Characteristic structural features of tall buildings in Turkey and their dynamic behavior

Abstract

Türkiye'nin büyük şehirlerinde bulunan 10 ve 30 kat arası betonarme perde duvarlı yüksek binalar, Performansa Dayalı Deprem Mühendisliği (PDDM) sistematik çerçevesi altında incelenmiştir. Istanbul, Ankara, Bursa ve Mersin şehirleri başta olmak üzere yüksek binaların yoğunca bulunduğu şehirlerinden teknik çizimler içeren bir bina envanteri derlenmiştir. Envanterdeki binalar detaylı bir biçimde istatistiksel yöntemler aracılığıyla incelenip altı referans bina modeli üretilmiştir. Yapısal davranış ile belirlenen referans sahasındaki (yüksek deprem tehlikesi teşkil eden) deprem tehlikesinin ilişkilendirilmesi için Koşullu Spektrum yöntemi kullanılarak yer hareketi seçim ve ölçeklendirmeleri yapılmıştır. Büyük şehirlerdeki perde duvarlı betonarme yüksek binaların 475-yıl dönüş periyoduna sahip (tasarım depremi) deprem senaryosuna kadar tatmin edici performans göstermiştir. Fakat deprem tehlike seviyesindeki artışın (örneğin, 2475-yıl dönüş periyoduna sahip beklenen en büyük deprem) binalarda onarılamaz veya ileri hasar seviyelerinin gözlenmesine sebep olabileceği gözlenmiştir. Bu durum olası maddi kayıplar açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, Türkiye'nin sismik tehlike teşkil eden bölgelerindeki yüksek bina envanterinin maliyet açısından etkinlik, hasar görebilirlik fonksiyonlarının araştırılması gibi çalışma konularında ön-bilgi olarak kullanılabilecek niteliktedir.

High-rise reinforced concrete (RC) shear wall buildings having 10 to 30 stories in metropolitan cities of Turkey are investigated under the systematic framework of Performance Based Earthquake Engineering (PBEE). A building inventory is compiled entailing blueprints of tall buildings in densely populated areas of the cities: Istanbul, Ankara, Bursa and Mersin primarily to represent the tall building stock. These buildings are thoroughly investigated via statistical methods to develop six reference building models. The recently proposed Conditional Spectrum (CS) is used as a tool to scale the selected ground motions which provided the link between the target hazard at the reference site (represents high seismicity) and structural responses. It is concluded that the high-rise RC shear wall buildings designed by Turkish engineering practice in metropolitan areas show satisfactory performance up to 475-year return period ground motions. However, the increase in ground motion hazard (e.g., 2475-year, maximum considered) may result in irreparable and severe damage states for these buildings, which may be mostly critical in terms of economic losses. The results obtained from this study can be used as reference source for future studies on several other research topics on tall buildings such as estimating cost-effectiveness and vulnerability functions of high-rise building stock in earthquake-prone regions of Turkey.