Betonarme kolonların şekil değiştirme kapasitelerinin değerlendirmesi

Abstract

Son yıllarda deprem etkisi altındaki yapıların değerlendirilmesinde kuvvete dayalı tasarım yöntemlerinin yerine şekil değiştirme esaslı tasarım yöntemleri yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Binaların depreme dayanıklı tasarımı ve mevcut yapıların deprem etkisi altında performanslarının belirlenmesinde; Türkiye'de 2019 yılında yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY, 2018), Avrupa'da Eurocode 8 (CEN 1998-3:2005), Amerika'da ise ASCE/SEI 41 esas alınmaktadır. Mevcut yönetmeliklerin dışında araştırmacıların da yapı elemanlarının performanslarını belirlemek için önerdikleri formüller bulunmaktadır. Ancak yönetmeliklerde öngörülen hasar sınırlarının betonarme kolonlar için çok genel olduğu, farklı kolon tasarım değişkenleri göz önünde bulundurulduğunda aşırı emniyetli tarafta kalırken, yüksek mukavemetli beton ile üretilmiş kolonlardaki gibi bazı durumlarda ise güvenilir sonuçlar vermediği araştırmacılar tarafından yapılan çalışmalarla ortaya konmuştur. Yönetmeliklerde verilen bu sınırlar dikkate alındığında deprem etkisi altında mevcut yapıların değerlendirilmesi ve tasarımında yanıltıcı sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu çalışmada sonlu eleman yöntemi kullanılarak iyi kalibre edilmiş bir model yardımıyla farklı tasarım değişkenlerine sahip dikdörtgen kesitli betonarme kolon modelleri analiz edilmiş, şekil değiştirme sınırları ile tasarım parametreleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Parametrik çalışmayla elde edilen şekil değiştirme değerleri yönetmeliklerde verilen ve araştırmacılar tarafından önerilen hasar sınırlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda betonarme yapı elemanlarının sismik değerlendirmesinde daha etkin kullanılabilecek ve önemli kolon tasarım parametrelerinin de etkin olduğu bir bağıntı elde edilmiştir.

In recent years, instead of force-based design methods, deformation-based design methods have been widely used in the evaluation of structures under earthquake attack. In Turkey Turkish Seismic Code (2018), in Europe, Eurocode 8 (2005) and in the USA ASCE/SEI 41 (2017) for structures are being used in regards to earthquake resistant design of buildings and evaluation of the performance of existing structures under seismic attack. In addition to the existing regulations, there are empirical formulas proposed by the researchers to determine the performance of the structural building elements. However, it is observed that the damage limits stipulated in the regulations are very general for reinforced concrete columns. When these limits given in the regulations are taken into consideration, misleading results can be obtained in the evaluation and design of existing structures under the influence of seismic loads. In this study, rectangular reinforced concrete column models with different design variables were analyzed by means of finely calibrated model by using finite element method and the relationships between deformation limits and design parameters were examined. Calculated deformation values with parametric study were compared with deformation limits in codes and proposed equations by researchers. As a result of this study, a correlation was obtained which could be used more effectively in seismic evaluation of reinforced concrete structural elements and important column design parameters were also effective.