Binaların betonarme taşıyıcı sisteminde kolonlar ve kirişlerin çekme düzensizliği ve binanın katlarında burulma düzensizliği davranışının incelenmesi
Investigation of setback irregularity of columns and beams in reinforced concrete structural system of buildings and torsional irregularity behavior in the floors of the building
Yazar: MONIR B.M OWDA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OUIAME CHAKKOR
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Betonarme = Reinforced concrete ; Burulma = Torsion ; Deprem = Earthquake ; Taşıyıcı sistemler = Supporting systems ; Çekme = Çekme

Özet:
Bir bölgede binalar, nasıl tasarlandığına göre depremlerden etkilenmektedir. Son zamanlarda Türkiye'de yaşanan depremlerde binaların nasıl etkilendiği görülmüştür. Yapının dış etkiler altındaki olası davranışı doğru kestirilebilmelidir. Bir bölgede deprem meydana geldiğinde bazı binalar yıkılır, bazıları kısmen hasar görür ve bazıları hiç etkilenmez. Bu da bizi deprem anında neden bazı binaların yıkıldığını ve bazılarının hiç etkilenmediğini düşünmeye sevk eder. Bazı binalar mimari gereksinimler nedeniyle uygun mühendislik koşullarını dikkate alınmadan tasarlanmaktadır. Bina tasarımı düzgün şekilde ve mühendislik koşullarına uygun olmadığı sürece bu binanın taşıyıcı sistemi, yapıya gelen yatay yükleri (deprem yükleri) düzgün şekilde dağıtamayacaktır. Bu yüzden taşıyıcı sistemde çekme düzensizliği veya burulma düzensizliği oluşabilir. Binalarda rijitlik merkezi (RM) ile kütle merkezi (KM) çakışmaması sonucu, deprem kuvveti kütle merkezine etkidiği için yapıda burulma meydana gelir. Betonarme binalarda çekme düzensizliği, yapının belirli bir kattan itibaren yukarıya doğru yapı kat plan alanının belirli bir oranda azalmasıdır. Ayrıca bina yüksekliğince plan boyutlarındaki ani değişim nedeniyle, rijitlik ve kütle düzensizlikleri ile karşılaşılmakta, bu durum ise çekme düzensizliği bulunan binaların deprem davranışlarını oldukça karmaşık bir hale getirmektedir.  
Bu çalışmada betonarme yapılarda çekme düzensizliği ve burulma düzensizliği oluşmasının nedenleri ve davranışlarını incelenmiştir. Betonarme yapıların davranışı deprem yükü, zati yük ve hareketli yük etkisi altında incelenmiştir. Ayrıca; çekme oranı, çekme kat seviye oranı, kat sayısı ve düşey eksen etrafındaki simetri durumu (simetrik, asimetrik) parametrelerine bağlı olarak, betonarme binalar üzerinde deprem esnasında çekme düzensizliğinin etkisi incelenmiştir. Deprem sırasında taşıyıcı sistemin elemanlarının (kiriş ve kolon) davranışı incelenerek taşıyıcı sistemde meydana gelen eksenel kuvvet, kesme kuvveti, eğilme moment ve göreli kat ötelemesinin, mod birleştirme yönetimi ile Sap2000 programında değerleri ve diyagramları bulunmuştur. Eksenel kuvvet, kesme kuvveti, eğilme moment ve göreli kat ötelenmesi değerleri, karşılaştırmalı olarak grafiklerde sunulmuştur. Ayrıca çekme düzensizliği durumunun binaların burulma davranışı üzerindeki etkisi de incelenmiştir.

Abstract:
Buildings in a region are affected by earthquakes according to how they are designed. It has been observed how the buildings were affected by the earthquakes in Turkey recently. The possible behavior of the building under external influences should be accurately predicted. When an earthquake occurs in an area, some buildings are destroyed, some are partially damaged and some are not affected at all. This leads us to think why some buildings collapsed during the earthquake and some were not affected at all. Some buildings are designed without considering appropriate engineering conditions due to architectural requirements. Unless the building design is properly and in accordance with the engineering conditions, the structural system of this building will not be able to properly distribute the horizontal loads (earthquake loads) coming to the structure. Therefore, tensile irregularity or torsional irregularity may occur in the structural system. As the center of rigidity (CR) and center of mass (CM) do not coincide in buildings, torsion occurs in the structure as the earthquake force acts on the center of mass. Tensile irregularity in reinforced concrete buildings is the decrease in the floor plan area of the building from a certain floor upwards to a certain extent. In addition, due to the sudden change in plan dimensions with building height, stiffness and mass irregularities are encountered, which complicates the seismic behavior of buildings with tensile irregularities.
In this study, the reasons and behaviors of tensile and torsional irregularity in reinforced concrete structures were investigated. Moreover; The effect of tensile irregularity on reinforced concrete buildings during an earthquake was investigated, depending on the parameters of setback ratio, setback-story level ratio, number of floors and symmetry around the vertical axis (symmetrical, asymmetrical). By examining the behavior of the elements of the structural system (beam and column) during an earthquake, the values and diagrams of the axial force, shear force, bending moment and relative storey drift occurring in the structural system were found in the Sap2000 program by using modal superposition analysis. Axial force, shear force, bending moment and relative storey drift values are presented comparatively in the graphics. In addition, the effect of setback irregularity on the torsional behavior of buildings was also investigated.
Key Words: Structural systems, Setback irregularity, Torsional irregularity, Torsional behavior of buildings, Earthquake, Reinforced concrete.