Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özetlere göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

2006

1999 Kocaeli depremi sonrasında güçlendirilmiş betonarme bir binanın doğrusal olmayan dinamik analizle performansının değerlendirilmesi

Assessment of the structural performance of a RC building strengthened after Kocaeli 99 earthquake based on non-linear analysis

Bu tez, YÖK tez merkezinde bulunmaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi'ndeki tarama bölümünde tez numarasını arayabilirsiniz. Tez numarası: 172079

Tezi Bul
Özet:

ÖZET Çalışmada, 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde orta derecede hasar görmüş ve sonrasında güçlendirilmiş dört katlı betonarme bir yapının performansı, doğrusal olmayan dinamik analizle araştırılmıştır. DRAIN-2DX programı kullanılarak yürütülen analiz, yukarıda sözedilen Kocaeli depremi ile 12 Kasım 1999 Düzce depremi sırasında kaydedilen 7 adet güçlü hareket kaydından oluşan bir deprem toplumu ele alınarak gerçekleştirilmiştir. Her ivme izinin uzunluğu gözönünde bulundurulduğunda, kayıtların güçlü hareketin oluştuğu kısımlarının üzerinde çalışılmasına karar verilmiş, böylece analiz sırasında elde edilecek çıktı miktarı kontrol edilebilir hale gelmiştir. Böyle bir kısaltma işleminin kaydın karakteristik özelliklerinde belirgin bir değişikliğe sebep olmadığım göstermek için, etkin ivme (aeff), etkin süre (teff), Housner şiddeti (SI0.2), Irs, Irms, ve Deprem Hücum Gücü yeteneği (Ieap) olarak adlandırılan altı adet mühendislik şiddeti karşılaştırılarak incelenmiştir. Yapı sistemi, düğümlerinde birbirine bağlanan doğrusal olmayan davranış gösteren kiriş ve kolon elemanlardan oluşan düzlem çerçeveler olarak modellenmiştir. Dinamik yükler etkisindeki yapısal elemanların doğrusal olmayan kuvvet- yerdeğiştirme davranışının çift doğrulu (bilinear) modele uyduğu kabul edilmiş, böylece elemanlar program giriş verisi modellenirken bu varsayıma göre oluşturulmuştur. Bununla birlikte, tüm çerçeveler rijit diyafram davranışı gösterecek şekilde kat seviyelerinde rijit bağlantı elemanları ile birbirlerine bağlanmışlardır. Farklı yapısal karakteristiklere sahip elemanlar, ilgili gruplar içinde sınıflandırılmış ve analiz yapının güçlendirme öncesi ve sonrası durumları için gerçekleştirilmiştir. Güçlendirme aşamasında yapıya eklenen perdelerin de çift doğrulu histeretik modele uygun kuvvet-yerdeğiştirme davranışı gösterdikleri kabul edilmiştir. Yapının son durumundaki performansı, taslak halindeki yeni deprem yönetmeliğinin 13. kısmındaki temel prensiplere göre de araştırılmıştır. Kat yerdeğiştirmeleri ve göreli yerdeğiştirmeler ile en üst kat yerdeğiştirmeleri, taban kesme kuvveti ve devrilme momentinin zamanla değişimleri her durum için belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Yapının güçlendirme öncesi durumundaki kat yerdeğiştirmesi ve göreli yerdeğiştirme değerleri sırasıyla 200 mm ve 85 mm olarak hesaplanmıştır. Güçlendirme sonrası için ise bu değerler sırasıyla 30 ve 9 mm olarak bulunmuştur. Plastik mafsalların oluşumu ve yerleri hesaplanmış ve gösterilmiştir. Yapının performansının diğer bir göstergesi olan yerdeğiştirme sünekliği, u,ele alınan her deprem kaydı için hesaplanmıştır. Taban kesme kuvveti-en üst kat yerdeğiştirmesi değişimi gözönüne alınarak belirlenen süneklik değerleri, yapıda oluşan hasara uygun olmak üzere gevrek davranışı gösterecek şekilde güçlendirme öncesi ve sonrası durumlar için sırasıyla 2.0 ve 2.5 olarak bulunmuştur. Yine de, güçlendirilmiş bina beklenildiği gibi çok daha iyi bir performans göstermiştir. Plastik mafsal sayısı belirgin ölçüde azalmıştır. Bununla birlikte yapınmın güçlendirme sonrası durumuna ait akma dayanımı azaltım faktörü, R, 2.1 olarak hesaplanmıştır. xıYapının güçlendirme öncesi ve sonrası performansı, taslak halindeki yeni deprem yönetmeliğinin 13. kısmındaki temel prensiplere göre de araştırılmıştır. Bu araştırma için yapılan doğrusal olmayan statik itme (Pushover) analizi, binanın her iki durumu için gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarının, doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçlan ile tutarlı olduğu görülmüştür. xıı

