Düşey deprem yer hareketinin önüretimli betonarme binaların davranışına etkisi

Abstract

Deprem meydana geldiğinde, yer hareketi dalgaları, yeryüzü boyunca yatay ve düşey doğrultuda üç boyutlu olarak yayılım göstermektedir. Uzun yıllar boyunca bu alanda çalışma yürüten deprem mühendisleri, mevcut bilgi birikimi ve teknoloji imkanları dahilinde yer hareketinin ana bileşeni olan yatay doğrultudaki etkiler üzerine yoğunlaşmıştır. Ancak depreme dayanıklı yapı tasarımında son yıllarda önemi artan ve çalışma konusu olan düşey bileşen etkisinin, yapı elemanlarında düşey doğrultuda oluşan iç kuvvetlerde ciddi değişimlere ve bununla birlikte yapılarda önemli hasar ve göçmelere sebep olduğu gözlenmiştir. Yapılan bu çalışmada, yer hareketinin düşey bileşeninin önüretimli betonarme binalar üzerindeki etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma içeriğini oluşturan zaman-tanım alanında analizlerde kullanılmak üzere literatürde düşey bileşenin etkisinin anlaşılması konusunda önemli bir yere sahip deprem ivme kayıtları seçilmiştir. Seçilen 12 adet kayıt Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018 esaslarına göre SRSS yöntemi kullanılarak ölçeklenmiştir. Yapı modelinin oluşturulması, zaman tanım alanında analizlerde ve sonuçların değerlendirilmesinde SAP2000 yapısal analiz programı kullanılmıştır. Analiz sonuçlarından yer hareketinin düşey bileşeninin yatay kat ötelenmesi değerlerini etkilemediği belirlenmiştir. Bununla birlikte faya yakın mesafeden elde edilen ve yüksek spektral orana sahip ivme kayıtları etkisinde binada oluşan taban kesme kuvveti ve taban devrilme momentlerinde artış olduğu ölçülmüştür. Yer hareketinin düşey bileşeninin en belirgin etkisi kolon eksenel kuvvetlerinde olmuştur. İncelenen binalar deprem yönetmeliği tasarım esaslarına sağlayacak biçimde tasarlansa dahi fay hatlarına yakın mesafede inşa edilecek önüretimli betonarme binaların tasarımında düşey bileşenin mutlaka hesaplara dahil edilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.

When an earthquake occurs, ground motion waves spread around the earth in three dimensions in horizontal and vertical directions. Earthquake engineers, who have been conducted research in this field for many years, have focused on the effects in the horizontal direction, which is the main component of ground motion, within the current knowledge and technology possibilities. However, it has been observed that the vertical component effect, which has become more important in earthquake-resistant building design in recent years, causes an increase in the internal forces in the structural members, and causes damage and partial collapse at the building. It is aimed to investigate the effect of the vertical component of ground motion on precast reinforced concrete buildings. In this context, earthquake records, which are important in understanding the effect of the vertical component in the literature, have been selected to be used in the time-history analysis. The selected 12 records were scaled using the SRSS method according to the Turkish Building Earthquake Code-2018. The SAP2000 structural analysis program was used to create the building model, analyze the time history, and evaluate the results. The analysis results, it was determined that the vertical component of the ground motion did not affect the horizontal story drift values. However, under the effect of acceleration records with a high spectral ratio obtained from close distance to the fault, an increase in the base shear force and base overturning moments in the building was measured. The most significant effect of the vertical component of the ground motion was at the column axial forces. It has been concluded that the vertical component must be included in the design of precast reinforced concrete buildings to be built to the near-fault area, even if the design principles of the earthquake code are met in the design of the buildings examined.