeleri, depremler sırasındaki hasar seviyeleri, sönümlenen enerji miktarları ve kaba inşaat metrajları gibi parametreler karşılaştırmalı olarak irdelenmiştir.

Yapısal çözümlemelerden elde edilen sonuçlar, deprem performansı bakımından en iyi performans gösteren taşıyıcı sistemin sırayla model IV, model I, model II, model III olduğunu, buna karşın kaba inşaat maliyeti bakımından söz konusu sıralamanın model II, model III, model IV ve model I şeklinde olduğunu ortaya koymaktadır. Özetle hem kaba inşaat maliyeti hem de deprem performansı dikkate alındığında model IV'ün diğer modellere göre daha uygun olacağı görülmektedir. Bu husus Türkiye'de, özellikle deprem tehlikesi yüksek olan bölgelerde, inşa edilecek betonarme yüksek yapıların performansı ve kaba inşaat maliyeti bakımından diagrid taşıyıcı sisteme sahip yapı modelinin kullanılması önerilmektedir.

Abstract:
The rapid increase in population density in cities and the more efficient use of limited lands in city centers have increased the demand for high-rise buildings. High-rise buildings are more residential, commercial, office, etc. on the same land. It provides spaces that can be used for purposes such as Thus, high-rise buildings reduce the density of buildings in cities.

In the regulations, there are additional limitations regarding the analysis and design of tall buildings, which are different from those of normal height reinforced concrete buildings. In addition, it is necessary to be much more cautious in the analysis and design of tall buildings in countries such as Turkey where earthquake hazard is high. On the other hand, it is very important to choose carrier systems with sufficient lateral translational stiffness capacity against lateral loads in high-rise buildings.
In this thesis, the effects of different structural systems commonly used in high-rise buildings on the earthquake performance and rough construction cost of the building in question were examined comparatively. For this purpose, according to the provisions and recommendations of the Turkish Building Earthquake Code, four high-rise models with different structural systems were created and linear and non-linear structural analyses were carried out according to the said regulation. As a result of the structural analysis, parameters such as total weights, periods, base shear forces, relative storey drifts, top displacements, accelerations, damage levels during the earthquake, damped energy amounts and rough construction quantities of the four building models taken into consideration were examined comparatively.

The results obtained from the structural analysis show that the most efficient structural system in terms of earthquake performance is model IV, model I, model II, and model III respectively, by contrast in terms of rough construction costs, the order in question is reveals model II, model III, model IV and model I. In summary, considering both the rough construction cost and earthquake performance, model IV seems to be more appropriate than other models. In this regard, it is recommended to use a building model with a diagrid structural system in terms of the performance and rough construction cost of reinforced concrete high-rise buildings to be built especially in regions with high earthquake hazard.