Summary:

ASSESSMENT OF THE STRUCTURAL PERFORMANCE OF A RC BUILDING STRENGTHENED AFTER KOCAELİ 99 EARTHQUAKE BASED ON NON-LINEAR DYNAMIC ANALYSIS SUMMARY Non-linear dynamic analyses are carried out to illustrate the structural performance of a four story RC building in Yalova, which has experienced moderate damage during the August 17, 1999 Kocaeli Earthquake and strengthened afterwards. Analyses, which are realized by the use of DRAIN-2DX computer program, are performed considering an earthquake ensemble composed of 7 strong motions that are recorded during the above-mentioned Kocaeli and November 12, 1999 Düzce Earthquakes. Considering the length of each acceleration-time history, it is decided to work on the "strong motion" portion of the records; consequently, the amount of the output became manageable. In order to demonstrate that such a shortening procedure does not cause any significant change on the characteristics of the record, six engineering intensities; namely, effective acceleration (a^), effective duration (teg), Housner Intensity (Sloj), Irs, Irms, and Earthquake Attack Power ability (Ieap) are investigated, comparatively. The structural system is modeled as planar frames, which consists of non-linear elements connected at nodes of beams and columns. It is assumed that, bilinear hysteretic model represents the nonlinear force-displacement relationship of structural members, which are subjected to dynamic loading; therefore, the elements are assigned according to this assumption within the program input modeling. However, all of the frames are connected with rigid link elements on floor levels to exhibit rigid diaphragm behavior. Elements having different structural characteristics are classified in groups and analyses are performed for either the "as-built" or "strengthened" states of the building. Additional shear walls within the final state of the system are also accepted to display bi-linear behavior. Structural performance for the latter is also evaluated taking into account of the fundamental principles in Chapter- 13 of the preliminary draft version of the new Turkish Earthquake Resistant Design Code. Envelopes for generalized and relative displacements and time variations of top-story displacements, base-shear and overturning moment are determined and successfully compared for each case. The maximum generalized and relative displacement values of structure are calculated as 200 and 85 mm, respectively for the as-built state, whereas these values decreased to 30 and 9 mm after the strengthening. Occurrence of plastic hinges and their locations are calculated and plotted on a structural scheme. Displacement ductility, \i, which is an other significant indicator of the structural performance of the building, is calculated under the effect of each earthquake motion. Using base shear-roof displacement relations, mean ductility values are found to be 2.0 (and 2.5), indicating almost brittle behavior, hence consistent with the actual damage of the building. Nevertheless, the strengthened building performed xmmuch better as expected. Number of plastic hinges decreased evidently. However, yield strength reduction factor, R, is computed as 2.1. Structural performance for both before and after strengthening cases is also evaluated taking into account of the fundamental principles in Chapter- 13 of the preliminary draft version of the new Turkish Earthquake Resistant Design Code. In order to determine this performance, pushover analysis is carried out for these two cases. It is obviously seen that results of this analysis are consistent with the results obtained from nonlinear dynamic analysis. xiv