2007 Deprem Yönetmeliğine göre tasarlanan betonarme yapıların doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemlerle deprem performansının belirlenmesi

Abstract

Performansa dayalı deprem mühendisliğinde amaç, sismik performansları belirlenebilen güvenli yapıların inşa edilmesini sağlamaktır. Performans kavramı, deprem mühendisliğinde yeni gelişen bir kavramdır. Öncelikle mevcut yapıların taşıyıcı sistem elemanlarının kapasitesinin hesaplanması ve deprem dayanımlarının değerlendirilmesi için geliştirilmiştir. Zaman geçtikçe yeni yapıların tasarımında da performans kavramı önemini kazanmıştır.Deprem mühendisliğinde performansa dayalı tasarım yöntemi, deprem etkisi altında yapıdan beklenen performans seviyesinin belirlenmesi için kullanılmaktadır. Performans seviyesi, depremden sonra yapıda meydana gelebilecek hasar durumu ile ilgilidir. Performansa dayalı yapı tasarımında belirli bir deprem etkisinde yapıda birden fazla hasar seviyesinin ortaya çıkması öngörülür.Bu çalışmada, betonarme binaların deprem performanslarının deprem yönetmeliğinde tanımlanan doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemlerle belirlenmesi üzerine düzlem çerçeve modeli ele alınarak ayrıntılı bir çalışma yapılmıştır.Çalışmanın devamında TS500 ve DBYBHY 2007göre tasarımı yapılan üç boyutlu 5 katlı bir sağlık kuruluşunun performansı, SAP2000 programında, doğrusal bir yöntem olan ?Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi? ve doğrusal olmayan bir yöntem olan ?Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile İtme Analizi? yapılarak belirlenmiştir. Performans değerlendirmesi için seçilen binanın, amacına dayalı olarak tasarım depremi ve en büyük deprem yükü etkisi altındaki yapısal performansı incelenmiştir.Üç bölümden oluşan bu yüksek lisans tezinin birinci bölümünde konu kısaca açıklandıktan sonra kaynaklar ışığında çalışmanın amacı ve kapsamı verilmiştir. Devamında ise performans kavramı ve plastik mafsal hipotezi, DBYBHY 2007'ye göre doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemlerinin genel ilkeleri ve dayandığı kabuller, FEMA440'a (Federal Emergency Management Agency) göre Eşdeğer Doğrusallaştırma yöntemlerinden performansa dayalı tasarım ve değerlendirme bu bölümde incelenmiştir.İkinci bölümde, deprem yönetmeliğinde tanımlı doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler ile FEMA'ya göre tanımlı doğrusal olmayan yöntem, düzlem çerçeve modeli üzerinde detaylı olarak incelenmiştir. Ayrıca DBYBHY 2007'ye göre tasarlanmış üç boyutlu beş katlı sağlık kuruluşunun en büyük deprem ve tasarım depremine göre analizleri gerçekleştirilmiş ve değerlendirme neticesinde elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Üçüncü bölüm, bu tez kapsamında varılan sonuçları içermektedir.Çalışma sonunda; (1) Deprem Yönetmeliği'nde tanımlanan doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile belirlenen kesit hasar bölgeleri farklılık gösterebildiği, (2) DBYBHY 2007göre tasarlanan betonarme sağlık kuruluşunun doğrusal olan yöntemde tasarım depremi, doğrusal olmayan yöntemde ise en büyük deprem etkisi altında beklenen performans hedefini sağlayamadığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Doğrusal Analiz, Doğrusal Olmayan Statik Analiz, DBYBHY 2007, FEMA-440, Performans Değerlendirmesi

The purpose of performance-based earthquake engineering is to provide the construction of to build safe structures which seismic performance can be determined. The performance-based design is newly developed concept in earthquake engineering. This method is firstly developed to be calculated the load capacity of bearing system elements of the existing structures and to be evaluated the earthquake resistance of them. The concept of performance had also gained its importance in the design of new structures in the course of time.In the earthquake engineering, performance-based design method is used to determine the level of expected performance from the structure under the earthquake effect. Level of performance is related to the damage situation that could be occurred in the structure after the earthquake. In the performance-based structural design, it is predicted that more than one damage levels are emerged under one certain earthquake effect.In this study, a comprehensive investigation on determining the earthquake performance of the reinforced concrete structures with the linear and non-linear methods determined in Turkish seismic code is made by discussing plane frame model.Through the study, performance of a three-dimensions and five storeyed hospital designed according to TS500 and Turkish seismic code 2007 is determined according to ?Equivalent Seismic Load Method? which is a linear method and ?Incremental Equivalent Seismic Load Method? that is a non-linear method by SAP2000 analysis program. Structural performance of chosen building for performance evaluation is investigated under the maximum earthquake and the design earthquake loading.In the first part of this master thesis composed of three chapters, after the subject is explained briefly the objectives and scope are given under the light of literatures. In addition, the phenomena of performance, the hypothesis of plastic hinge, the basic principles and the assessment of linear and non-linear calculation methods according to the Turkish seismic code of 2007 and the performance-based design and the evaluation from Equivalent Linearization methods according to FEMA440 (Federal Emergency Management Agency) are investigated in this chapter.In the second part, the linear and non-linear methods defined in Turkish seismic code and non-linear method defined in FEMA are applied to the plane frame model and detailed investigation is done. In addition, a three-dimensions and five storeyed hospital designed according to Turkish seismic code 2007 is analyzed under the maximum earthquake and the design earthquake loading and obtained results are compared with each other. The third part contains the conclusions of the study.It is concluded that (1) different performance regions for the sections that are obtained from linear and non-linear calculation methods defined in seismic code can be differs each other. (2) The reinforced concrete health building that is designed according to seismic code (2007), cannot provide the expected performance under design earthquake for the linear method and under maximum seismic action for non-linear method.Keywords: Linear Analysis, Non-Linear Static Analysis, Turkish seismic code 2007, FEMA-440, Performance Analysis.