Betonarme binaların deprem performanslarının doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler kullanılarak belirlenmesi ve karşılaştırılması
Comparative study of seismic performance of reinforced concrete buldings according to the linear elastic and non-linear elastic methods
Yazar: MEHMET GÖKHAN GÜLER
Danışman: PROF. DR. KADİR GÜLER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering

Özet:
Yapı sistemlerinin deprem etkilerine maruz kalmaları haline ait tasarımlarında genellikle doğrusal yöntemler kullanılmakta ve boyutlandırma ilkeleri bu prensiplere bağlı kalarak yapılmaktadır. Doğrusal teoriye dayalı hesap yöntemlerinde malzemelerin doğrusal elastik olduğu ve sisteme ait yerdeğiştirmelerin mertebelerinin küçük olduğu kabulü yapılmaktadır. Doğrusal elastik olmayan analiz yöntemlerinde ise malzemelerin doğrusal elastik olmayan davranışlarının sistem üzerine etkileri göz önüne alınarak yerdeğiştirmelerin küçük olmadığı yaklaşımı hakimdir.Ülkemizde özellikle son yılarda yaşadığımız deprem felaketinde yaşamış olduğumuz can ve mal kayıpları neticesinde, gerek yeni yapıların tasarım aşamasında gerekse mevcut yapıların deprem performanslarının belirlenmesinde yeni yaklaşımlara duyulan ihtiyaç artmıştır. Yapıların toptan göçmesi veya can güvenliğini tehlikeye düşürecek tarzda tasarımları engellemek ve mevcut yapıların davranışlarını tespit etmek amacıyla performansa dayalı tasarım kavramı geçerlik kazanmış ve 2007 Türk Deprem Yönetmeliğinde kendine yer bulmuştur.Yedi bölümden oluşan bu çalışmada ülkemizde konut amaçlı kullanılan yapıları temsil edeceği düşünülen modeller seçilmiştir. Seçilen modellere yönetmelikte atıfta bulunulan doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan yöntemler uygulanarak performans seviyeleri belirlenmiş ve bu işlemin ardından belirlenen performans seviyeleri karşılaştırılmıştır.Birinci bölümde konu açıklanmış, konu ile ilgili giriş bilgileri verilmiştir. Çalışmanın amacı ve içeriğine ilişkin detaylı bilgiler verilerek kullanılan yazılımlar tanıtılmıştır.İkinci bölümde yapı sistemlerinin doğrusal ve doğrusal olmayan analiz yöntemleri hakkında bilgi verilmiş ayrıca beton ve çeliğe ait malzeme modelleri tanıtılmıştır.Üçüncü bölümde performansa dayalı tasarım ile ilgili tanımlar ve detaylı bilgiler verilerek konu bütünlüğü açısından ATC, FEMA ve Türk Deprem Yönetmeliği yaklaşımları tanıtılmıştır.Dördüncü bölümde ise Yeni deprem yönetmeliğinde performansa dayalı tasarım ile konular hakkında bilgi verilerek yönetmelik kısıtları verilmiştir.Beşinci bölümde ise seçilen taşıyıcı sistem modellerine ait sayısal analizler yapılmıştır. 1998 ABYYHY koşullarına göre boyutlandırılan sistemlere ait performans değerlendirmeleri doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan yöntemler kullanılarak yapılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır.Altıncı bölümde ise yapısal sistem modelleri ZEUS-NL yazlımı kullanılarak klasik itme, uyuşumlu itme analizi ve dinamik analizleri yapılarak kapasite eğrileri çizdirilmiş ve kıyaslanmıştır.Son bölümde ise yapılan sayısal incelemeler hakkında bilgi verilerek detaylı karşılaştırmalar yapılarak konu hakkında yorum ve öneriler yapılmıştır.

Abstract:
Conventionally, seismic assessment and design of structural systems relied on linear or equivalent linear analysis. In the linear theory, main assumptions are linear elastic material and small displacements. According to these assumptions the structural analysis can be carried out by the conventional linear methods given in design codes. However in the non-linear analysis approach, material nonlinearity and geometrical nonlinearity are taken into accountDestructive earthquakes in recent years have brought increasing awareness for all people in our country that building structures designed according to codes may sustain irreparable seismic damage to take the building out of service. In order to render some protection to financial investment in the property, structural design based on performance criteria beyond those of minimal collapse prevention and life safety, as mandated by new 2007 Turkish Earthquake Code must be incorporated in the project development..This study consists of seven chapters. In the first chapter subjects are given, the result of a literature survey, the scope and the objectives of the studyIn the second chapter of this study, linear and non-linear behaviors of the structural systems are discussed. Both concrete and steel material models and basic principles are explained.The third chapter is devoted to the performance based seismic design criteria. Different approaches about it are explained and given basic principles about ATC 40, FEMA and Turkish Earthquake Code?s approaches.In the forth chapter, the information given in new Turkish Eartquake Code about performance based design methods are introduced and the code provisions are discussed.The fifth chapter is devoted to the numerical studies. In this chapter, several frame systems which represent different number of story level and material strength are selected and designed according to 1998 Turkish Earthquake Code. The linear elastic and pushover analysis are performed to determine performance levels of these structural systems. The capacity curves are drawn for all analysis types and model, and the results are compared and discussed with code provisions.The sixth chapter is about the inelastic analysis of the structural systems by using ZEUS-NL software. Conventional, adaptive and dynamic pushover analyses of the structural systems are performed and results are compared for all structural models.The last chapter covers the numerical results of this study. The main objectives of this study are the comparison of the elastic and inelastic methods and discussion of their numerical results obtained.