DBYBHY-2007 ve TBDY-2019`a göre tasarlanmış merkezi çaprazlı çelik çerçevelerin sismik davranışlarının karşılaştırılması

Abstract

Yüksek elastik rijitlik özelliğine sahip merkezi çaprazlı çelik çerceveler (MÇÇ'ler) deprem bölgelerinde en sık tercih edilen yatay yük direnç sistemlerinden bir tanesidir. MÇÇ'ler kolon, kiriş ve merkezi olarak kiriş elemanlarına veya kolonkiriş düğüm noktalarına bağlanan çapraz elemanlardan teşkil edilmektedir. Deprem esnasında çevrimsel ve tersinir eksenel basınç ve çekme yüküne maruz kalan çapraz elemanların performansları yapı sisteminin genel süneklilik kapasitesini oluşturmaktadır. 2019 yılında yürürlüğe girmiş olan Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2019) süneklilik düzeyi yüksek MÇÇ'lerin tasarımlarını çelik çapraz elemanların eksenel basınç ve çekme kapasitelerine göre yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, farklı kat sayılarına sahip MÇÇ'ler önce Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapımına Dair Esaslar (ÇYTHYDE-2018) ve Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmeliğine (DBYBHY-2007) göre tasarlanmıştır ve daha sonrasında da TBDY-2019'a göre revize edilmiştir. Elde edilen iki farklı tasarıma sahip 3, 6 ve 9 katlı prototip binaların FEMA P695'de tanımlanan 44 farklı deprem kaydı altında 528 adet doğrusal olmayan zaman tanım alanında analizleri yapılmıştır. Analizler OPENSEES yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu analizler ışığında yapıların göreli kat ötelemeleri, artık yatay deplasmanlar, kat maksimum ivmeleri ve hızları, çapraz elemanların süneklilik talepleri ve düzlem dışı deplasmanları karşılaştırılmıştır. Elde edilen analitik sonuçlara göre, sismik davranış açısından ters V tipi MÇÇ'ler için TBDY-2019'a göre tasarlanan yapıların daha güvenli olduğu, daha hafif olmasına rağmen parçalı X tipi MÇÇ'ler için DBYBHY-2007'e göre tasarlanan yapıların daha güvenli olduğu gösterilmiştir.

Concentrically braced frames (CBFs) indicating high elastic stiffness are one of the most preffered lateral load resisting systems in seismic regions. CBFs are composed of columns, beams and braces which are concentrically connected the beams or beam to column joints. During an earthquake event, seismic performance of the braces subjected to cyclic and reversible axial tension and compression loading determines the ductility capacity of the entire structure. Turkish Seismic Code 2019 (TSC 2019), which has became valid in 2019, mandates design of the Special Concentrically Braced Frames (SCBFs) in accordance with capacity of the axial tension and compression capacity. In this study, firstly, SCBFs having different number of storeys were designed as per Turkish Steel Code 2018 (TSC 2018) as well as TSC 2007 and then these braced frames were revised in accordance with TSC 2019. By using OPENSEES software program, 528 nonlinear time history analysis were conducted on the designed archtypes with 3, 6, 9 storeys under 44 far field gound motions defined in FEMA P695. In the light of the anaysis results, interstory drift ratios, residual lateral displacements, maximum storey accelerations and velocities, brace ductility demands and brace outof-plane displacements were compared. According to obtained analysis, TSC 2019 indicated more reliable seismic response for inverted V braced SCBF whereas TSC 2007 showed more reliable seismic behavior for split X braced SCBF in spite of lesser steel material used.