Seismic performance evaluation of masonry infilled reinforced concrete frame structures

Abstract

Bu çalışmada, dolgu duvarlı betonarme çerçeve türü yapıların ikinci mertebe etkilerini (P-delta etkileri) de hesaba katan, karşılaştırmalı sismik performans değerlendirilmesi yapılmıştır, öncelikle, birinci mod hakimiyeti esasına dayanan statik, doğrusal olmayan ittirme analizi gerçekleştirilir. İttirme analizini takiben yapısal kapasite analizi yapılır ve ikinci mertebe etkilerini içeren ve içermeyen kapasite eğrileri ayrı ayrı çizilir. Bu eğriler iki parçalı doğrusal hale getirilir ve böylece doğrusal olmayan sismik talep analizinde kullanılmak üzere akma noktası spektral koordinatları, akma sonrası eğim oranı, başlangıç periyodu ve ikinci mertebe etkilerin hesaba katılmasını sağlayan geometrik frekans gibi veriler elde edilir. Ek olarak, FEMA 356 (FEMA 273) dökümanında, ikinci mertebe etkilerinin global ittirme analizi eğrisi vasıtasıyla yapılan tutarsız sunumu da gösterilir. Yapılan karşılaştırmalı çalışmalar yukarıda bahsedilen analiz metodları doğrultusunda, her biri beşer katlı dolgu duvarı içermeyen betonarme çıplak çerçeveler ve dolgu duvarlı betonarme çerçeveler için yapılır. Çerçevelerin matematiksel modelinde dolgu duvarları eşdeğer basınç bağlan olarak temsil edilir ve FEMA 273 dökümanında açıklandığı üzere kalite açısından 'iyi' ve 'kötü' olarak değerlendirilirler. Son olarak, çerçevelerin doğrusal olmayan sismik davranış analizleri Kocaeli (1999) depreminin YPT kaydı ve Imperial Valley (1940) depreminin El Centro kaydı için ayrı ayrı yapılır.

A comperative study of the seismic performance evaluation including P-delta effects of the masonry infilled reinfbrced concrete framed structures is carried out. Firstly a static nonlinear pushover analysis is performed on the basis of the single mode approximation. Following the pushover analysis, the structural capacity analysis including P-delta effects is excuted and the capacity curves excluding and including P-delta effects are plotted. In addition, the capacity curves are evaluated in the bilinear forms. The key values such as the yield spectral coordinates, post-yield slope ratio, the initial period and the geometric frequency as the representative P-delta parameter are obtained for the nonlinear seismic demand analysis. Inconsistent representation of P-delta effects in FEMA 356 (FEMA 273) document through global pushover curve is also shown. The comparative studies are based on the analysis methods as mentioned above for fifteen different five-stoıy frames. The frames are reinforced concrete bare frames and masonry infilled reinforced concrete frames. The masonry infill walls are represented by equivalent compression struts in mathematical model and considered in poor and fair conditions as explained in FEMA 273 document. The seismic demand and nonlinear time history analyses of the frames are performed under YPT record of Kocaeli (1999) earthquake and El Centro record of (1940) Imperial Valley earthquake separately.