Düzensiz betonarme perde yerleşimine sahip hasarlı bir binanın analizi
Analyze of a damaged rc building with irregularly distributed shear wall
Yazar: HASAN VEHBİ ERSOY
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KOÇAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Ülkemizdeki yapı stoğu hem mimari hem de statik olarak deprem mühendisliği temel ilkeleri bakımından uygun olmayan tasarımlarla inşaa edilmiş ve bu tip yapılar büyük depremlerde oldukça fazla hasarlar görmüştür. Bu binalar aşırı düzensiz olmalarıyla birlikte düşük dayanım ve sünekliğe sahiptirler. Bu eksiklikler sadece konut tipi yapılarda değil kamu binalarında da görülmektedir. Bu tip binaların deprem güvenilirliği saptanmalı ve güvensiz yapıların hızlı bir şekilde güçlendirilmesi yapılmalıdır.
Yatay yük dayanımını artırmada çok faydalı ve pratik bir çözüm olarak taşıyıcı sisteme perde eklenebilir. Birçok çalışma göstermiştir ki perdeler yatay yük taşıma kapasitesini oldukça artırmaktadır. Ancak taşıyıcı sistemde kullanılan perdeler dayanınım ve süneklikte belirli koşulları sağlarsa sistemin davranışı iyileştirilebilecektir.
Antalya İl Özel İdaresinin eski hizmet binasının perdelerinden biri sebebi belirsiz bir şekilde aniden göçmüştür. Bu bina 17 katlı olup betonarme perde ve çerçevelerden oluşmaktadır. Binanın mimarisi planda V şeklindedir ve malzeme kalitesi ile taşıyıcı sistem tasarımı açısından oldukça zayıftır. Binada büyük kesitli perdeler olmasına rağmen hasar görmesi önlenememiştir. Herhangi bir deprem olmadığı halde hasar gören bu binanın deprem durumunda nasıl bir davranış göstereceği meçhuldür.
Bu çalışmada, hasar gören bu bina SAP 2000 programında analitik olarak modellenerek perdelerin taşıma kapasiteleri ve deprem davranışına katkıları araştırılmıştır. Bu amaçla hem doğrusal hem de doğrusal olmayan yöntemlerle analizler yapılmış ve perdeler değerlendirilmiştir. Doğrusal yöntemde Mod Birleştirme Yöntemi, doğrusal olmayan yöntemde ise Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap (ZTADOH) kullanılmıştır. Doğrusal olmayan modelde doğrusal olmama durumu taşıyıcı sisteme plastik mafsallar tariflenerek sağlanmıştır. İncelemesi yapılan binada perdede oluşan hasarın kesme hasarı olduğu görülmüştür bu nedenle analitik modelde perdelerde eğilme mafsalı ile birlikte kesme mafsalı da tariflenmiştir. ZTADOH 7 adet deprem ivme kaydı kullanılmış ve bu kayıtlar DBYBHY 2007'de verilen tasarım spektrumuna ölçeklenmiştir. Hem doğrusal hem de doğrusal olmayan yöntemlerle elde edilen perde kesme kuvvetleri perdelerin kesme kuveti taşıma güçleriyle karşılaştırılmış ve mevcut perdelerin oldukça yetersiz oldukları görülmüştür. Bunun yanında ZTADOH sırasında hasar gören perde analitik olarak ilk kesme hasarına uğramıştır ve kesme hasarı oluştuktan sonra program analize devam edememiştir. Zaten klasik olarak sadece eğilme mafsalı tarifleyerek yapılan bir doğrusal olmayan analiz, özellikle düşük dayanım ve süneklikli yapılarda sonuçların hatalı olmasına sebep olacaktır. Çünkü, eğilmeden önce kesme hasarı oluşması durumunda program bu hasarı algılayamayacak ve sanki perde hasar görmemiş gibi analize devam edecektir. 
Sonuç olarak düzgün tasarlanmamış perdeler binanın deprem davranışını iyiyleştirmenin aksine daha kötü hale getirebilecektir. Perdelerin doğrusal olmayan modelinde kesme veya eğilme hasarından hangisinin önce gerçekleşeceğinin belirlenmediği durumlarda hem eğilme hem de kesme mafsalını birlikte tariflemek daha uygun olacaktır.

Abstract:
The building stock in our country has been built both architecturally and statically with designs that are unsuitable for the basic principles of earthquake engineering, and such structures have suffered considerable damage in major earthquakes. These buildings are extremely irregular and have low strength and ductility. These shortcomings are not only seen in residential buildings, but also in public buildings. The earthquake reliability of such buildings should be determined and the unreliable structures should be strengthened rapidly.
As a very useful and practical solution to increase the lateral strength, the shear wall can be added to the structural system. Many studies have shown that shear walls greatly increase the lateral load carrying capacity. However, the behavior of the system can be improved if the shear walls used in the structural system provide certain conditions in strength and ductility.
One of the shear walls of the old service building of the Antalya Provincial Administration suddenly collapsed. This 17-storey building is reinforced concrete building with frames and shear walls. Architechtural plan of the building is V shaped and materail quality and structural system desing is very low. Damage can not be prevented even though there are large shear walls in the building. It is not known how this building, which has been damaged without an earthquake, will behave under the effect of an earthquake.
In this study, this damaged building was modeled analytically in SAP 2000 program and capacity and contribution to earthquake behavior of the building of shear walls were investigated. For this purpose, both linear and nonlinear methods were used to analyze the system and evaluate the shear walls. Mode Superposition Method is used in linear method and Time History Analysis is used in nonlinear method. Plastic hinges were assigned to structural elements to define the nonlinearity. In the considered building, it is seen that the damage occurred in the shear wall is the shear damage. Therefore, in the analytical model, shear hinge also described to shear walls with moment hinge. 7 ground motion records were used in Nonlinear Time History Analysis (NTHA) and these records were scaled to design spectrum which is given in Turkish Seismic Code 2007. Shear walls shear forces obtained by both linear and nonlinear methods are compared with shear capacities of shear walls and it is seen that existing shear walls are insufficient. the damaged shear Wall had firstly  shear damage in  NTHA and the program could not continue to analyze after the shear damage occurred. A nonlinear analysis, which is already classically described by simply describing the bending hinge, will result in incorrect results, especially in low strength and ductility. Because, if the shear damage occurs before bending damage, the program will not detect this damage and it will continue to analyze as if the shear wall is not damaged.
As a result, shear walls with low strength and ductility may make the building worse, as opposed to improving the earthquake behavior. In the nonlinear model of the shear walls, it is more appropriate to describe both the bending and shear hinge together, in case it is not determined which of the shear or bending damage will occur first.