PGV based no-code mid-rise reinforced concrete frame-type building fragilities in İstanbul

Abstract

Türkiye'de yer alan ve herhangi bir deprem yönetmeliğine göre tasarlanmamış binaların maksimum yer hızına bağlı hasargörebilirlilikleri kısmi olarak incelemiştir. Bu bağlamda İstanbul'un Zeytinburnu ilçesinde yer alan 800 adet orta katlı betonarme çerçeve binayı temsil eden 16 bina modeli kullanılmıştır. Binalar OpenSees (Open System for Earthquake Engineering Simulation) yazılımında 3 boyutlu olarak modellenmiştir. Binaların hasar durumları, 2018 yılında yayımlanan Türk Bina Deprem Yönetmeliği ve 2005 yılında yayımlanan Eurocode 8 yönetmeliğinde yer alan yapı elemanları hasar sınırları ile belirlenmiştir. Maksimum yer hızının elastik olmayan şekil değiştirme talepleriyle korelasyonu diğer yer hareketi indislerine göre daha iyi olduğu için, kırılganlık eğrileri maksimum yer hızına bağlı olarak çizdirilmiştir. İstanbul'un güncel deprem tehlike haritasının oluşturulmasında kullanılan 3 adet deprem tehlike eğrisinin deprem ayrıklaştırma sonuçları kullanılarak 25 adet deprem kaydı seçilmiştir. Bu kayıtlarla artımsal dinamik analiz formunda 3 boyutlu zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler yapılmış ve kırılganlık fonksiyonlarının geliştirilmesi için gerekli talep istatistikleri toplanmıştır. Yapılan kapsamlı analizler sonucu bir hasar durumunun aşılma olasılığını gösteren kırılganlık eğrilerinin oluşturulmasında (a) bina modellerindeki, (b) deprem kayıtlarındaki ve (c) hasar sınır durumlarındaki değişkenliklerin çok önemli etkilerinin olduğu sonucuna varılmıştır. Bu sebeple, bina stoklarının deprem kayıp tahminleri belirlenirken yukarıda sayılan değişkenlikleri kapsayan bir kırılganlık modelinin oluşturulması gerekir.

16 building models representing a building stock in the Zeytinburnu District in İstanbul that includes approximately 800 mid-rise reinforced concrete (RC) frame buildings are used to develop PGV based fragility models that could partially represent the no-code building vulnerability in Turkey. The 3-D analytical models of the subject frames are modeled with distributed plasticity using the Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSees) software. The damage states of the fragilities are determined by use of the performance limits of structural members from 2018 version of the Turkish Building Earthquake Code and 2005 version of the Eurocode 8. Peak ground velocity (PGV) is preferred as seismic intensity measure since it has a better correlation with deformation demands. 25 real ground motion pairs are selected using disaggregation results of three different PGV hazard curves determined from three ground motion predictive models that are used in the development of the most recent national seismic hazard maps. Response statistics are kept through incremental dynamic analysis (IDA) to develop fragilities for each model. The fragilities computed from above comprehensive nonlinear response history analyses advocate that consideration of variabilities in (a) structural models, (b) ground motion records and (c) limit states makes a huge impact in the exceedance probabilities of damage states. Therefore, a backbone fragility model, which covers the above uncertainties by up and down scaling of a central model is a must in proper loss assessment of building stocks.