Betonarme bir binanın performans yaklaşımıyla incelenmesi
Seismic performance evaluation of a reinforced concrete building
Yazar: AHMET ZAHİT ELMAS
Danışman: PROF. DR. KADİR GÜLER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Doğrusal analiz = Linear analysis ; Doğrusal olmayan analiz = Nonlinear analysis ; Güçlendirme = Strengthening ; Performans = Performance ; Performans esaslı tasarım = Performance based design

Özet:
Aktif bir deprem kuşağında bulunan ülkemizde meydana gelen depremler, çoğunlukla orta şiddette dahi büyük can ve mal kayıplarına neden olmaktadır. Tasarım kusurları yanında, yapıların inşa edilmesinde kullanılan düşük malzeme kalitesi ve donatı işçiliğinin zayıf olması önemli etkenlerdir. Mevcut yapıların deprem etkisinde taşıyıcı sistem güvenliklerinin belirlenmesinde, kuvvete dayalı yaklaşımların yapı performans seviyesi konusundaki sonuçları kabul edilebilir olmayabilir. Bu nedenle, güncelliği gün geçtikçe artan ve daha gerçekçi olan deplasmana dayalı tasarım yaklaşımı ile mevcut yapıların performans seviyesinin belirlenmesi konusunda tavsiye edilen yaklaşımlar geliştirilmiştir (ATC 40, FEMA 356 gibi). Bu doğrultuda, doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan davranışı esas alan yaklaşımlar ile mevcut binaların değerlendirilmesi için Türk Deprem Yönetmeliği 2007'de (TDY 2007) yeni bir bölüm eklenmiştir.Bu çalışmada, İstanbul'da mevcut bir okul binası taşıyıcı sisteminin deprem performansı, TDY 2007'de eklenen yeni bölüm çerçevesinde incelenmiştir. Planda ve düşeyde düzensizlik içermeyen okul binası 4 katlı olup, betonarme kolon ve kirişlerin oluşturduğu düzenli çerçeve taşıyıcı sisteme sahiptir. Döşeme sistemi kirişli plaktır. Planda boyutları 18.20m×21.45m olan dikdörtgen şeklinde bir alana oturmaktadır. Malzeme sınıfı C16/S220 olarak tespit edilmiştir.Okul binası taşıyıcı sisteminin deprem performansı TDY 2007'de verilen doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan davranış yöntemleri (itme analizi) ile incelenmiştir. Binanın taşıyıcı sistemi SAP2000 programında üç boyutlu olarak ve RUAUMOKO programı ile ise x doğrultusu için iki boyutlu olarak modellenmiştir. Moment-eğrilik değişimlerinin belirlenmesinde XTRACT programı kullanılmıştır. İki yazılımda da plastik mafsallar kullanıcı tanımlı olarak belirlenmiş ve statik itme analizleri yapılarak yapı performans seviyeleri belirlenmiştir. Okul binası taşıyıcı sisteminin tasarım depremi etkisinde hemen kullanım performans seviyesini sağlamaması nedeniyle, mevcut taşıyıcı sistemin güçlendirilmesine karar verilmiştir. Güçlendirme amacıyla mevcut taşıyıcı sisteme iki doğrultuda perdeler eklenmiş ve güçlendirilmiş taşıyıcı sistem için de benzer sayısal çözümler yapılmıştır. İnceleme konusu okul binasının mevcut ve güçlendirilmiş taşıyıcı sisteminin doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan yöntem (itme analizi) kullanılarak yapılan çözümlemelerden elde edilen sonuçlar tablo ve şekillerde verilmiştir. Doğrusal elastik yöntem ve iki ayrı yazılım kullanılarak yapılan doğrusal elastik olmayan yöntemden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve sonuçlar tartışılmıştır.

Abstract:
Turkey is located in a seismically active zone and the country has suffered a significant number of loss of lives and property, even for medium intensity earthquakes. Besides the design deficiencies, the poor quality of workmanship and materials used in construction are important factors. In the seismic performance assessment of existing buildings, the results of force-based approaches do not represent the behavior realistically. To overcome the shortcomings of the force based method, the performance based procedures are developed (ATC 40, FEMA 356 etc.) for evaluation of the performance levels of existing buildings. Turkish Earthquake Resistant Design Code (TERDC 2007) has a new chapter on performance assessment of existing buildings using linear elastic and non-linear behavior methods.In this paper, the seismic performance of an existing school building in Istanbul is studied according to TERDC 2007. The school building has four stories and its dimensions in x and y directions 18.20m and 21.45m, respectively. The structural system consists of regular RC frames and one and two way slabs are supported by the frame beams. The material classes for concrete and steel is C16 and S220, respectively.In the performance analysis of the structural system of the school building is carried out by using the linear elastic and the non-linear (pushover analysis) methods given in TERDC 2007. The structural system of the building is analyzed by adopting 2D and 3D modeling for RUAUMOKO and SAP2000 softwares, respectively. In the numerical solutions, the user defined plastic hinge properties are used. The moment-curvature behaviors are obtained by using XTract program. The numerical solutions show that the performance level of the structural system under the design earthquake does not satisfy the immediate occupancy performance level as expected. It results that the building is required to be strengthened. For rehabilitation of the existing structural system of the school building, the shear walls are added in x and y directions and similar performance procedure is adopted. The numerical results obtained by using two different softwares are given in tables and diagrams and discussed, comparatively.