Çok katlı betonarme yapılarda perdelerin planda yerleşiminin ve perdelerdeki boşlukların deprem davranışına etkisi

Abstract

Genellikle ticari ve konut amaçlı olan yüksek bina yapımındaki artış, kentsel nüfusun hızla artmasına bağlı olarak ortaya çıkmıştır. Son yıllarda, yapı malzemesi mekanik özelliklerindeki gelişim ile deprem gibi dinamik etkileri de dikkate alan karmaşık yapısal modellerin hesaplarının kolaylıkla yapılabilmesi, depreme dayanıklı yüksek yapı tasarımına katkı sağlamıştır. Deprem etkisine maruz yüksek yapılarda betonarme perdelerin kullanımı, ekonomik ve güvenli tasarım açısından zorunludur. Yapının depreme karşı tepkisi açısından perdelerin geometrisi ve taşıyıcı sistem planındaki yerleşimi önemlidir. Öte yandan, çeşitli fonksiyonel ihtiyaçları karşılayacak perde boşluklarına da ihtiyaç olmaktadır. Bu durumda perdenin yatay rijitliği azalmaktadır. Dolayısıyla, deprem yükleri altında yüksek binalarda perdelerin taşıyıcı sistem içerisinde yerleşimi ve perdelerde bırakılacak boşluklar, analiz ve tasarımda özenle dikkate alınmalıdır. Bu çalışmada, betonarme yapılarda perdelerin plandaki yerleşiminin ve perdelerde bırakılacak boşluk oranının yapının deprem etkisi altındaki davranışına etkisi değerlendirilmiştir. Bu amaçla, 5, 10, 20 ve 30 katlı betonarme yapılar ele alınmıştır. Farklı perde yerleşimi ve boşluk oranını temsil eden yapı modelleri analiz edilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma için doğal titreşim periyodu, global ötelenme oranı, göreli kat ötelenmesi oranı ve perdelerin taban kesme kuvvetinden aldığı pay kullanılmıştır.

The increase in the construction of tall buildings, which are usually commercial and residential, has arisen due to the rapid increase of the urban population. In recent years, the development of mechanical properties of building materials and the ability to easily calculate complex structural models that take into account dynamic effects such as earthquakes have contributed to the earthquake resistant design of tall buildings. The use of shear walls in tall buildings is an obligation in terms of economic and safe design. The geometry and placement of shear walls are important for the structural response to the seismic excitation. On the other hand, there is a need for openings in shear walls to meet the various functional requirement. In this case, the horizontal stiffness of shear walls decreases. Thus, for seismic design of tall buildings, placement of shear walls and openings in shear walls should be taken into consideration carefully. In this study, the effect of the placement of shear walls in plan and openings in shear walls on the structural response of reinforced concrete buildings to seismic excitation. For this purpose, 5, 10, 20 and 30 storey reinforced concrete buildings are considered. These buildings which have different placement of shear walls and openings. Analysis of the building models are performed using response spectrum method, and obtained results are compared. The parameters used for comparison are: the natural vibration period, global drift ratio, inter-story drift ratio and the ratio of the sum of shear forces developed at the bases of structural walls to total shear force developed at the bases for the entire building.