Orta yükseklikteki betonarme binada yumuşak kat düzensizliğinin doğrusal elastik olmayan dinamik analizle araştırılması

Abstract

Ülkemizde binaların önemli bir kısmını düşük ve orta yükseklikteki betonarme yapılar oluşturmaktadır. Bu yapıların zemin katlarının market, otopark,depo, işyeri vb. ticari ya da bireysel kullanımlardan doğan mimari kaygılar sebebiyle mevcut duvarlar kaldırılmakta veya zemin katı diğer katlardan daha yüksek imal edilmektedir. Gerçekleştirilen çalışmada orta yükseklikteki betonarme yapılarda bu iki durumdan kaynaklanan yumuşak kat düzensizliği olgusunun sismik davranışa etkisini araştırmak amacıyla 20 farklı gerçek ivme kaydı altında X ve Y analiz doğrultularında Doğrusal Elastik Olmayan Zaman Tanım Alanında Dinamik Analiz Yöntemi ile analizler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca Doğrusal Elastik Olmayan Statik İtme Analiz Yöntemi ile deplasman kapasiteleri elde edilerek sonuçlar değerlendirilmiştir. Bu kapsamda 1998 Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik şartlarına göre 1. derece deprem bölgesi ve Z3 yerel zemin sınıfı için tasarlanan 10 katlı üç boyutlu betonarme bina modelinden, toplamda 6 adet farklı model türetilmiştir. Doğrusal elastik olmayan analizler sonucunda +X, - X, +Y, -Y yönlerindeki maksimum deplasman talepleri ile kapasite eğrileri, maksimum taban kesme kuvveti talepleri, göreli kat ötelenmesi oranlarının katlara dağılımları ile zemin kat göreli kat ötelenmesi oranları elde edilmiştir. Ek olarak sonuçları değerlendirmek için maksimum taban kesme kuvveti ile çatı katı deplasman talebi ve göreli kat ötelenmesi oranları arasındaki korelasyonlar incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar zemin kat yüksekliğinin artması ile kat mekanizması arasında doğrudan bir ilişki olduğunu ortaya koymaktadır. Zemin kat yüksekliğinin %25’e kadar arttırılması yapı sismik davranışında dikkate değer farklara neden olmamaktadır. Zemin kat yüksekliğinin %60 arttırılarak 4.5 metreye çıkarılması durumunda ise tüm modellerde yumuşak kat mekanizması meydana gelmektedir. Dolgu duvar rijitlik katkısı ise beklenen düzeyin altındadır.

In Turkey, low and mid-rise reinforced concrete buildings are significant portion of existing buildings. The ground floors of these buildings are generallyused for commerical purposes such as market, parking lot, warehouse etc. Thereforeinfill walls are removed due to architectural concerns arising from commercial/individual use or the ground floor is constructed higher than the other floors. The aim of this study is to evaluate the effect of soft storey caused by these two conditions in a typical mid-rise reinforced concrete building using seismic demands obtained from Nonlinear Time-History Analysis in X and Y axis directions subjected to 20 different ground motion records. Besides, capacity curves obtained by Nonlinear Static Pushover Analysis Method are used for evaluation purposes. In this context, 6 different models have been derived from a 10 story RC building designed according to 1998 Turkish Earthquake Code assuming highest seismic zone and Z3 soil type. As a result of nonlinear analysis, maximum displacement demands in the directions of + X, -X, + Y, -Y, and capacity curves,maximum base shear force demands, distribution of interstorey drift ratios and ground floor interstorey drift ratios were obtained. In addition, the correlations between the maximum base shear force with the roof displacement demand and the interstorey drift ratios were investigated. The observed results indicate that there is direct correlation between the increased ground floor height and story mechanism. Up to %25 increase in ground floor height, there is no significant changes in seismic behavior of mid-rise RC buildings. However, soft story mechanism was obvious fort he models with %60 incerase of ground floor height. The effect of removed infill walls at the ground floor was limited for the current study.