The performance analysis of an existing rc building strengthen with different types of steel braces

Abstract

Son yıllarda artan tahribatlı deprem riski, dayanım ve süneklik açısından yetersiz yapılardan oluşan mevcut yapı stoğunun depreme karşı güvenirliğinin sorgulanması ihtiyacını doğurmuştur. Bu nedenle, gelecekteki olası bir depremde yapısal hasarları azaltmak ve minimum performans kriterlerini sağlamayan binaların güçlendirilmesi için mevcut binaların deprem performansının belirlenmesi kritik önem taşımaktadır. Geleneksel güçlendirme teknikleri arasında çelik çaprazlar, betonarme binaların sismik performansının yükseltilmesi için en verimli çözümlerden biri olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, farklı tipte çelik çaprazlarla güçlendirilmiş betonarme çerçeve taşıyıcı sisteme sahip mevcut bir binanın deprem performansı incelenmiştir. Çaprazlama sistemleri X çaprazlı çerçeveler, çapraz çaprazlı çerçeveler, ters V çaprazlı çerçeveler olarak göz önüne alınmıltır. Yapısal kapasiteleri araştırmak için doğrusal olmayan statik itme analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarından elde edilen taban kesme kuvveti – üst kat yer değiştirme davranışı incelenerek binaların deprem performans düzeyi belirlenmiş ve karşılaştırmalı bir çalışma yapılmıştır. Son olarak, çaprazların eklenmesinin binaların küresel kapasitesini dayanım, deformasyon ve süneklik açısından geliştirdiği ve geleneksel güçlendirme yöntemleriyle karşılaştırıldığında betonarme yapının yanal rijitliğine önemli ölçüde katkıda bulunduğu bulunmuştur.

In recent years, the increasing destructive earthquake risk has led to the need to question the earthquake reliability of the vulnerable existing building stock which consists of buildings that are insufficient in strength and ductility. Therefore, it is of critical importance to determine the seismic performance of the existing buildings to reduce the structural damages in a possible future earthquake and to retrofit the buildings that do not satisfy the minimum performance criteria. Among the conventional strengthening techniques, steel braces can be considered as one of the most efficient solutions for seismic performance upgrading of RC buildings. In this study the seismic behavior of an existing RC frame building strengthened with different types of steel braces is investigated. The bracing systems are considered as X-braced frames, diagonal braced frames, inverted V braced frames. Nonlinear static pushover analyses have been conducted to investigate the structural capacities. Seismic performance level of the buildings has been determined by examining the base shear force – top story displacement behavior obtained from the analysis results and a comparative study has been performed. Finally, it is found that adding braces enhances the global capacity of the buildings in terms of strength, deformation and ductility and significantly contributes to the lateral stiffness of the RC building when compared to X bracing system was the most irresistible compared with the others.