Süneklik düzeyi yüksek çelik çerçevelerin etkin göreli kat ötelemelerinin irdelenmesi

Abstract

Genel olarak yapıların tasarlanmasında üç temel adım mevcuttur: a) dayanım tahkiki, b) etkin göreli kat ötelemelerinin kontrolü, c) kolonların kirişlerden daha güçlü olması koşulu. Ancak çelik çerçevelerde tasarım, yönetmeliklerde belirtilen etkin göreli kat ötelemeleri koşulunun sağlanarak kesit seçilmesiyle başlamaktadır. Etkin göreli kat ötelemeleri şartını sağlayan kesitler genellikle dayanım şartını sağlamaktadır. Türk Deprem Yönetmeliği (TDY, 2007), kat deplasmanlarını hesaplarken (doğrusal elastik olmayan deplasman), azaltılmış deprem kuvvetleri kullanılarak hesaplanan elastik deplasmanın `Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı` (R) ile çarpılarak hesaplanmasını isterken; ASCE 7-05(2005) ise azaltılmış deprem kuvvetleri ile hesaplanan elastik deplasmanları, inelastik deplasmana çevirmek için `Deplasman Arttırma Katsayısı` (Cd) kullanmaktadır.Süneklik düzeyi yüksek çelik çerçeveler için Cd ve R sayıları ASCE 7-05 (2005)'de ve TDY (2007)'de sırasıyla 5.5 ve 8 olarak belirlenmiştir. Etkin göreli kat ötelemelerinin belirlenmesinde iki yönetmelik arasındaki bu tutarsızlık Türkiye'deki binalarda oldukça yüksek ve ağır kesitler seçilmesine sebep olmaktadır. Bu çalışmanın amacı güçlü yer hareketleri etkisindeki az, orta ve çok katlı süneklik düzeyi yüksek çelik çerçevelerin doğrusal elastik olmayan deplasmanlarının değerlendirilmesidir. Bu amaçla; 4, 9 ve 20 katlı süneklik düzeyi yüksek çelik çerçeveler, doğrusal elastik olmayan dinamik ve statik itme analizlerine tabi tutularak, çerçevelerin dayanım, göreli kat ötelemeleri ve plastik mafsal dönmeleri değerlendirilecektir.

General design of a structural system follows a three-step procedure: a) strength design, b) drift design, c) strong column-weak beam design. However, in SMRFs, the first step of structural design starts with the selection of the structural sections based on drift limit set forth by the seismic design codes. The sections that satisfy the drift limit, in general, satisfy the strength design criteria. Turkish Earthquake Code (TEC, 2007) requires that story displacements (inelastic displacements) be calculated by multiplying the response modification factor (R) with the deflection determined by elastic analysis under earthquake forces. However, ASCE 7-05 (2005) allows determining the story displacements (inelastic displacements) by multiplying the deflections determined by elastic analysis under earthquake forces with a deflection amplification factor (Cd).For special moment resisting frames, Cd is given as 5.5 in ASCE 7-05 (2005) and R is given as 8 in TEC (2007). This high discrepancy in determining the story drift results in using higher and heavier sections in Turkey. This study aims at investigating the seismic displacements that low-, medium-, and high-rise SMRFs can experience under severe earthquake ground motions and evaluating the inelastic displacement of SMRFs in a rational way. For this purpose, nonlinear dynamic time history and pushover analyses will be carried out on SMRFs with 4-, 9-, 20-stories. The results obtained from this study will be presented in terms of strength, story drift, and plastic hinge rotations.