Mevcut sıralı binalarda çekiçlemenin sismik performans üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of pounding effects on seismic performance of existing sequential buildings
Yazar: OSMAN ALTINEL
Danışman: PROF. DR. MEHMET İNEL
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geçmiş depremlerde yetersiz deprem derzi bırakılan komşu binalar arasında çekiçleme etkisinin oluştuğu gözlenmiştir. Tasarım sırasında deprem yükleri göz önüne alınmakla birlikte yapıda oluşabilecek ağır hasar veya göçmeye sebep olabilecek çekiçleme etkisi dikkate alınmamaktadır. Ülkemizde, özellikle nüfusun fazla olduğu şehir merkezlerinde yetersiz deprem derzi ile inşa edilmiş yapılara çokça rastlanmaktadır. Bu nedenle ülkemiz mevcut yapı stoğu olası depremlerde çekiçleme riski taşımaktadır. Bu çalışmada, mevcut sıralı binalarda çekiçlemenin sismik performans üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmada, orta yükseklikteki mevcut betonarme yapı stoğunu temsil eden 4 ve 7 katlı çerçeve taşıyıcı sisteme sahip, 1975 ve 1998 Afet Yönetmeliği'ne göre tasarlanmış 3-B doğrusal elastik olmayan modeller kullanılmıştır. Modeller Sap2000 programı kullanılarak doğrusal elastik yay modeli ile birleştirilmiştir. 3 bina modelinin çeşitli kombinasyonlarda birleştirilmesi ile 8 adet sıralı çekiçleme modeli oluşturulmuştur. Çekiçleme modelleri arasında yetersiz deprem derzini temsil eden 10 mm ve 20 mm boşluk bırakılmıştır. Aynı çekiçleme modelleri arasında çarpışma oluşmayacak kadar boşluk bırakılarak referans modeller elde edilmiştir. 9 adet ivme kaydı kullanılarak toplamda 216 adet doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlerin sonucunda çatı (tepe) deplasmanı, kat kesme kuvveti ve taban kesme kuvveti talepleri, link elemanlarda oluşan kuvvet ve deformasyonlar elde edilmiştir. 10 mm ve 20 mm yetersiz deprem derzine sahip modellerin analiz sonuçları, referans (çarpışmasız) modellerin analiz sonuçları ile kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlarda, çatı deplasman taleplerinde %182.3, kat kesme kuvveti taleplerinde ise %142.8'e varan farklar hesaplanmıştır. DBYBHY-2007'ye göre hesaplanan en büyük deprem derz miktarının %34.7 oranında aşıldığı belirlenmiştir. Binalar arasındaki derz boşluğunun binanın deprem performansı üzerinde etkin bir parameter olduğu görülmüştür; deprem derz boşluğunun 20 mm yerine 10 mm olması ile deplasman taleplerinde 2.5 kata ulaşan farklar oluşmaktadır. Çalışma sonuçları, çekiçlemenin karmaşık bir etki olduğunu ve mevcut yapıların deprem performansının çekiçleme etkisi göz ardı edilerek değerlendirilmesinin doğru olmayacağını göstermektedir.

Abstract:
Pounding of adjacent buildings has been observed due to insufficient separation distance between them during past earthquakes. Although seismic loading is taken into account in structural design, the effect of pounding that may cause heavy damage or collapse is not considered. Major ratio of existing building stock has potential pounding risk in possible future earthquakes in Turkey due to inadequate separation between buildings. This study investigates the effects of pounding on seismic behaviour of inadequately separated sequential mid-rise reinforced concrete buildings in Turkey. Eight different models are used to evaluate seismic performance of adjacent buildings; 4- and 7-story buildings designed according to 1998 Turkish Earthquake Code (TEC) are used to represent mid-rise reinforced concrete buildings. Models are connected by link elements with 10 and 20 mm gap to reflect inadequate separation distances between adjacent buildings and the obtained results are compared with models without collision (reference buildings). 24 different sets of combinations are modelled and 216 nonlinear time history analysis carried out using 9 different earthquake records. Displacement histories of the connected buildings at the roof level, base shear and story shear demands, total axial force and deformations at link members, number of collisions at critical-story, required seperation distance to avoid pounding are calculated and compared with the reference building with no collision. The required seperation distances according to TEC-2007 are also calculated and the adequacy of code limits is compared. The obtained results indicate significant differences in roof displacement and story shear demands; the differences go up to 182.3% and 142.8% of the reference model for the roof displacement and story shear, respectively. 34.7% of required separation distances for the considered earthquake records exceeded the calculated gap spaces per TEC-2007 requirements. It was also observed that the separation distance is also an important parameter in seismic performance; the displacement demand differences increased up to 2.5 times by changing the separation distance from 20 mm to 10 mm. The outcomes and observations of the current study also demonstrate the complexity of pounding behaviour of structures. It seems that the proper seismic performance evaluation of adjacent buildings is not possible without consideration of pounding interaction.