Taşıyıcı sistem parametreleri ile düşük ve orta yükseklikteki betonarme binalarda elastik periyot hesabı

Abstract

Betonarme binaların ön tasarımı sırasında binaya etkiyebileceği düşünülen sismik yatay deprem kuvvetinin hesabı, önceden belirlenen binanın doğal titreşim periyodu ile doğrudan ilişkilidir. Birçok ülkenin deprem yönetmeliklerinde çoğunlukla bina kat sayısına veya bina toplam yüksekliğine bağlı olarak doğal periyot bağıntısı elde edilmektedir. Fakat sadece bina yüksekliği veya bina kat sayısı dikkate alındığında periyot hesabı hatalı tasarımlara yol açabilmektedir. Çünkü periyot, kütle ve rijitlikle ilişkilidir. Kütle bina ağırlığına eşdeğer olarak kabul edilebilir. Fakat rijitlik bina boyutlarına, taşıyıcı eleman boyutlarına ve miktarına, beton malzemesi özelliklerine, kat yüksekliğine, dolgu duvar miktarına ve özelliklerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bu tez çalışmasında çerçeveli ve/veya perde duvarlı binaların rijitliğini ve kütlesini etkileyen faktörlerin yer aldığı teorik bir doğal periyot bağıntısı üretilmiştir. Bu bağıntı elde edilmeden önce Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi yerleşim alanında yer alan düşük yükseklikteki binalar bilgisayar ortamında modellenerek aynı binalardan elde edilen mikrotremor ölçümleri ile karşılaştırılmış ve binaların modellenmesi aşamasında dolgu duvarların önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Bu çıkarımdan yola çıkılarak Van ilinde yer alan orta yükseklikteki binalar dolgu duvar içerecek şekilde modellenerek dinamik analizleri yapılmıştır. Tez kapsamında üretilen bağıntı düşük ve orta yükseklikteki bina modellerinden elde edilen doğal periyotlarla ve literatürde yer alan diğer doğal periyot bağıntıları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar neticesinde binaların dolgu duvarlı olacak şekilde modellenmesinin gerekli olduğu, tez kapsamında önerilen periyot bağıntısının rijitlik ve kütleyi dikkate alması sebebi ile diğer bağıntılardan nispeten daha güvenilir sonuçlar verdiği belirlenmiştir.

The calculation of the seismic horizontal earthquake force which is thought to have an effect on the building during the preliminary design of the reinforced concrete buildings is directly related to the predetermined natural vibration period of building. The natural period equation in the earthquake codes of many countries is mostly given depending on the number of floors or the height of the building. However, the calculation of the period considering only the height of the building or the number of floors can lead to faulty designs. Because the period is related to mass and stiffness. Mass can be considered equivalent to building weight. But, the stiffness varies depending on the building dimensions, vertical reinforced concrete element dimensions and quantity, concrete material properties, floor height, infill wall quantity and properties. In this thesis study, a theoretical natural period equation including the factors affecting the stiffness and mass of framed and/or shear walled buildings, is developed before obtaining the equation, low-rise buildings located in the settlement area of Van Yüzüncü Yıl University were modeled by computer and compared with microtremor measurements recorded from the same buildings and it was determined that infill walls had a significant effect on the modeling stage of the buildings. Based on this inference, modeling infill walls in the mid-rise buildings located in Van province dynamic analyzes were performed. The equation produced within the scope of the thesis was compared with the natural periods obtained from low and medium height building models and the other natural period relations in the literature. As a result of the comparisons, it is determined that the buildings should be modeled as infill walls and the period equation proposed in the thesis scope gives relatively more reliable results than the other relations due to the consideration of rigidity and mass.