Mevcut Bir Yapının Deprem Güvenliği Ve Güçlendirilmesi İle Birinci Titreşim Periyoduna Bölme Duvarı Ve Perde Mesned Koşullarının Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, İstanbul’daki mevcut bir betonarme yapının deprem güvenliğinin saptanması için ayrıntılı incelenmesine girişilmiş, düşey yükler ve yatay deprem yükleri etkisinde ortaya çıkma olasılığı bulunan iç kuvvetler ile mevcut kesit kapasiteleri karşılaştırılarak güçlendirme gereği olup olmadığı sayısal olarak saptanmıştır. Bu saptama yapılırken üç farklı kapasite hesaplama yöntemine başvurulmuş ve bu yöntemlerle bulunan kapasiteler karşılaştırılmıştır. Yatay yük taşıyıcı düşey sistemin mesnetlenme koşullarının yapının davranışına etkisi üzerinde durulmuş, mevcut sistemdeki bölme duvarlarının özellikle 1. titreşim moduna karşılık gelen periyot ve dolayısıyla deprem yüklerinin yapıya aktarılmasındaki etkisi araştırılmış ve bu konuda bölme duvarlı durum ile bölme duvarsız durum arasında meydana gelen değişimler incelenmiştir. Mevcut sistemde döşemede yeralan büyük boşluktan dolayı kat döşemesinin rijit diyafram olarak kabul edilmesi ile esnek diyafram olarak kabul edilmesi arasında, bu bina için yapısal davranışta ne gibi değişikliklerin olduğu araştırılmıştır. Mevcut yapıda 1997 deprem yönetmeliğinin incelenmesinin gerekli gördüğü planda düzensizlik durumları gözden geçirilmiş ve 1997 deprem yönetmeliğinin öngördüğü göreli yerdeğiştirme sınırları bakımından karşılaştırmalar yapılmıştır. Yapılan gerekli kontrollerden sonra mevcut sistemin depreme karşı davranışının iyileştirilmesi amacıyla perdeler ilave edilmiş ve gerekli kolonlarda mantolama yapılmış ve perdelerin mesnetlenme koşulları ile ilgili olarak birbirinden çok farklı yapı davranışlarını yakalamak üzere tam olarak gerçekleşmesi mümkün olmayan mafsallı ve ankastre mesnetlenme koşulları ile daha gerçekçi olduğu düşünülen elastik ankastre mesnet durumları gözönüne alınarak karşılaştırmalar yapılmıştır. Güçlendirme perdelerinin ilave edildiği durumda da yapının yeterli yanal ötelenme rijitliğine sahip olup olmadığını incelemek için göreli kat yerdeğiştirmeleri bakımından gerekli kontroller yapılmıştır.

In this study an assessment has been carried out for an existing building in Istanbul where a severe earthquake is expected in near future. The Turkish aseismic codes of 1975 and 1997 have been referred for this purpose. The big opening at the mezzanine level, partioning walls, irregularities of building in plan, soil flexibility, different types of modeling of shear wall and support conditions of added shear walls were selected as the main parameters of this investigation. In order to investigate the effect of large size openings at the mezzanine level which reduces the natural ability of the diaphragm to transfer the inertia forces and may cause failure, two mathematical models were prepared. At the end of the analyses, it was observed that the differences between two models are at the order of negligence. In order to investigate the effect of soil flexibility, two mathematical models were prepared according to SAP2000 program. In the first model called MD02A; all columns have been accepted as fixed supports, in the second model called MD02B; all columns have been accepted as elastically fixed supports. After having completed necessary analyses, the fundamental periods in two directions, base shear forces and overturning moments were compared and observed considerable differences between analysis results. Partioning walls increase the lateral rigidity of the building at the beginning of an earthquake and change the behavior of the structures, so masonry infill walls are represented by diagonal strut elements which have the similar lateral stiffness and strength of existing walls. At the end of the all investigations mentioned above, it is achieved that the building needs strengthening, therefore new shear walls added and were enlarged the concrete cross sectional area of necessary columns. Added shear walls in the mathematical models were defined in two ways. One dimensional beam elements with both flexural and shear rigidities are employed for the first model and in the second one shell elements used. Five different combinations of support conditions for columns and added shear walls were defined. It has been observed as it was expected the fundamental periods of buildings are increased by changing the support conditions from fixed to hinged. Base shears and overturning moments are decreased depending on the increment in fundamental periods.