2016 taslak deprem yönetmeliğine göre mevcut bir okul binasının performansının doğrusal olmayan dinamik analizle belirlenmesi

Abstract

2016 TASLAK DEPREM YÖNETMELİĞİNE GÖRE MEVCUT BİR OKUL BİNASININ PERFORMANSININ DOĞRUSAL OLMAYAN DİNAMİK ANALİZLE BELİRLENMESİÖZETTürkiye'nin aktif bir deprem kuşağında bulunması ve depremlerden sonra meydana gelen can ve mal kayıpları ülkemizde bulunan yapıların büyük bir bölümünün yeterli deprem güvenliğine sahip olmadıklarını göstermektedir.Binaların deprem performansının belirlenmesinde doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler kullanılabilmektedir. Performans belirlenirken yapılan modelleme ve varsayımlar gerçeğe ne kadar yakın olursa deprem sırasındaki bina performansının ve yapı elemanlarında oluşacak hasarların tahmin edilene yakın düzeyde çıkması beklenir. Yapı sistemlerinin dış yükler ve deprem etkileri altındaki davranışlarının incelenmesinde doğrusal olmayan yöntemlerin kullanılması, mevcut yapıların deprem performans ve güvenliklerinin daha gerçekçi bir biçimde belirlenmesine olanak sağlamaktadır. Bu sebeple, çalışmada Van depreminden sonra güçlendirilmiş bir okul binasının güçlendirme öncesindeki performansı doğrusal olmayan dinamik analizle halihazırda taslak halinde bulunan TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ'ne (TBDY, 2016) göre belirlenmiştir.Beş bölümden oluşan yüksek lisans tezinin birinci bölümü giriş bölümü olarak düzenlenmiş ve bu bölümde çalışmanın amacı ve kapsamı hakkında bilgi verilerek konu ile ilgili çalışmalara değinilmiştir.İkinci bölümde, malzeme bakımından doğrusal olmayan sistemlerin hesabında, doğrusal olmayan şekil değiştirmelerin plastik mafsal adı verilen belirli kesitlerde toplandığı varsayımına dayanan plastik mafsal hipotezi ve yönetmelikte yer alan betonun ve donatı çeliğinin malzeme davranış modelleri hakkında bilgi verilmiştir.Üçüncü bölümde ise, TBDY 2016-Bölüm 15'de belirtilmiş olan deprem etkisi altında mevcut binaların değerlendirilmesi için verilen kurallar özetlenmiştir. TBDY 2016'da verilen binalara ilişkin bilgi toplanması, hasar sınırları, hasar bölgeleri ve performans düzeyleri açıklanmıştır. Ek olarak, mevcut binaların deprem performansının belirlenmesinde kullanılan doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemlerine yer verilmiştir. Bu yöntemlerin uygulanabilmesi için TBDY 2016'da belirtilen hesap esasları ve yapılan kabuller adım adım verilmeye çalışılmıştır.Dördüncü bölümde, mevcut okul binasının yapısal özellikleri verilerek zaman tanım alanında analiz yöntemiyle doğrusal olmayan çözümlemeleri gerçekleştirilmiştir ve yapının yönetmelikte verilen hedefler dikkate alınarak performansı belirlenmiştir. Binanın performans değerlendirilmesi SAP 2000 v.19. analiz programı ile yapılmıştır. Analiz aşamasında ise, zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yönteminde TBDY 2016'da belirtilen koşullara uygun olarak okul binasının performansının belirlenmesi gereken her bir deprem yer hareketi düzeyi için deprem takımları verileri oluşturulmuştur. İvme kayıtlarının düzenlenmesi ve ivmexxspektrumlarının oluşturulmasında Seismo Signal v5.1. programı kullanılmıştır. Ayrıca, modellemede ve çözümlemelerde yapılan yaklaşımlar yönetmelikteki her bir deprem yer hareketi düzeyi için spektrumlar, çözümlemelerde kullanılacak yapı modelinin oluşturulması, doğrusal olmayan zaman tanım alanında çözümleme yöntemi sonuçları yine bu bölümde anlatılmıştır.Çalışmanın beşinci bölümde ise elde edilen sonuçlar özetlenmiş ve bulgular tartışmaya açılmıştır. Tüm çözümleme sonuçları dikkate alındığında mevcut okul binasının güçlendirilmemiş hali her iki deprem yer hareketi düzeyi için performans kriterlerini sağlayamamakta olduğu hesaplamalar ile gösterilmiştir.

SEISMIC PERFORMANCE DETERMINATION OF A SCHOOL BUILDING BY NONLINEAR DYNAMIC ANALYSIS IN ACCORDANCE WITH TURKISH SEISMIC CODE-DRAFT-VERSION 2016SUMMARYVarious seismic sources and highly active faults, lead the structures in Turkey actively and repetitively being tested subjected to the earthquake shakes. Unfortunately extensive structural damages and causalties following seismic events, are evident indicators that most of the structures in Turkey do not exhibit adequate seismic performance.Linear and nonlinear analyses procedures are used in determining seismic performance of existing buildings. While determining seismic performance of a structure, computer aided modelling and premices made should be compatible with the damages of structural components under real seismic events. Use of nonlinear methods for analysis of structures at present (already built structures) to determine seismic behaviour results in realistic estimates for seismic performance and safety. In this study, a existing school building, which is currently strengthened after 2011 Van earthquake, is analyzed using nonlinear methods in accordance with Turkish Seismic Code Draft-Version 2016 (TBDY 2016).The study consist of five sections: The first section, as an introduction, explains the purpose and the scale of the previous studies in details and points out similar researchs in literature.In the second section, plastic hinge concept which assumes nonlinear deformations are mainly concerated at critical sections, and its calculation procedure while considering material nonlinearity, is throughly explained. This section also includes information about concrete and reinforcing steel behaviour models as dictated by the 2016 – TBDY.The third section consists of the rules for the determination of seismic performance of existing structures as given in 2016-TBDY- Section 15. Concepts and procedures for seismic data collection, damage limits and regions, and seismic performance criteria are explained. The sction also covers the methods of linear and nonlinear analyses for the determination of seismic performance according to the 2016- TBDY, including its assumptions.In the fourth section existing school structure is analysed by nonlinear dynamic analysis and its seismic performance is determined. Utilizing SAP 2000 v.19. computer program. For each seismic design level, as given as 2016 – TBDY for nonlinear analysis method, earthquake sets are identified. To devise acceleration time series and to generate acceleration spectra Seismo Signal v.5.1 is employed. This section also includes approaches for modelling and analysis; spectra defined by the code for each seismic level; modelling of the structure for the analysis; and the results obtained by nonlinear dynamic analysis.xxiiIn the final section, results obtained are summarized and discussed. The study shows that the school building, in its original-nonretrofitted-state – does not satisfy any performance criteria for both seismic performance levels.