Kolonları Üstten Mafsallı Betonarme Prefabrike Yapıların Deprem Performanslarının Belirlenmesi

Abstract

Ülkemizdeki endüstri bölgelerinin büyük bir bölümünün aktif bir deprem kuşağı üzerinde yer alması, bu bölgelerde yoğun olarak kullanılan betonarme prefabrike yapıların deprem performanslarının gerçekçi olarak belirlenmesinin önemini arttırmaktadır. Bu çalışmada, tek katlı, kolonları temelde ankastre, üstte mafsallı betonarme prefabrike sistemlerin doğrusal olmayan davranışları incelenmiş ve boyutlandırmada esas alınan R taşıyıcı sistem davranış katsayısının yapı sisteminin deprem performansına etkisi irdelenmiştir. Birinci bölüm, konunun açıklanmasına ve konu ile ilgili çalışmalara ayrılmış, çalışmanın amacı ve kapsamı hakkında bilgi verilmiştir. İzleyen bölümlerde, betonarme prefabrike yapılar tanımlanarak kullanılan taşıyıcı sistemlerine göre sınıflandırılmış ve bu yapıların tasarımını etkileyen faktörler gözden geçirilmiştir. Özellikle, bu çalışmada ele alınan, kolonları temelde ankastre, üstte mafsallı, tek katlı çerçeve sistemler tanıtılmıştır. Bu sistemlerin 1998 Türk Deprem Yönetmeliği doğrultusunda deprem hesabı açıklanmış ve 2005 Türk Deprem Yönetmeliği taslağında önerilen bir yaklaşıma yer verilmiştir. Betonarme yapı sistemlerinin malzeme bakımından doğrusal olmayan betonarme sistemlerin iç kuvvet–şekildeğiştirme bağıntıları verilmiştir. Plastik mafsal hipotezine ve performansa dayalı tasarımına yer verilmiştir. Basitleştirilmiş doğrusal olmayan değerlendirme yöntemlerinden, ATC40 Kapasite Spektrumu Yöntemi ve FEMA356 Yerdeğiştirme Katsayısı Yöntemi ile bu yöntemin diğer bir alternatifi olan ve 2005 Türk Deprem Yönetmeliği taslağında yer alan bir yaklaşıma yer verilmiştir. Betonarme prefabrike endüstri yapılarını temsil etmek üzere seçilen, kolonları üstte mafsallı, tek katlı, üç açıklıklı bir çerçeve sistemin deprem performansı parametrik olarak incelenmiştir. Yapı sistemi 1998 Türk Deprem Yönetmeliğine uygun olarak boyutlandırılmış, ATC 40, FEMA 356 ve 2005 Türk Deprem Yönetmeliği taslağında önerilen yöntemlere göre deprem performansları belirlenmiştir. Çeşitli R taşıyıcı sistem davranış katsayıları için hesaplar tekrarlanmış ve sonuçlar son bölümde tartışılmıştır.

Since a large proportion of industrial regions in our country is located on an active earthquake zone, the evaluation of seismic performance of reinforced concrete prefabricated structures built in these regions gains an increasing importance. In this study, the nonlinear behavior of one-story, reinforced concrete prefabricated structural systems, with columns hinged at top and fixed at bottom, is examined in detail. Special emphasis is given to the effect of selection of response modification factor, R on building’s seismic performance. The introduction of the subject, investigation of the related works and the objective and scope of the study are explained. The reinforced concrete prefabricated structures are introduced and classified, and factors affecting the design of this type of structures are reviewed. The seismic calculation of these structures according to the 1998 Turkish Seismic Code Regulations (TDY-98), as well as a new approach given by the 2005 Turkish Seismic Code (TDY-05) draft are explained. The internal force-deformation relationships for materially nonlinear reinforced concrete sections are studied. The plastic hinge hypothesis and the performance based design and evaluation are mentioned. The performance objective, performance levels and ranges are defined. The simplified nonlinear evaluation methods, such as ATC40 Capacity Spectrum Method, FEMA 356 Displacement Coefficient Method and an alternative approach given in the TDY-05 draft are presented. A single-story, three-span framed structure with columns hinged at top, is selected to represent the typical reinforced concrete prefabricated industrial buildings, is investigated parametrically from the view of seismic performance. First, the structural system is designed according to the TDY-98. Then, the seismic performance is determined using the procedures given in ATC 40, FEMA 356 and TDY-05. The calculations are repeated for various values of response modification factor, R, and numerical results are compared in the the last chapter.