Betonarme çerçeve binalarda sismik talepler ve ivme kaydı parametreleri arasında ilişkinin üç boyutlu modeller ile incelenmesi

Abstract

Turkey is located in seismically active zone. Estimating and evaluating the effects of energy demands on buildings during destructive earthquakes is one of the priority issues of structural engineering. The magnitude and the ground acceleration are among the most commonly used parameters in the definitions of the destruction of the ground motion. However, it is observed that the demands in the building are not always directly proportional to the ground acceleration and the instrumental magnitude of the earthquake. Therefore, many parameters have been proposed to properly define the effect of the earthquakes. The aim of this study is to investigate the relationship between the characteristic parameters of the ground motion records and seismic demands. For this purpose, 130 time-history analyses were performed by using 5 different building models with 4-, 8-, 12-, 16- and 20-story with regarding 26 different ground motion records. The roof displacement demand and interstory drift ratios were calculated for each earthquake record and compared with the characteristic parameters of ground motion records. It is observed that there was a high correlation between roof displacement demand and interstory drift ratio, and the correlation value decreased as the number of storey increased due to high mode effects. The ground motion parameters, which have the highest correlation with the calculated seismic demands, were found as Housner Intensity, Velocity Spectrum Intensity and Maximum Velocity. There is no significant relationship between accelerationrelated parameters and seismic demands. Correlation value calculated between regression analysis and demand was found to be 0.86. It can be said that the derived equation show a significant improvement compared to the correlation obtained for housner intensity (0.77).

Ülkemiz sismik olarak oldukça aktif bir coğrafyada yer almaktadır. Yıkıcı depremler sırasında meydana gelen taleplerinin yapılar üzerindeki etkilerinin tahmin edilmesi ve gerçekçi bir şekilde değerlendirilmesi yapı mühendisliği açısından büyük önem arz etmektedir. Her bir depremin farklı özelliklerde olması ve her bir yapıda farklı taleplere neden olması bu problemi oldukça karmaşık bir hale getirmektedir. Yer hareketinin yıkıcılığı ile ilgili tanımlamalarda depremin büyüklüğü ve yer ivmesi sıklıkla kullanılan parametreler arasındadır. Fakat binada meydana gelen taleplerin, yer ivmesi ve depremin aletsel büyüklüğü ile her zaman doğru orantılı olmadığı gözlenmektedir. Bu nedenle depremin etkisinin tanımlanabilmesi için birçok parametre önerilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmanın amacı ivme kayıtlarına ait karakteristik parametreler ile sismik talepler arasındaki ilişkinin araştırılmıştır. Bu kapsamda 4, 8, 12, 16 ve 20 katlı 5 farklı üç boyutlu model ve 26 gerçek ivme kaydı kullanılarak toplam 130 zaman tanım alanında dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Yapıda hesaplanan çatı katı deplasman talebi ve göreli kat ötelenme oranları her bir deprem kaydı için hesaplanarak karakteristik parametreler ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde çatı katı deplasman talebi ile göreli kat ötelenme oranı arasında yüksek bir korelasyon olduğu, korelasyon değerinin kat sayısı arttıkça yüksek mod etkilerine bağlı olarak azaldığı gözlemlenmiştir. Hesaplanan sismik taleplerle en yüksek korelasyona sahip ivme kaydı parametreleri Housner Intensity, Hız Spektrum Şiddeti ve Maksimum Hız olarak bulunmuştur. İvmeye bağlı parametreler ile hesaplanan talepler arasında anlamlı bir ilişki bulunamamıştır. Doğrusal olmayan regresyon analizi ile türetilen denklem ile talepler arasında hesaplanan korelasyon değeri 0.86 olarak bulunmuştur. Türetilen denklemin housner intensity için elde edilen korelasyona oranla (0.77) anlamlı bir gelişim gösterdiği söylenebilir.