Betonarme prefabrik endüstri yapılarında cephe panellerinin bağlantısı için özel bir elemanın incelenmesi

Abstract

Dünya'da endüstriyel tesisler, depolar, otoparklar vb. büyük açıklık gerektiren alanların inşaası için, başta inşaat hızı ve ekonomik nedenlerden dolayı prefabrik betonarme yapılar ağırlıklı olarak tercih edilmektedir.Türkiye'de de endüstriyel yapıların ve sanayi yapılarının büyük bir bölümü tek katlı moment aktarmayan mafsal birleşimli prefabrik yapılardan oluşmaktadır. Deprem yaşanması durumu sadece bu yapıların değil, prefabrik binaların içinde bulunan yüksek miktardaki sermaye birikiminin de hasar görmesine veya tamamen kaybolmasına sebep olabilmektedir. Dolayısıyla, prefabrik yapıların ülke ekonomisi açısından önemi büyüktür. Bu nedenle, yaşanması muhtemel depremlerde prefabrik sanayi yapıların depremden minimum hasarla çıkması büyük önem arz etmektedir.Bu çalışmanın temel amacı, tek katlı betonarme prefabrike yapılarda farklı dağılımlardaki enerji sönümleyici çelik elemanların ve ayrıca, farklı rijitlikli diyaframların deprem performanslarının sonuçlarını sunmak ve birbiriyle kıyaslamaktır. Çalışmada sunulan sönümleyici özelliği olan çelik yastıklar İstanbul Teknik Üniversitesinde yürütülen `SAFECLADDING` projesi kapsamında test edilmiştir. Yapılan bu çalışmanın asıl amacı, tek katlı prefabrike yapılarda çelik sönümleyici yastıklarla desteklenen panellerin kullanılması durumunda deprem etkisinin iyileştirilmesini incelemektir.Çelik yastık sönümleyiciler prefabrik yapı sanayisinde yeni bir bağlantı elemanı olarak tanımlanabilir. Bükülmüş çelik plakalardan üretilen çelik yastık sönümleyiciler, panellerin arasına yerleştirme kaydıyla sistemlerin farklı yerlerinde konumlandırılmıştır. Bu yastıklar kesme kuvvetleri yanı sıra basınç ya da çekme kuvvetlerine de maruz kalır. Burada sunulan çalışmada panel sisteminin yapılardaki bir rolün tasarım süreci boyunca dikkate alınması koşuluyla makul olup olmayacağına dair incelemeler yapılmıştır. Ayrıca, tek katlı prefabrik sanayi yapılarında rijit ve yarı rijit diyafram çatı sistemlerinin deprem sırasındaki davranışı, panellerde iki farklı şekilde konumlanmış sönümleyici çelik yastıkların göz önünde bulundurulmasıyla incelenmiştir. Özetle belirtmek gerekirse, yapısal özellikleri iyi belirlenmiş bir panel sistemi deprem esnasında uygun ve gelişmiş çelik sönümleyici yastıklar vasıtasıyla enerjiyi sisteme dağıtıp başarıyla kontrol ettiği ve ayrıca, rijit diyafram çatı sistemlerinin yarı rijit sistemlere kıyasla çok daha güvenilir olduğu gözlenmiştir. Araştırma, her yapı konfigürasyonu dokuz farklı deprem etkisi altında olmak üzere on iki farklı yapısal konfigürasyonu kapsayacak şekilde yapılmıştır. Bu nedenle çerçeveli yapıdaki çeşitli parametrelerin davranışı incelenmiştir.Dolayısıyla bu çalışma, paneller arası sönümleyici çelik yastık yerleştirerek kullanılan betonarme prefabrike yapıların tasarımı için deplasman esaslı bir metodoloji önermektedir. Bu öneri, dokuz farklı deprem ivme verilerinin dinamik analizlerinden elde edilen sonuçları analiz ederek doğrulanmıştır.

For reasons of economy and speed of construction, precast concrete structures are predominantly preferred for industrial facilities, warehouses, car parks etc. where large open areas are required.Most of the industrial building in our country are pin conncected one-story precasted structures. Therefore, precasted structures are a big issue in terms of the country's economy. When earthquake occurs, alongwith these structures, high amount of capital accumulated in the precasted buildings can be damaged or completely lost. Therefore, in the time of earthquake, it is vital that precasted industrial structures expose minimum damage against earhtquake forces.The main aim of this study is to present and compare results of evaluation of the earthquake performance on the 1-storey RC precasted structures with different configuration of energy dissipating safecladdings and differnet stiffness values of slabs.The dissipating connectors presented here are those tested at Istanbul Technical University during the Safecladding project. The purpose of the numerical exercise is to investigate whether the tested safecalddings would be effective in a one-storey prefabricated buildings in terms of improving the seismic response.Cladding systems could be a novel connection elements to be used in the precast industry. The steel cushions those were produced from the bended steel plates, positioned to different locations of cladding systems are subjected to shear accompanying tension or compression forces.The research work presented here suggests that a structural role for the cladding system may be reasonable as long as it is taken into account during the design process. Such a consideration presupposes that the response of the cladding system is known and successfully controlled during an earthquake by means of using appropriate advanced connectors, capable of dissipating energy, the structural features of which are well established. A dissipative connector is the type of device that exhibits enhanced properties in terms of ductility and damping and constitutes a key element in the new concept of designing the cladding system participating in the response. The research was made in such way that twelve different structural configurations could be investigated. Therefore, the behaviour of various parameters in the framed structure were investigated.This work thus proposes a displacement-based methodology for the design of RC precast structures with claddings that is validated with analyses results from dynamic time-history analyses of seven various earthquake datas.