Daha Güçlü Kolon Tasarımında Eurocode 8 Yaklaşımının Lineer Olmayan Teori Çerçevesinde İrdelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, betonarme yapılarda daha güçlü kolon tasarımını öngören çeşitli yöntemler ve özellikle Eurocode 8 yaklaşımı lineer olmayan teori çerçevesinde değerlendirilmiştir. Depreme dayanıklı ve ekonomik yapı tasarımının temel öğeleri belirtildikten sonra, tasarım sınır durumları açıklanmış ve bu sınır durumlara karşı öngörülen bir güvenliğin sağlandığı, depreme dayanıklı yapı sistemlerinin içermesi gereken özellikler verilmiştir. Betonarme çubukların lineer olmayan davranışının idealleştirilmesi açıklanmış ve betonarme düzlem çubuk sistemlerin düşey ve yatay yükler altındaki lineer olmayan davranışının incelenmesi, limit ve göçme yüklerinin bulunması amacıyla geliştirilen bir yük artımı yöntemi özetlenmiştir. Eurocode 8 Deprem Yönetmeliği, Türk Deprem Yönetmeliği ve çeşitli deprem yönetmeliklerinde daha güçlü kolon tasarımı uygulamaları anlatılmıştır. Sayısal incelemeler, betonarme konut ve ofis binalarını temsil etmek üzere seçilen betonarme taşıyıcı sistem modelleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Taşıyıcı sistem modelleri, Eurocode 8 ve Türk Deprem Yönetmeliğinde yer alan daha güçlü kolon tasarımı ilkelerine göre boyutlandırılmışlardır. Bu şekilde boyutlandırılan sistemler, yük artımı yöntemi ile, malzeme ve geometri değişimleri bakımından lineer olmayan teoriye göre hesaplanarak artan dış yükler altındaki davranışları elde edilmiş ve limit yükleri bulunmuştur. Elde edilen sayısal sonuçlar, öngörülen güvenlik/taşıyıcı sistem maliyeti açısından daha güçlü kolon tasarımını öngören Eurocode 8 yönetmeliği yaklaşımının, Türk Deprem Yönetmeliğinden daha ekonomik olduğunu göstermektedir.

In this study various strong column-weak beam approaches for reinforced concrete structures especially that is proposed by Eurocode 8 are evaluated in the frame of non-linear theory. After stating the basic elements of the earthquake resistant and economical structural design, the design limit states are described. The required characteristics of earthquake resistant structures, which provide sufficient safety against these limit states, are given. The idealization of non-linear behavior of reinforced concrete frame elements are explained and basic features of a load increment method developed for the determination of non-linear behavior and limit (collapse) loads of reinforced concrete plane frames subject to gravity and lateral loads is summarized. The strong column-weak beam design methods given by the Turkish Earthquake Code, Eurocode 8 Earthquake Code and various codes are given. The numerical investigations are carried out on reinforced concrete plane frames, that are selected to represent both residential and office buildings. The structural systems designed by different approaches are analyzed according to the materially and geometrically non-linear theory by means of the load increments method. Thus the non-linear behavior and limit loads of the systems are determined. The numerical results indicate that the Eurocode 8 strong column-weak beam approach is more economic than the Turkish Earthquake Code, in terms of the required safety/ structural system cost.