Tek serbestlik dereceli betonarme binalar arasındaki gerekli derz mesafelerin araştırılması

Abstract

Yetersiz sismik derze sahip komşu yapıların farklı dinamik karakterlere (periyot, rijitlik, kütle, yükseklik vb.) sahip olmasından dolayı, yapısal çarpışmalar beklenmektedir. Geçmişte yaşanan birçok yıkıcı depremde, yetersiz derz mesafeli binalar arasında yapısal çarpışmalar meydana gelmiştir. Bu çarpışmalar ile binalarda ağır hasar oluşumu, hatta toptan yıkımların gerçekleştiği gözlenmiştir. Ülkemizde de konut stokunun önemli bir kısmını temsil eden düşük ve orta yükseklikteki birçok yapının yetersiz derz mesafeli veya bitişik nizamlı olduğu için çarpışma potansiyeli bulunmaktadır. Bu nedenle komşu yapılar arasındaki sismik çarpışmaları (çekiçleme etkilerini) önlemek adına minimum yeterli derz mesafelerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmada, farklı dayanım oranlarının ve periyot değerlerinin derz mesafesi üzerindeki etkilerini incelemiştir. Bu kapsamda, farklı kat adetlerine, dayanım oranlarına ve periyot değerlerine sahip komşu binalar arasındaki minimum boşluk mesafelerinin belirlenebilmesi hedeflenmiştir. Üç boyutlu (3B) doğrusal elastik olmayan bina modelleri ile yapılan analizler yoğun işgücünün yanı sıra verilerin saklanabilmesi için depolama ihtiyacı gibi nedenlerden dolayı ciddi boyutlara ulaşmaktadır. Bu nedenle, 3B modeller eşdeğer TSD sistemlere dönüştürülerek daha basit ve kullanışlı bir işgücü ile derz mesafelerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Çalışma sonuçlarına göre, bitişik binalar arasındaki gerekli derz mesafelerin tahmininde eşdeğer TSD sistemlerin kullanılabileceği söylenebilir. Özellikle komşu binaların periyot değerlerinin birbirinden uzaklaşması ile birlikte TSD ve 3B modellerden elde edilen gerekli derz mesafelerinin yakın sonuçlar sunduğu gözlenmiştir. Ancak periyot değerlerinin yakın olduğu durumlarda, TSD sistemlerin daha tutucu sonuçlar sunduğu göz ardı edilmemelidir. Çalışmadan elde edilen bulguların düşük ve orta katlı betonarme binaları kapsadığı unutulmamalıdır.

Structural collisions are expected due to the different dynamic characteristics (natural period, stiffness, mass, height etc.) of neighboring structures with insufficient seismic gap distances. In many destructive earthquakes in the past, structural collisions have occurred between adjacent buildings with insufficient gap distances. It has been observed that these collisions have caused severe damage to buildings and even total collapse. In our country, there is a collision potential in many low and mid-rise buildings, which represent a significant portion of the building stock, due to insufficient gap distances or adjacent arrangements. Therefore, determining the minimum sufficient gap distances is very important in order to prevent seismic collisions (pounding effects) between neighboring structures. In this study, the effects of different strength ratios and different period values on the seismic gap distance were investigated. In this context, it was aimed to determine the minimum gap distances between neighboring buildings with different floor numbers, strength ratios, and period values. Analyses performed using three-dimensional (3D) building models with nonlinear behavior reach serious dimensions due to reasons such as intensive labor and storage requirement for data storage. Therefore, by converting 3D models to equivalent SDOF systems, it was aimed to determine gap distances with a simple and useful labor. The outcomes indicate that equivalent SDOF systems can be used in estimating the required gap distances between adjacent buildings. It was observed that the required gap distances obtained from equivalent SDOF systems and 3D building models provide close results, especially when the period values of adjacent buildings diverge from each other. However, it should not be ignored that SDOF systems provide more conservative results in cases where the period values are close. Also, it should not be forgotten that the findings obtained from the study represent low and mid-rise reinforced concrete buildings.