Yapısal kusurların az katlı betonarme yapıların deprem davranışlarına etkileri

Abstract

Bu çalışmada, deprem yükleri etkisindeki bilinen bazı yapısal kusurlara sahip mevcut az katlı betonarme yapıların doğrusal olmayan davranışlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, taşıyıcı sitemi çerçevelerden oluşan mevcut yapıları temsil edebileceği düşünülen düzlem çerçevelerin çözümlemeleri yapılmıştır. Uygulamada sık karşılaşılan binaların yapısal özellikleri düşünülerek, dört, beş altı katlı, dört farklı kolon düzeninde ve dört tip çerçeve gözönüne alınmıştır. Bu tiplerde kat kirişleri, tümü yassı kiriş olması, tümü sarkan kiriş olması, birinci katta yassı kiriş diğer katlarda sarkan kiriş olması ve birinci katta sarkan kiriş diğer katlarda yassı kiriş olması şeklindedir. Örnek çerçeveler, 1975 yılı Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik kuralları uyarınca boyutlandırümış ve betonarme kesit hesapları yapılmıştır. 1992 Erzincan, 1995 Dinar, 1998 Adana-Ceyhan, 1999 Kocaeli ve Düzce Depremleri ardından yerinde yapılan incelemeler sonucunda, mevcut yapıların büyük bir kısmı, proje ve/veya imalat aşamasında yapılan hatalar nedeniyle kusurlu bulunmuştur. Bu yapısal kusurlar, beton basınç dayanımının düşük olması, kolonlarda donatı miktarlarının yetersizliği, kolon ve kirişlerin kritik kesitlerinde yerleştirme hataları, kolon yerleşimlerinin projeye uygun olmaması, yapıların deprem etkileri gözönüne alınmadan boyutlandırılması, projede yer almayan kat ilaveleri ve yapı kullanım amacının değişmesiyle hareketli yüklerde artışların olması gibi sıralanabilir. Bu çalışma kapsamında, sözkonusu yapısal kusurlara sahip örnek çerçevelerin doğrusal olmayan çözümlemeleri yapılmış ve elde edilen kapasite eğrileri kusursuz örnek çerçevelerin sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Örnek çerçevelerin doğrusal olmayan analizleri, plastik mafsal hipotezine dayanan EPARCS 'Elasto-plastic Analyses of Reinforced Concrete Structures' ve SAP2000 bilgisayar programları yardımıyla yapılmıştır. Bu analizlerde çerçevelerin sabit düşey yükler ve monoton olarak artan yatay yükler etkisinde I. Mertebe Teorisi'ne göre doğrusal olmayan çözümlemesi yapılmıştır. Yapısal kusurlu az katlı yapılar için ortalama dayanım ve süneklik düzeyleri önerilmiştir. Az katlı betonarme yapıların deprem davranışlarının hızlı bir şekilde belirlenmesi amacıyla geliştirilen yaklaşık bir yöntemin elde edilen sonuçlar ışığında iyileştirilmesi için teorik çalışmalar yapılmıştır.

In this study, the possible nonlinear behavior of low rise reinforced concrete existing buildings with structural deficiencies were tried to be achieved. Existing low rise reinforced concrete buildings which consist of moment resistant frames are represented by planar sample frames. The set of push over analyses have been carried out for the hypothetically defined four different types of widely used representative frames with four, five and six stories. The typical beams of sample frames are all flat beams, all regular beams, flat beams only in the first floor or regular beams only in the first floor. These buildings were properly designed according to the valid structural codes in the period of constructions such as 1975 Turkish Earthquake Code. The assessment and the rehabilitation works carried out after 1992 Erzincan, 1995 Dinar, 1998 Adana-Ceyhan, 1999 Kocaeli and Düzce Earthquakes have been utilized for the identification of structural deficiencies and for the definitions of the representative buildings. The structural deficiencies such as the low compressive strength of concrete in existing buildings, inadequate percentage of reinforcements that exist in the sections, lack of proper lap splicing in critical regions of columns and beams, reinforced concrete design considering only the vertical dead and live loads and possible structural changes such as alterations in the orientations of columns, having one additional stories on top of the existing building or changing the demand of live load carrying capacity of the existing structure, have been taken into account in pushover analyses of planar sample frames. The resultant pushover curves are compared with the curves of the frames with no structural deficiencies. The nonlinear analyses of frame buildings have been completed using two different computer programs; EPARCS 'Elasto-plastic Analyses of Reinforced Concrete Structures' and SAP2000 are the computer programs based on plastic hinge hypothesis to have reference push over curves. The vertical loads are kept constant while the intensity of lateral loads are increased keeping their triangular distribution over the height of the building unchanged in pushover analyses with the first order theory. Average strength and ductility levels are suggested for the low rise RC buildings with structural deficiencies. By the assistance of the study results, some theoretical researches are submitted to develop a quick assessment method for determination of lateral load capacities of low rise RC frame buildings.