Investigation of the performance of different types of reinforced concrete structures utilizing nonlinear time history analysis

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında, Deprem Bölgesinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007 esaslarına göre tasarlanmış 3 farklı bina, zaman tanım alanında doğrusal olmayan çözüm yöntemi ile Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 esaslarına göre değerlendirilmiştir. Deprem kayıtları için 6 Şubat 2023 tarihinde Kahramanmaraş İli, Pazarcık İlçesinde 7.8 büyüklüğünde gerçekleşen Kahramanmaraş Depremi esas alınmıştır. Doğrusal olmayan davranış modeli için her üç binada da tüm kolon ve perdelerin plastik şekil değiştirme bölgelerinde yayılı plastik davranışa karşılık gelen kesit hücresi lif modeli kabulü yapılırken, kirişlerin plastik şekil değiştirme bölgelerinde ise yığılı plastik davranış modeline karşılık gelen plastik mafsal kabulü yapılmıştır. Bu kabullere göre kolon ve perde elemanlarının plastik şekil değiştirme bölgelerindeki beton ve donatı liflerinin birim şekil değiştirme talepleri, ilgili elemanların şekil değiştirme kapasiteleri ile karşılaştırılmıştır. Kirişlerin plastik dönme kapasiteleri ise yine aynı elemanların plastik dönme kapasiteleri ile karşılaştırılarak doğrusal olmayan sünek davranışa ilişkin değerlendirme tamamlanmıştır. Gevrek davranışa ilişkin değerlendirme ise deprem yükü aktaran tüm taşıyıcı sistem elemanları için dayanım kapasiteleri ile dayanım taleplerini karşılaştırarak tamamlanmıştır. Bununla birlikte taban kesme kuvvetleri, katlar arası göreli kat ötelemeleri ve tepe deplasmanı gibi yapıların global davranışlarına ilişkin sonuçlar da değerlendirilmiştir. Ayrıca yapısal elemanlarda ve yapısal sistemin bütününde binaya gelen deprem enerjisinin hangi mekanizmalarla ne oranda sönümlendiği de irdelenmiştir. Özetle, bu çalışma sayesinde farklı düşey taşıyıcı yerleşimine sahip benzer plan geometrisindeki üç farklı yapının aynı deprem kaydı altında nasıl bir davranış gösterdiği incelenmiştir.Within the scope of this thesis, three different buildings designed according to the 2007 Turkish Building Earthquake Earthquake (TBEC 2007) were evaluated using a nonlinear time history analysis method in accordance with the 2018 Turkish Building Earthquake Code (TBEC 2018). Earthquake record was utilized based on the Kahramanmaraş Earthquake with a magnitude of 7.8, which occurred on February 6, 2023, in the Pazarcık district of Kahramanmaraş province. For nonlinear behavior model, fiber section models representing distributed plastic behavior were adopted in the plastic hinge regions of all columns and shear walls in all three buildings, while lumped plastic hinge models were used for the plastic hinge regions of beams. Based on these assumptions, the strain demands of the concrete and reinforcement fibers in the plastic regions of column and wall elements were compared with the deformation capacities of the respective elements. Similarly, the plastic rotation demands of the beams were compared with their plastic rotation capacities to complete the evaluation related to nonlinear ductile behavior. The evaluation of brittle behavior was carried out by comparing the strength demands and strength capacities of all structural system elements that transfer earthquake loads. In addition, global structural behavior parameters such as base shear forces, inter-story drifts, and roof displacement were also assessed. Furthermore, the mechanisms and proportions by which the earthquake energy imposed on the building was dissipated within the structural elements and the structural system as a whole were investigated. In summary, this study examined how three different buildings with similar plan geometries but different vertical structural members responded to the same earthquake record.