Düzensiz betonarme bir binanın boyutlandırılması ve kolon eksenindeki ötelemenin etkisi
The design of an irregular reinforced concrete building and the effect of transition in the column axis
Yazar: BEYHAN BAYHAN
Danışman: PROF. DR. ZEKAİ CELEP
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
bu çalışmada, ABYYHY'de yer alan Al - Burulma Düzensizliği, A4 - Taşıyıcı Eleman Eksenlerinin Paralel Olmaması ve B3 - Taşıyıcı Sistemin Düşey Elemanlarının Süreksizliği durumlarına haiz 8 katlı bir binanın deprem yükleri etkisinde davranışı ve tasannu irdelenmiştir. Binanın 2. derece deprem bölgesinde bulunduğu ve zemin sınıfının 2 olduğu kabul edilmiştir. İş merkezi olarak kullanılması amaçlandığından bina önem katsayısı 1 alınmıştır. Kat yüksekliği 3,90 m.ve bina toplam yüksekiği 31,2 m.'dir. Kat döşemeleri kirişsiz döşeme olup çevre kirişleri ile düşey taşıyıcı elemanlara bağlanmıştır. Taşıyıcı sistem, çerçeve ve perdelerden oluşmaktadır. Malzeme olarak C30 ve S420 kullanılmıştır. Bu çalışmada, Sap 2000 sonlu elemanlar analiz programı kullanılarak binanın 3 boyutlu modellemesi yapılmıştır. ABYYHY'de bahsedilen Eşdeğer Deprem Yükü ve Mod Birleştirme Yöntemlerine göre çözümler gerçekleştirilerek elde edilen sonuçlar karşılaştınlmıştır. Eşdeğer deprem yükü çözümünden elde edilen iç kuvvet değerleri kullanılarak, düzensizlikler bakımından kritik katlar kabul edilen 4. kat ve 5. kat elemanlarında betonarme hesap ve çizimler yapılmıştır. B3 düşey düzensizliğinin ve bu düzensizliğe yol açan kolon ötelenmesinin etkilerini görmek ve bazı karşılaştırmalar yapmak amacıyla, binanın 4. kat betonarme elemanlarında değişiklikler yapılarak çeşitli durumlar için çözümler gerçekleştirlmiştir. Sonuçlar kıyas edilerek irdelenmiştir. Çalışma sonunda, ABYYHY'de de belirtildiği gibi; B3 Düşey Düzensizliğinin bulunduğu durumda, depremin ve düşey yüklerin ortak etkisinden oluşan iç kuvvetlerin, belirtilen elemanlarda % 50 arttırılması; buna müteakip artan kesit boyutları ve donatı düzenlenmesini zorlaştıran büyük donatı çaplarının ortaya çıkması ve enine donatı için ek koşulların ileri sürülmesi, caydırıcı bir önlem olarak yerinde bulunmuştur. Ayrıca yapıda, perde elemanlarım birbirine bağlayan çevre kirişlerinin boyutlarının arttırılması veya döşeme kalınlığının azaltılması da iç kuvvet değerlerini azaltıcı yönde olumlu sonuçlar vermiştir. Ancak döşeme kalınlığı azaltılırken zımbalama etkisi de göz önünde bulundurulmalıdır.

Abstract:
In this master thesis which is prepared under the supervision of Prof. Dr. Zekai CELEP, the behaviour and design of an 8 storey building which has Al - Torsional Irregularity, A4 - Nonparallel Axes of Structural Elements and B3 - Discontinuity of Vertical Structural Elements is considered according to Specification for Structures to be Built in Disaster Areas (SSBDA). The building is assumed to be in 2nd degree seismic zone and local soil class is taken as Z2. The building importance factor, specifying the aim of use is taken as 1. Storey height is 3,90 m. and total height of the building is 3 1,2 m. The building is composed of non beamed slabs, however, surrounding beams are placed to maintain the transfer of loads from slabs to vertical load carrying members. The vertical structural system is composed of frame and shear walls. Material properties are C30 and S420. In this study, 3D modeling of the building is done by utilizing Sap 2000 finite element structural analysis programme. To consider the behavior of the building undergoing lateral seismic effects, the loads are found according to Equivalent Seismic Load and Mode Superposition Method and the results are compared with each other. By using the results obtained from the Equivalent Seismic Load Method, the reinforced concrete calculations and drawings are made for the 4th and 5th storey structural elements which are accepted to be the most critical storeys due to B3 irregularity. In order to evaluate the effects of B3 vertical irregularity and the transition in the column axis that causes this irregularity, some solutions for various conditions are produced by making changes in the 4th storey structural elements and these results are evaluated by comparison. At the end of the study, as it is stated in the SSBDA, in case of B3 vertical irregularity, the 50 % increase in all the internal force components induced by the combined vertical loads and seismic loads in the earthquake direction considered and consequently the increasing section dimensions and emergence of large rebar diameters making it difficult to arrange these bars in addition to the needs of additional requirements for stirrups, is acceptable as a detering precaution. The enlargement of the dimensions of the surrounding beams connecting shear walls or the reduction of the slab thickness also contributed positively to the decrease of the internal forces. However, while decreasing the thickness of the slab, the punching effect of columns should also be taken into consideration.