Assessing effects of type and distribution of eccentric steel braces on seismic vulnerability of mid-rise reinforced concrete buildings

Abstract

Bu çalışmada, dış merkezli çelik çapraz sistemler kullanılarak güçlendirilmiş orta katlı betonarme bir binanın depremsel güvenirliliği hasar olasılık analiziyle araştırılmıştır. Bu amaçla, altı katlı betonarme bir bina örnek olarak seçilmiştir. Örnek binanın tasarımı 1975 Türk Deprem Yönetmeliği esas alınarak yapılmıştır. Değişik tiplerdeki ve dağılımlardaki dış merkezli çelik çapraz sistemlerin binanın deprem performansı üzerine etkisi incelenmiştir. D, K ve V tipi dış merkezli çelik çapraz sistemlerin ve bu çapraz tiplerinin bina üzerindeki dört farklı dağılımlarının binanın deprem performansı üzerine etkisi incelenmiştir. Hasar olasılık analizi için, yönetmelikte verilmiş olan elastik spektrumla uyumlu oluşturulmuş yapay deprem yer ivmeleri kullanılmıştır. Yapıların analizinde, nonlineer zaman tanım alanında analiz yöntemi uygulanmıştır. Yapıların, az, orta, ağır ve yıkım hasar durumları için log-normal dağılıma sahip hasar olasılık eğrileri maksimum yer ivmesine bağlı olarak oluşturulmuştur. Sonuç olarak, değişik tip ve dağılımlardaki çelik çapraz sistemlerin, benzer tipteki orta katlı betonarme yapıların deprem performansları üzerinde sağladığı iyileşme hasar olasılık analizi ile formüle edilmiştir.Anahtar kelimeler: Dış merkezli çelik çapraz, Betonarme bina, Güçlendirme, Deprem performansı, Performans değerlendirmesi, Hasar olasılık analizi

In this study, the seismic vulnerability of a mid-rise reinforced concrete (R/C) building retrofitted by eccentric steel braces is investigated through fragility analysis. For this purpose, a representative six story mid-rise R/C building was chosen. The design of sample building was conducted in accordance with 1975 version of the Turkish seismic design code. The effect of different types and distributions of eccentric steel braces on the seismic performance of the retrofitted building was studied. For the strengthening of the original structure, D, K, and V type eccentric bracing systems were utilized and each of these bracing systems was applied with four different distributions in the structure. For fragility analysis, the study employed a set of artificially generated earthquake acceleration records compatible with the elastic code design spectrum. Nonlinear time history analysis was performed in order to analyze the structures subjected to this set of earthquake accelerations generated in terms of peak ground accelerations (PGA). The fragility curves were developed in terms of PGA with lognormal distribution assumption for different limit states, namely slight, moderate, major, and collapse. As a result, the improvement in seismic performance of this type of mid-rise R/C building resulting from retrofits by different types of eccentric steel braces was obtained by formulation of the fragility enhancement.Key Words: Eccentric steel brace, Reinforced Concrete Building, Retrofit, Seismic response, Performance assessment, Seismic fragility analysis