Beton Kalitesi Düşük Betonarme Binaların Deprem Davranış Katsayısının İncelenmesi

Abstract

Şiddetli deprem bölgelerinde, yapıların yeterli güvenlik seviyesinde ekonomik bir şekilde tasarımı, yapıların deprem yükleri etkisi altındaki lineer olmayan davranışları ve süneklik düzeyiyle çok yakından ilişkilidir. Bu durum betonarme yapılar için sünek yapı tasarımının önemini daha da arttırmıştır. Süneklik düzeyi yüksek bir yapının maruz kalacağı yatay yükün süneklik düzeyi normal bir yapının maruz kalacağı yatay yüke göre çok daha az olması, performans seviyesinin daha yüksek olması ve daha ekonomik bir çözüm olması bu tür yapılara verilen önemin doğruluğunu göstermektedir. Son yıllardaki teknolojik gelişmelerle ortaya çıkan bilgisayarı programlar yardımı ile oldukça zahmetli ve zaman alıcı bir yöntem olan yapıların lineer olmayan analizi kolaylıkla ve çok kısa bir sürede yapılabilmektedir. Bu çalışmada yardımcı paket bilgisayar programı kullanılarak, kesitlerin plastikleşme özellikleri belirlenerek kullanılan bilgisayar programına veriler aktarılmıştır ve kuvvet yerdeğiştirme eğrileri elde edilmiştir. Burada hesaplanan bütün çerçeveler için beton kalitesi 11 MPa ve çelik kalitesi S5500 yapı malzemeleri kullanılmış, Ayrıca TDY98 yönetmeliğinde tanımlanan 1. deprem bölgesi ve Z3 zemin sınıfı kullanılarak analizler yapılmıştır. Bütün bu hususlar dikkate alınarak farklı periyotlara ve süneklik düzeyine sahip tek serbestlik dereceli sistemlerin lineer olmayan davranışları farklı iki zemin cinsi için incelenmiş, bunun sonucunda deprem davranış katsayıları belirlenmiştir. Ayrıca R katsayılarının Rµ ve Ros parametreleri elde edilmiş, geçmişte yapılan çalışmalar ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Tez esas itibariyle yedi bölümden oluşmaktadır. Tezin birinci bölümünde taşıyıcı sistem davranış katsayısı ve süneklik hakkında kısaca bilgiler verilmiştir. Tezin ikinci bölümünde ise taşıyıcı sistem davranış katsayısı olan “R” nin ortaya çıkışı ve gelişim süreci, değişik ülkelerde kullanım şekli ve bu katsayıyı oluşturan ana unsurlar hakkında bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde ise taşıyıcı sistem davranış katsayısı için geçmişteki yapılan çalışmalar anlatılmış ve bu çalışmaların karşılaştırılması yapılmıştır. Dördüncü bölümde geçmişte yapılan analizler sonucunda taşıyıcı sistem davranış katsayısını etkileyen faktörler anlatılmış, etki faktörleri parametrik olarak verilmiş ve gerçek davranış katsayıları ile karşılaştırmaları yapılmıştır. Beşinci bölümde ise yapıların lineer olmayan statik (İtme) analiz hakkında bilgiler verilmiş ve analiz de yapılan bazı kabuller ve malzeme modelleri anlatılmıştır. Tezin altıncı bölümünde ise R katsayısının hesap algoritması verilmiş, 2 adet tek açıklıklı, 2 farklı tek serbestlik dereceli çerçeve ve 2 farklı zemin grubu için taşıyıcı sistem davranış katsayıları hesaplanmıştır. Öncelikle çerçevelerin elastik analizi yapılmış, çerçeve elemanları boyutlandırılmış ve lineer olmayan analiz yapılarak taşıyıcı sistem davranış katsayıları belirlenmiş. Ayrıca geçmişte elde edilen parametrik fonksiyonlar ile karşılaştırma yapılmış ve çok katlı bir betonarme binanın taşıyıcı sistem davranış katsayısı hesaplanmıştır Tezin son bölümü olan yedinci bölümde ise yapılan bu çalışmaların sonuçları açıklanmıştır.

It is very economical and safety way to design of the structure by the consideration of nonlinear behaviour. This situation is very important to design ductile structures. The advantages of the system are minimum design loads which are produced by the earthquakes. In recent years, nonlinear analysis of the structures which is very complex and time consuming way to solve the building is easily analysed with computer programs. In this study a computer programme is used to obtain force deformation relations. During the calculations the material properties for reinforced concrete and steel members are taken into account namely characteristic compressive strength to 11 MPa and for steel 5500. Furthermore seismic zone factor is considered to 1 and local site class in considered in the 1998 earthquake code, namely Z3 corresponding to soft oil. Nonlinear behaviour of single degree of freedom systems are investigated which have different periods and ductility ratios and seismic reduction factors are obtained, similarly Rµ and Ros parameters are calculated and compared with the ones which where found in the literature. This study consists of seven sections. In the first section a brief information is given about the seismic load reduction factor and ductility. In the second section the evaluation of the seismic load reduction factor and its applications in different countries are explained. In addition the variables which considered to obtained the load reduction factor are given. In the third section, Results of the various investigations for strength reduction factors carried out over the last 30 years are reviewed, and their results are presented in a common format and a comparison between the present study and the existing studies are given. In the fourth section, the factors which influenced the load reduction factors are explained and their effects are parametrically given. Consequently the comparison between real response reduction factors and R factors are explained. In the fifth section, a comprehensive information is given about the nonlinear statical analysis (pushover). Materail models and assumptions are explained in details. In the sixth section, the computation algorithm of the load reduction factor is given and load reduction factors for a single degree of freedom system which has two spans are obtained for two different soil conditions. Firstly, Frame section dimentions are obtained with an elastic design concept after, Doing pushover analysis R coefficien was determined . Moreover, the comparison are made with the literature and calculated force reduction factor for Multistorey reinforced-concrete buildings. In the last section, the conclusion are explained.