Betonarme yapıların deplasman esaslı sismik dizaynı

Abstract

Deprem esnasında yapıda oluşan yapısal ve yapısal olmayan hasarlar genellikle sistemde oluşan yatay deplasmanlardan meydana gelmektedir. Günümüzde kullanılan geleneksel kuvvet esaslı dizayn metodunda deplasmanlar dizaynın sonunda kontrol edilirler. Bu nedenle potansiyel hasarların kontrol edilmesi çok güçtür. Yapıların hedef bir deplasman için dizayn edildiği deplasman esaslı dizayn yöntemi ile yapının hasar potansiyeli kontrol altında tutulabilmektedir. Son on yılda yapıların dizaynının hedef deplasman veya deplasman profili için yapıldığı direkt deplasman esaslı dizayn metodu birçok yapı tipinin dizaynı için kullanılmaktadır. Bu çalışmada moment aktaran çerçeve tipi yapılar için geliştirilen Direkt Deplasman Esaslı Dizayn (DDED) metodu perde çerçeve tipi yapıların dizaynı için genişletilmiştir. Perde çerçeve yapıların DDED'ının yapılabilmesi için perde çerçeve tipi yapılar ait deplasman profilinin belirlenmesi gerekir. Bu nedenle, perde çerçeve tipi yapılatın deplasman profillerinin elde edilmesi için DDED ve lineer olmayan dinamik analizin birlikte kullanıldığı iteratif bir yöntem önerilmiştir. Tek bir perdenin, çerçevenin ortasında olduğu, altı, dokuz ve oniki katlı dört açıklıklı yapılar için lineer olmayan deplasman profilleri elde edilmiştir. Ayrıca farklı perde yerleşiminin ve farklı açıklık sayısının deplasman profilini etkilemediği belirlenmiştir. Lineer olmayan deplasman profillerinin elde edildiği son iterasyon adımında yapılar gerçek deplasman profili kullanılarak DDED metoduna göre dizayn edilmektedir. DDED metodunun performans değerlendirmeleri lineer olmayan dinamik analiz ile elde edilen eleman süneklik seviyelerine göre yapılmıştır. Perde- çerçeve tipi yapılar için önerilen DDED metodunun yapıların lineer olmayan davranışının da metoda dahil edildiği etkili bir metot olduğu görülmüştür. Ayrıca bu çalışmada yapılar kuvvet esaslı dizayn metodu kullanılarak dizayn edilmişler ve kuvvet esaslı dizaynda kullanılan yapı davranış katsayısı irdelenmiştir. ANAHTAR SÖZCÜKLER: deplasman esaslı dizayn / perde-çerçeve tipi yapı / deplasman profili / lineer olmayan dinamik analiz / kuvvet esaslı dizayn / yapı davranış katsayısı

Damages that occur in structural and non-structural elements during the earthquake are due to lateral displacements. Traditional force based design methods controls displacements at the end of the design. Therefore it is difficult to control potential damages. Displacement based design approach that designs the structure for a given target displacement or displacement profile can control the potential damages. Direct displacement based design that designs the structure for a given target displacement profile is used for the design of several types of structures in the last decade. In this study, the direct displacement based design (DDBD) method developed for the design of moment resisting structures is extended for the design of wall-frame type structures. Displacement profiles of the wall-frame type structures must be determined for the DDBD of wall frame structures. Therefore, an iterative method that uses DDBD and nonlinear time history analysis together is proposed for determining the displacement profiles. Displacement profiles for six, nine and twelve storied four span wall-frame type structures that have one wall in the middle of the frame are determined. Its determined that location of the wall and the number of the span of the system do not change the displacement profile of the wall frame system. Structures whose nonlinear displacement profiles are determined in the last iteration step are the structures that were designed for the real displacement profile. Performance of DDBD method is evaluated by using ductility levels of the elements that are determined from nonlinear time history analysis. It is seen that the DDBD method proposed for the design of wall frame type structures is an effective method that incorporates the inelastic behavior of the structure to the method. Also in this study the structures are designed by using force-based design and structural response coefficient that is used in force-based design is investigated. KEYWORDS : displacement based design / wall-frame type structure / displacement profile / nonlinear time history analysis / force based design / structural response coefficient