Seismic performance assessment and retrofitting of an irregular RC building: a tec 2018-based approach

Abstract

Bu çalışma, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği (TBDY 2007)'ye göre tasarlanmış bir betonarme (BA) binanın 2018 Türk Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018)'ne göre sismik performansını değerlendirmektedir. Araştırma kapsamında yapısal düzensizliklerin deprem dayanımı üzerindeki etkileri itme analizi (pushover analysis) ve zaman-tanım alanında analizler (time-history analysis) kullanılarak incelenmiştir. Çalışmanın amacı, mevcut yapının Can Güvenliği (LS) performans seviyesini karşılayıp karşılamadığını belirlemek ve gerekli güçlendirme yöntemlerini önererek deprem dayanımını artırmaktır. Çalışmada iki temel güçlendirme yöntemi ele alınmıştır: betonarme perde duvarlar ve burkulmaya dayanıklı çaprazlar (BRB – Buckling-Restrained Braces). Perde duvar eklenmesi, yapının periyot süresini 4 saniyeden 1,3 saniyeye düşürmüş ve maksimum deplasmanı 54 cm'den 8,5 cm'ye kadar azaltmıştır. Ancak bu yöntem, taban kesme kuvvetinde önemli bir artışa neden olmuş ve 3.544 kN'den 7.100 kN'ye çıkmasına sebep olmuştur, bu da bazı kolonlara ek yük bindirmiştir. Alternatif olarak, BRB uygulanması yapının periyot süresini 2,8 saniyeye düşürmüş ve maksimum deplasmanı 25 cm'ye indirmiştir. BRB yöntemi, taban kesme kuvvetinde belirgin bir artış oluşturmadan yapının enerji sönümleme kapasitesini artırarak sismik dayanımını iyileştirmiştir. Elde edilen sonuçlar, her iki yöntemin de sismik performansı artırdığını, ancak BRB yönteminin dengeli bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır. BRB'ler, rijitliği ve enerji sönümleme kapasitesini artırırken yapıya ek yük bindirmemektedir. Bu çalışma, yapısal düzensizliklere sahip betonarme yapıların güçlendirilmesine yönelik bilimsel katkılar sunmakta ve deprem güvenliğini artırmak için en uygun güçlendirme stratejilerinin seçiminde mühendislik uygulamalarına rehberlik etmektedirThis study evaluates the seismic performance of a reinforced concrete (RC) building designed according to the 2007 Turkish Seismic Code (TSC 2007) under the updated provisions of TSC 2018. The research focuses on analyzing structural irregularities and their impact on seismic resistance, using pushover analysis and time-history analysis. The study aims to determine whether the existing structure meets the Life Safety (LS) performance level and, if not, to propose strengthening techniques to enhance its seismic resilience. The methodology involves two primary retrofitting techniques: reinforced concrete shear walls and buckling-restrained braces (BRBs). The addition of shear walls significantly reduced the structural period from 4 seconds to 1.3 seconds, and the maximum displacement demand decreased from 54 cm to 8.5 cm. However, this method also caused a substantial increase in base shear forces, from 3,544 kN to 7,100 kN, raising concerns about increased stress on some columns. In contrast, the BRB implementation lowered the period to 2.8 seconds and reduced displacement demands to 25 cm, without a significant increase in base shear forces. This approach proved effective in improving energy dissipation and seismic resilience while maintaining structural integrity The results indicate that while both methods improved seismic performance, BRBs provided a balanced solution by enhancing stiffness and energy dissipation without imposing excessive additional loads. This study contribut es to the ongoing research on seismic strengthening of irregular RC structures, helping engineers choose the most effective retrofitting strategies for buildings that require improved earthquake resistance