Mevcut betonarme yüksek bir yapının deprem performansının değerlendirilmesi

Abstract

Şehirleşme oranının artması ve gelişen ekonomi şehir merkezlerinde yüksek bina sayısını artırmıştır. Bu duruma bağlı olarak deprem bölgesinde yer alan ülkelerde yüksek binaların tasarım ve değerlendirmesi için çalışmalar hız kazanmıştır. Meydana gelen depremler yüksek yapıların geleneksel yapılara göre daha özel yapılar olduğunu ve bu tür yapılarda ileri seviyede tasarım ve değerlendirme yöntemlerinin geliştirilmesi gerektiğini ortaya koymuştur. Bu tez kapsamında ülkemizde ve dünya genelinde kullanılan farklı yüksek yapı yönetmelikleri incelenerek 50 katlı toplam 190 metre yüksekliğe sahip İstanbul'da inşa edilmiş bir yapının deprem performans değerlendirmesi yapılmıştır. Çalışmada yapısal elemanların gerçek deprem davranışını belirlemede büyük öneme sahip, doğrusal olmayan malzeme ve geometri özellikleri kullanılmıştır. Yapılan çalışma kapsamında kolon ve kirişlerde yığılı plastiklik modelleri perdelerde ise yayılı plastiklik modellerinden yararlanılarak yapı modeli oluşturulmuştur. Ardından yapıya zaman tanım alanında bir dizi deprem yüklemesi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar birim şekil değiştirme ve plastik dönme sınırları kullanılarak karşılaştırılmıştır. Buna göre incelenen kolonun on ikinci kat seviyesine kadar Kontrollü Hasar, üst katların Sınırlı Hasar performans seviyesinde kaldığı tespit edilmiştir. İncelenen perdenin beşinci kata kadar Kontrollü Hasar, diğer katlarda ise Sınırlı Hasar performans seviyesinde kaldığı belirlenmiştir. İncelenen kirişin ise tamamının Kontrollü Hasar performans seviyesi içinde yer aldığı tespit edilmiştir. Ayrıca yapının uzak ve yakın alan depremlerindeki davranış farklılıkları tartışılmıştır. Uzak alan depremlerinin yapıda daha uzun sürede, yakın alan depremlerin ise daha kısa sürede sönümlendiği belirlenmiştir. Ayrıca uzak alan depremlerin yapı elemanlarında daha küçük kesit zorlamalarına sebep olduğu sonucuna varılmıştır. Bu durumun ise uzak alan depremlerin frekans içeriğinden kaynaklandığı belirlenmiştir.

With the increase of urbanization rate and developing economy, the number of high-rise buildings in city centers has increased. As a result, the studies on the design and evaluation of tall buildings in countries located in earthquake zones have accelerated. Recent earthquakes have shown that high-rise buildings are more specific than the traditional ones, and more advanced design and evaluation methods should be developed. Within the scope of this thesis, the earthquake performance of a 50-storey building in Istanbul with a total height of 190 meters has been evaluated by examining different high-rise building regulations used in our country and worldwide. The non-linear material and geometry properties of the study were used to determine the actual earthquake behavior of the buildings. Then, the nonlinear properties of the elements are defined depending on the member type. In the scope of the study, properties of the distributed for the building members such as columns, beams, shear walls and floors were defined by lumped and fiber elements. The results obtained were compared according to the strain and plastic rotation limits. According to these results, columns up to 12th floors remained at the Damage Control and upper floors remained Immediate Occupancy performance level. Shear walls up to 5th floors remained Damage Control and upper floors remained Immediate Occupancy performance level. It was found that all of the examined beam elements were within the Immediate Occupancy performance level. In addition, In addition, the behavior differences of the structure in the near and far field earthquakes are discussed. It is seen the far-field earthquake effects are damped out the structure in a long time and the near-field earthquake effects are damped in a short time. It was determined that the far-fault earthquakes were damped in the structure in a longer period of time, while the near-fault earthquakes were damped in a shorter period. It was also concluded that far-field earthquake effects caused less internal forces in some structural elements. This is due to the frequency content of far field earthquake