Deprem etkisindeki betonarme binaların performans değerlendirme yöntemlerinin doğrusal olmayan teori çerçevesinde karşılaştırılması

Abstract

Son yıllarda doğrusal olmayan teoriyi esas alan hesap yöntemlerindeki gelişmelerle, yapı sistemlerinin dış etkiler altındaki gerçek davranışının daha yakından izlenebilmesi ve deprem performansının daha gerçekçi olarak belirlenmesi mümkün olabilmektedir. Doğrusal olmayan statik analiz yöntemleri ile elde edilen birçok analiz sonucu değerlendirildiğinde bir binanın aynı deprem seviyesi altındaki davranış taleplerinin yöntemlere göre farklı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Bu nedenle doğrusal olmayan statik analiz yöntemlerinin irdelenmesi ve güncellenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, TS 500 ve Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (ABYYHY-1998)’e göre boyutlandırılmış betonarme binaların farklı deprem seviyeleri için doğrusal olmayan statik analiz yöntemlerinden Kapasite Spektrum Yöntemi (KSY ATC 40 ve KSY FEMA 440) ve Yer değiştirme Katsayıları Yöntemi (YKY FEMA 356 ve YKY FEMA 440) ile analizleri yapılarak performanslarının belirlenmesi ve elde edilen analiz sonuçlarının çeşitli parametreler (davranış talepleri) ile karşılaştırılması ve değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, geniş bir periyot aralığındaki, herhangi bir düzensizliği bulunmayan sekiz ayrı betonarme düzlem çerçeve bina belirlenerek incelenmiştir. Binaların performanslarının belirlenmesinde malzeme ve geometri değişimleri bakımından doğrusal olmayan teori ve doğrusal olmayan statik analiz yöntemlerinden Kapasite Spektrum Yöntemi ve Yer değiştirme Katsayıları Yöntemi kullanılmıştır. Çalışmada, incelenen binaların KSY ATC 40 ile elde edilen analiz sonuçlarının her parametre için KSY FEMA 440, YKY FEMA 356 ve YKY FEMA 440’a göre oldukça farklı olduğu belirlenmiştir. Doğrusal olmayan statik analiz yöntemlerinin karşılaştırılmasında kat kesme kuvveti dağılımının yöntemler arasındaki farkı belirlemede etkili bir parametre olmadığı, buna karşılık plastik dönme dağılımının en etkili parametre olduğu sonucuna varılmıştır.

In recent years, with improvements on analysis methods based on non-linear theory, more realistic monitoring of behavior of structural systems under external effects and determination of the earthquake performance can be possible. It is determined that response demands under the same earthquake level of a building give different results according to other methods when some analysis results obtained by non-linear static analysis methods are evaluated. For this reason, it is required that non-linear static analysis methods should be investigated and improved. In this study, it is aimed that performance levels of the reinforced concrete building frames designed according to TS 500 and Turkish Earthquake Code (ABYYHY-1998) are determined by Capacity Spectrum Method (CSM ATC 40 and CSM FEMA 440) and Displacement Coefficients Method (DCM FEMA 356 and DCM FEMA 440) for different earthquake levels and obtained analysis results are compared with each others in term of different parameters. For this purpose, eight different reinforced concrete plane building frames without any structural irregularity, are determined and investigated in a wide period range. Performance levels of buildings are determined by using Capacity Spectrum Method and Displacement Coefficients Method, which are non-linear static analysis methods based on pushover analysis (materially and geometrically non-linear theory included). In the study it is determined that the analysis results obtained from CSM ATC 40 are considerably different from the results of CSM FEMA 440, DCM FEMA 356 and DCM FEMA 440 in terms of the each investigated parameter for all investigated building frames. It is concluded that story shear force distribution is not an effective parameter in comparison of non-linear static analysis methods to determine difference between methods; nevertheless, plastic rotation distribution is the most effective parameter in order to determine difference between methods.