Mevcut betonarme binaların 2007 ve 2018 deprem yönetmeliklerine göre elde edilen hasar görebilirlik eğrilerinin karşılaştırılması

Abstract

Significant losses that occur during the severe earthquakes in Turkey show that the earthquake performances of existing reinforced concrete building stock are not sufficient. The TEC2007, which was published in 2007, has brought new rules to determine the performance of existing buildings and is a first in this sense. In the TBEC2018, which was published in 2019, the evaluation of the earthquake performance of existing buildings was described in more detail. The aim of this thesis is to investigate the seismic performance of old and new reinforced concrete buildings constructed before and after 1998 and to compare the damage probabilities of exceeding performance levels defined according to the 2007 and 2018 earthquake codes. Structural and architectural design projects of 20 old (before 1998) and 20 new (after 1998) buildings which constructed in Denizli city were obtained with the help of studies in the municipality archives and non-linear structural models of these buildings were created. C10 and C16 concrete classes are considered in order to represent the poor and medium concrete quality while creating the structural system models of the old buildings. During the modeling studies, buildings constructed after 1998 which have relatively better material quality, the concrete strength was taken as specified in the design project and structural models were created using C20 or higher concrete class. The capacity curves of the buildings were obtained by using static pushover method and building damage limits were obtained by considering the section damage limits defined in the 2007 and 2018 seismic codes. For the calculation of the fragility curves, 420 ground motion records obtained from good (210 records) and weak soils (210 records) which were classified according to the peak ground velocities were used. Fragility curves were obtained by calculating the cumulative probabilities of exceeding the damage limits defined in the 2007 and 2018 seismic codes. Old buildings constructed before 1998 with insufficient confinement properties and low material strength are classified as poor (C10) and medium (C16) quality buildings according to concrete compressive strength while new buildings constructed after 1998 with better confinement properties and high material strength (C20-C25, S420) named as good quality buildings. Comparisons for these building classes have shown that the damage probabilities of old buildings are much higher, and the probability of damage increases as the soil class and concrete strength get worse.

Ülkemizde meydana gelen şiddetli depremler sırasında ortaya çıkan büyük kayıplar, mevcut betonarme bina stokunun deprem performanslarının yeterli olmadığını göstermektedir. 2007 yılında yürürlüğe giren DBYBHY2007 yönetmeliği mevcut binaların performanslarının belirlenmesi amacıyla yeni düzenlemeler getirmiştir ve bu anlamda bir ilk olma özelliğine sahiptir. 2019 yılında yürürlüğe giren TBDY2018 yönetmeliğinde ise mevcut binaların deprem performansının değerlendirilmesi konusu daha detaylı bir biçimde tarif edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında 1998 yılından önce ve sonra inşa edilen eski ve yeni betonarme binalar ele alınmış, 2007 ve 2018 deprem yönetmeliklerinde yer alan hükümler çerçevesinde mevcut bina stokumuzu temsil eden betonarme binaların deprem performansları ve hasar görme olasılıkları belirlenmiştir. Denizli belediyesi sınırları içinde yer alan 20 adet eski (1998 öncesi) ve 20 adet de yeni (1998 sonrası) binanın betonarme ve mimari projeleri, belediye arşivlerinde yapılan çalışmalar yardımı ile elde edilmiş, söz konusu binaların doğrusal olmayan taşıyıcı sistem modelleri oluşturulmuştur. Eski binaların taşıyıcı sistem modelleri oluşturulurken kötü ve orta beton kalitesi durumunu temsil edebilmek amacıyla C10 ve C16 beton sınıfları göz önüne alınmıştır. 1998 yılından sonra inşa edilen ve göreceli olarak daha iyi kalite malzeme dayanımına sahip binaların modellemesi sırasında projesinde belirtilen beton dayanımı esas alınmış ve C20 veya üzeri beton sınıfı kullanılarak taşıyıcı sistem modelleri oluşturulmuştur. Oluşturulan bina modellerinin 2007 ve 2018 yönetmeliklerinde belirtilen kesit hasar sınırları esas alınarak her iki yönetmeliğe göre binalara ait kapasite eğrileri elde edilmiştir. Hasar görebilirlik eğrilerinin hesabı için ise iyi (210 kayıt) ve kötü zeminlerden (210 kayıt) elde edilen ve maksimum yer hızlarına göre sınıflandırılan 420 adet ivme kaydı kullanılmış, 2007 ve 2018 deprem yönetmeliklerinde tarif edilen hasar sınırlarını aşmanın birikimli olasılıkları hesaplanarak hasar görebilirlik eğrileri elde edilmiştir. Yetersiz sargı donatısına ve düşük malzeme dayanımına sahip 1998 öncesi inşa edilen eski binalar beton basınç dayanımına göre kötü (C10) ve orta (C16) kalite binalar olarak sınıflandırılırken 1998 sonrası inşa edilen ve daha iyi sargı donatısına sahip yeni binalar (C20-C25, S420) iyi kalite olarak isimlendirilmiştir. Söz konusu bina sınıfları için yapılan karşılaştırmalar eski binalar için elde edile hasar olasılıklarının çok daha yüksek olduğunu, zemin sınıfı ve beton dayanımı kötüleştikçe hasar olasılıklarının arttığını göstermiştir.