Sismik yapı hasarı ile çeşitli ivme kaydı parametrelerinin ilişkilerinin değerlendirilmesi tayini

Abstract

Evaluation and estimation of seismic hazards on structures are primary subjects of civil engineering. The singular characteristics and diverging effects of each earthquake on structures is one of the main challenges of the topic. The magnitude and peak ground acceleration of the earthquake is among the commonly used parameters regarding the intensity of the seismic loading. However, earthquakes with smaller magnitude or acceleration values may have more destructive effects. Therefore, in order to define the effect of earthquake many parameters are suggested. The goal of the proposed project is the evaluation of the acceleration record parameters mostly correlated with building stock seismic damage. The mid-rise reinforced concrete frame buildings are investigated, as it consists of the major portion of the building stock. Reinforced concrete building stock is represented with 1056 capacity curves that belong to a broad sense of buildings with different properties. 466 acceleration records are used in order to have a wide range of ground motions. For each of the acceleration record and capacity curve, the non-linear displacement demands will be determined with non-linear dynamic response history analyses. It is anticipated that, the data set based on more than half a million nonlinear displacement demands will enable a comprehensive evaluation. The mostly correlated acceleration record parameters with minimum deviation are found to be Velocity Spectrum Intensity (VSI) and Peak Ground Velocity (PGV) among the investigated 19 parameters. Additionally, by use of some of the considered parameters together, definition of a new hybrid parameter that has 23% less deviation when compared to VSI is proposed. The conducted study is valuable for its contribution to the estimation and mitigation of seismic hazard studies, definition of seismic intensity for building codes, selection and evaluation of acceleration records for seismic assessment of structures.

Sismik Yapı Hasarı İle Çeşitli İvme Kaydı Parametrelerinin İlişkilerinin Değerlendirilmesi Deprem hasarlarının yapılar üzerindeki etkilerinin tahmin ve değerlendirilmesi inşaat mühendisliğinin öncelikli konuları arasındadır. Her bir depremin çok çeşitli özelliklerde olması ve yapılar üzerindeki etkilerinin farklılaşması konunun önemli zorluklarındandır. Sismik yüklemenin şiddeti ile ilgili tanımlamalarda genel olarak depremin büyüklüğü ve en büyük yer ivmesi sıklıkla kullanılan parametreler arasındadır. Fakat daha düşük büyüklük ve/veya yer ivmesi değerine sahip depremlerin daha yıkıcı sonuçlara yol açması da mümkündür. Dolayısıyla depremin etkisinin tanımlanması için birçok parametre önerilmiştir. Önerilen çalışmada çeşitli ivme kaydı parametrelerinden hangilerinin yapı stoğu hasarı ile daha ilişkili olduğunun değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Ülkemiz mevcut yapı stoğunun büyük bölümünü temsil etmesi açısından az ve orta katlı betonarme çerçeve yapılar dikkate alınmıştır. Betonarme yapı stoğu 1056 kapasite eğrisi ile tanımlanan geniş yelpazede özelliklere sahip binalar ile temsil edilmiştir. 466 deprem kaydı dikkate alınarak geniş bir ivme kaydı seti oluşturulmuştur. Her bir kapasite eğrisi ve deprem kaydı için yapıların doğrusal elastik olmayan deplasman talebi elde edilmiştir. Yaklaşık yarım milyon deplasman talebine dayanan bu veri setinin kapsamlı değerlendirmeye imkan verdiği düşünülmektedir. Belirlenen özellikte yapı grupları için elde edilen ortalama deplasman talepleri ile dikkate alınan 19 ivme kaydı parametresi arasında en yüksek korelasyon ve en düşük saçılıma sahip parametreler olarak Hız Spektrum Şiddeti (VSI) ve Maksimum Yer Hızı (PGV) belirlenmiştir. İlâveten dikkate alınan 19 parametreden seçilen bir kaçının birlikte kullanımı ile hasar ile daha büyük ilişkiye sahip hibrit bir parametre elde edilmesi için çalışma yapılmış ve VSI’ya göre %23 daha az saçılıma sahip bir denklem önerilmiştir. Yapılan çalışmanın deprem hasarlarının tahmini ve azaltılması çalışmalarında, yönetmeliklerin sismik şiddet tanımlanmasında, yapıların sismik analizinde ivme kaydı seçimi ve değerlendirilmesi işlemlerinde önemli faydalar sağlayabileceği öngörülmektedir.