Tipik Betonarme Bir Hastane Yapısının Güçlendirilmesinde Betonarme Perde Ve Sürtünmeli Sönümleyici Güçlendirme Alternatiflerinin Karşılaştırılması
Comparison Of Reinforced Concrete Shear Wall And Friction Damper Retrofitting Alternatives For Reinforcement Of A Typical Reinforced Concrete Hospital Building
Yazar: Akpınar, Erkan; Özenir, Ahmet; Akanjı, Sebastıan Tebeck
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 32, 2021
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Betonarme Yapılar,Güçlendirme,Sürtünmeli Sönümleyiciler,Doğrusal Olmayan İtme Analizi,Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz ; Reinforced Concrete Structures,Retrofitting,Frictional Dampers,Nonlinear Pushover Analysis,Nonlinear Time History Analysis

Mevcut yapıların deprem güvenliği, önemi her geçen gün artan bir olgudur. Eski ve güncelliğini yitirmiş yönetmeliklere göre tasarlanıp inşa edilmiş yapıların yıkılıp yeniden yapılması, büyük çoğunluk tarafından ilk başta akla gelen çözüm gibi algılansa da güçlendirme uygulamaları, daha akılcı ve makul bir seçenek olarak masada yer almaktadır. Mevcut betonarme binalarının deprem dayanımını iyileştirmek için birçok güçlendirme yöntemi bulunmaktadır. Özellikle global dayanım ve deplasman sorunu bulunan betonarme yapıların güçlendirilmesinde en klasik ve bilindik olan ancak en çok zaman alan ve yapı kullanımını uzun süre engelleyen yöntem, perde duvar eklenerek güçlendirme yapılmasıdır. Modern alternatifler, benzer sorun yaşayan betonarme binalardaki güçlendirme uygulamalarında hem zaman hem de kolaylık açısından öne çıkmaktadır.  Yapılarda pasif davranış kontrolü sağlayan sürtünmeli sönümleyicilerin eklenmesi, bu modern güçlendirme yöntemlerinden birisidir. Sürtünmeli sönümleyicilerin enerji yutma kapasiteleri sayesinde hem deprem yükünde oluşacak taban kesme kuvveti sınırlı seviyede tutulabilmekte hem de mevcut elemanlar üzerinde doğrusal elastik olmayan deformasyon talepleri azalmaktadır. Bu çalışmada, 1975 Türkiye Deprem Yönetmeliğine göre tasarlanmış ve inşa edilmiş yetersiz deprem performansına sahip mevcut bir hastane binasının, iki farklı yöntemle güçlendirilmesi değerlendirilmiş ve doğrusal olmayan statik itme ve dinamik analizlerle elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Çalışmada güçlendirme alternatifi olarak konvansiyonel betonarme perde duvar ilavesi ve modern sürtünmeli sönümleyici ilavesi alternatifleri, ayrı ayrı olarak uygulanmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında mevcut durumun, perde duvarlarla güçlendirilmiş durumun ve sürtünmeli sönümleyicilerle gülendirilmiş durumun deprem performansları belirlenerek kıyaslanmıştır. Sonuçlara göre her iki yöntem ile bina tepe deplasman talepleri, göreli kat ötelemeleri ve eleman hasar durumlarında önemli ölçüde iyileşmeler olmuştur. Buna karşın sürtünmeli sönümleyiciler ile yapılan güçlendirmede, kat kesme kuvvetlerinin daha düşük seviyelerde kaldığı belirlenmiştir.

Earthquake safety of existing structures is a phenomenon whose importance is increasing day by day. Although demolition and rebuilding of structures designed and built according to old and outdated codes is perceived as the first solution that comes to mind by the vast majority, retrofitting applications emerge as a more rational and reasonable option. There are many strengthening methods to improve the earthquake resistance of existing reinforced concrete buildings. The most classical and well-known method, at the same time the most time-consuming and long-lasting method for strengthening reinforced concrete structures, especially those with global strength and displacement problems, is the reinforcement by adding shear walls. Modern alternatives stand out in terms of both time and convenience in reinforcement applications in reinforced concrete buildings that have similar problems. The addition of friction dampers that provide passive behavior control in structures is one of these modern strengthening methods. Thanks to the energy absorption capacity of the friction dampers, the base shear forces that occur under earthquake excitations can be kept at a limited level and the non-linear inelastic deformation demands on the existing elements can be drastically reduced. In this study, the reinforcement of an existing hospital building with insufficient earthquake performance, which was designed and built according to the 1975 Turkish Earthquake Code, was evaluated by two different methods and the results obtained by nonlinear static pushover and dynamic analyses were evaluated. In the present study, addion of conventional reinforced concrete shear walls and modern friction damper were applied separately as reinforcement alternatives and their results were compared. Within the scope of this study, the earthquake performances of the current state of the structure, the shear wall-reinforced state and the friction dampers-reinforced state were determined and compared. According to the results, there were significant improvements in building top displacement demands, interstory drifts and element damage conditions with both methods. On the other hand, it was determined that the floor shear forces remained at lower levels in the reinforcement with friction dampers.