Mevcut bitişik ikili binalardaki çekiçlemenin sismik performans üzerindeki etkilerinin araştırılması

Abstract

Important portion of mid-rise buildings in cities with high population density has inadequate separations having lateral collision potential during earthquakes. The proper evaluation of seismic performance of such buildings is an extremely important issue. This study aims to investigate the effects of pounding on seismic behaviour of adjacent mid-rise reinforced concrete buildings using nonlinear time history analysis. The mid-rise reinforced concrete buildings are reflected using average structural and geometrical properties of existing building stock of 4- and 7-story buildings designed per 1975 and 1998 Turkish Earthquake Codes (TEC). Four different building combinations are connected by link elements with 0 and 20 mm, and 400 mm gap. The “0” and “20 mm” gaps reflect inadequate separation between adjacent buildings while the “400 mm” gap is used for the reference building without collision. 12 different building models obtained using four different building combinations and three different gaps were subjected to 9 different ground motion records, resulting in total of 108 nonlinear time history analyses. The effects of pounding on roof displacement and interstory drift demands and damage distribution throughout the building height are investigated by comparing the values obtained for the reference and other gap space cases. The study obviously shows that pounding has significant effect on displacement demands; up to 268% increase in interstory drift ratios and up to 58% increase in roof displacement demands. The pounding effect decreases as the gap distance between adjacent buildings increases. Also significant differences in damage distributions are observed for different gaps. The findings obviously indicate significant increase in displacement demands due to pounding. It is also clear that the proper seismic performance evaluation of adjacent buildings is not possible without consideration of pounding effect.

Ülkemizde kent nüfusunun yoğun olduğu şehirlerde, yetersiz boşluk oranına sahip bitişik nizam olarak inşa edilmiş orta yükseklikte birçok yapının çarpışma potansiyeli bulunmaktadır. Bu yapıların olası depremlerde çarpışması sonucu sismik performanslarının doğru bir şekilde ortaya konulması büyük önem arz etmektedir. Çalışmanın amacı, yetersiz boşluk oranına sahip ya da bitişik inşa edilmiş orta yükseklikteki betonarme binalarda çekiçleme etkisinin zaman tanım alanında doğrusal elastik olmayan dinamik analiz yöntemi ile belirlenmesidir. Orta yükseklikteki mevcut binaların ortalama geometrik ve yapısal özelliklerini yansıtacak şekilde seçilen 4 ve 7 katlı bina mimarisi 1975 ve 1998 Afet Yönetmelikleri dikkate alınarak tasarlanmıştır. Kat hizaları aynı olan bina modelleri kat seviyelerinden birbirine bağlanarak 4 farklı ikili model oluşturulmuştur. İkili modeller arasındaki bağlantı SAP2000 modelindeki doğrusal (lineer) yay modeli ile sağlanmıştır. Çarpışmanın meydana geldiği ikili modeller arasında 0 ve 20 mm boşluk mesafesi bırakılırken, çarpışmanın görülmediği (referans) ikili modeller arasında 400 mm tercih edilmiştir. 4 farklı ikili model, 3 farklı boşluk mesafesi ve 9 farklı gerçek ivme kaydı ile toplamda 108 adet zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analiz yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, çekiçlemenin çatı (tepe) deplasman talepleri, göreli kat ötelenme oranı ve yapıdaki hasar dağılımı üzerindeki etkileri çarpışmalı ve çarpışmasız durumlar için karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak çekiçleme etkileri çatı deplasman taleplerinde %58, GKÖO değerlerinde %268 oranında artışlar gözlemlenmiştir. Komşu binalar arasında bırakılan derz mesafesinin artması ile çekiçleme etkilerinde azalmalar görülmektedir. Yetersiz derz mesafesine sahip farklı dinamik karakterlerdeki komşu binaların çarpışması sonucu hasar dağılımlarında ciddi değişimler meydana gelmiştir. Çalışma çekiçleme etkisi göz önüne alınmadan mevcut yapıların sismik performanslarının uygun bir şekilde değerlendirilmesinin mümkün olmadığını da ortaya koymaktadır.