2007 Türk deprem yönetmeliğine göre tasarlanan çelik endüstri binalarının deprem performanslarının irdelenmesi

Abstract

Ülkemizde endüstriyel alanların büyük bir bölümü deprem kuşağı üzerinde yer almaktadır. Bu nedenle bu bölgedeki binalar önemli oranda deprem riski altında bulunmaktadır. Endüstriyel alanlarda meydana gelen depremlerde, yapı içindeki makine ve teçhizatların çok değerli ve yüksek maliyetli olması çok büyük ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Bina içindeki ekipmanları koruyabilmek için binanın deprem etkileri altında yeterli performans seviyesini (hasar durumunu) sağlaması gerekmektedir. Bu bağlamda şekildeğiştirmeye (hasara) dayalı deprem performansı değerlendirme, endüstri binaları için büyük önem taşımaktadır.Bu çalışmada, Türk Deprem Yönetmeliği 2007 (TDY)'ye göre boyutlandırılmış tek katlı çelik endüstri binalarının deprem performanslarının ve deprem performanslarını etkileyen stabilite problemlerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla taşıyıcı sistem tipi, süneklik düzeyi ve sistem ağırlığı bakımından farklı özelliklerde altı adet bina üzerinde sayısal incelemeler yapılmıştır. Binaların taşıyıcı sistemleri bir doğrultuda eğik kirişli veya kafes kirişli çerçeve sistemlerden, diğer doğrultuda merkezi çelik çaprazlı (X veya diyagonal) perde sistemlerden oluşturulmuştur. Ayrıca aşıklar ve yatay stabilite elemanları ile taşıyıcı sistemler çatı düzleminde birbirine bağlanmıştır.Binaların performans değerlendirmelerinde ASCE/SEI 41-06'da önerilen performans kriterleri ve modelleme parametreleri kullanılmıştır. İki ayrı deprem tehlike seviyesi için performans değerlendirilmesi yapılmıştır. Bunlar; binanın tasarımında kullanılan deprem seviyesi ve binanın maruz kalabileceği en büyük deprem seviyesidir. Çalışmada doğrusal olmayan statik yöntem kullanılmıştır.İncelenen hemen hemen tüm bina taşıyıcı sistemlerinde tasarım depremi altında TDY'de öngörülen Can Güvenliği performans seviyesi sağlanmıştır. Ancakkısa doğrultudaki bazı taşıyıcı sistemlerde deprem etkisi altında stabilite problemlerinin (yanal burkulma) oluşabildiği belirlenmiştir. Çalışmada stabilite problemlerini önlemek için alınması gereken önlemlere de yer verilmiştir.

In our country, a big part of industrial areas are located on the earthquake belt. For this reason, buildings in these areas are under significant earthquake risk. Earthquakes occurred in industrial areas can cause great economic loses because of high costly machinery and equipment in industrial buildings. The building must have sufficient performance level (damage state) to protect equipments in the building under seismic effects. In this context, seismic performance evaluation based on deformation (damage) is great importance for industrial buildings.In this study, seismic performance of single-storey industrial steel buildings designed by 2007 Turkish Earthquake Code (TEC) were investigated. In addition stability problems effect on seismic performance were determined for these single-storey buildings. For this purpose, numerical investigations were made on six buildings with different characteristics (structural system type, seismic weight and level of ductility). Structural systems of buildings were composed by portal frame or frame with trussed beams in a direction and concentric steel braced (X or diagonal bracing) frames in other direction. In addition, purlins and horizontal stability elements were connected to structural systems in the roof plane.Performance criterias and modelling parameters proposed by ASCE/SEI 41-06 were used in the performance evaluation of buildings. Performance evaluation was made for two different seismic hazard level. These are the design earthquake of buildings and the maximum earthquake expected in the region. In the study, non-linear static procedure was used.Almost all building structural systems investigated in the study ensured the Life Safety performance level (stipulated in TEC) under the design earthquake. Nevertheless, stability problems (lateral buckling) occured in short direction of some structural systems under the seismic effects. The study deal also with the required measures to prevent stability problems in members.