Bağ kirişli (boşluklu) perdeli yapıların analiz sonuçlarına etki eden tasarım parametrelerinin araştırılması

Abstract

Boşluklu perdeli sistemlerin kullanıldığı betonarme yapılarda, bağ kirişleri yapı performansının belirlenmesinde ciddi rol oynamaktadır. Betonarme perdeleri birbirine bağlayan bağ kirişlerinin performansının belirlenmesinde ise bağ kirişlerinde kullanılan malzeme ve donatı düzeni büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmanın amacı, farklı betonarme bağ kirişi modellerinin, yapı performansına olan etkilerinin incelenmesidir. Çalışmada 19 katlı kolon-kiriş çerçeve sisteminin boşluklu perdelerle bir arada kullanıldığı bina modelinin, 14 katlı düşey taşıyıcı olarak kolon ve bağ kirişli perdelerin beraber kullanıldığı yapı modelinin ve 16 katlı, düşey taşıyıcı olarak tamamen perdelerin kullanıldığı bina modelinin, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018)'e göre, İstanbul Atatürk Havaalanı bölgesinin yer ivmesine göre her bir betonarme bağ kirişi modeli için doğrusal olmayan itme analizleri ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizleri (ZTADOA) yapılmıştır. Bağ kirişlerinde mafsal modellemeleri yapılırken, bağ kirişleri için TBDY (2018)'de önerilen hasar sınır değerleri, diğer yönetmelik ve literatürdeki çalışmalarla karşılaştırılmıştır ve ASCE 41-17'nin kontrollü hasar (KH) hasar sınırı için önerdiği değer, TBDY (2018)'e göre belirlenen göçme öncesi (GÖ) hasar sınırlarından daha yüksek olduğu görülmüştür. Yönetmelikler arasındaki bu kadar büyük farklılıkların olma sebebi ise TBDY (2018)'in hasar sınırlarını önerirken normal kirişler ile bağ kirişlerini ayırmamasıdır. Dolayısıyla TBDY (2018) için, normal kirişlerden ayrı olarak bağ kirişlerine özel olarak hasar sınırları belirlenmelidir. Tez çalışmasında yapılan analizler sonucunda daha büyük yerdeğiştirme kapasitesi olan tasarımlardaki bağ kirişi modellerinin, analiz sonuçlarına etkisi daha ciddi olmuştur. Ayrıca daha büyük yatay yüklemelerin tercih edildiği doğrusal olmayan statik itme analizlerinde ve deprem yer hareketi düzeyi-1 (DD1) parametreleri kullanılan ZTADOA yönteminde, tercih edilen bağ kirişi modelinin analiz sonuçlarına etkisinin daha belirleyici olduğu görülmüştür. Tez çalışmasında tercih edilen tüm analiz modellerinde, kompozit olarak modellenen bağ kirişi modeli, TBDY (2018)'in önerdiği diyagonal donatılı bağ kirişi tasarımdan genellikle daha yüksek rijitlik ve yatay yük dayanımı göstermiş, en düşük dayanımı ve en sünek davranışı ise genellikle çift kiriş modelin göstermiştir. Tercih edilen doğrusal olmayan analiz yöntemlerinin tez çalışmasında kullanılan birçok değerlendirme başlığı altında birbirine yakın sonuçlar verdiği görülmüştür.

Coupling beams have a significant role in determining structure performance in reinforced concrete structures where coupled structural shear wall systems are used. In determining the performance of the coupling beams which are connecting the R/C shear walls, the material and reinforcement steel bar layout are very important. In this study, nonlinear pushover and time history analyses were performed according to TBEC (2018) and ground acceleration of the Istanbul Atatürk Airport region on the building models in which the 19 floor buildings in which seismic loads are jointly resisted by frames and coupled structural shear walls, 14-storey structure in which columns and coupled shear walls are used together as vertical carriers and 16-storey building in which uses fully shear walls as vertical carrier. While modeling plastic hinges on coupling beams, the damage limit values recommended in TBEC (2018) for coupling beams were compared with other earthquake codes and studies in the literature, and it was found that the value recommended by ASCE 41-17 for the life safety (LS) damage limit was higher than collapse prevention (CP) damage limits determined in accordance with the TBEC (2018). The reason why there are such big differences between the earthquake codes is that TBEC (2018) does not decouple the normal beams and the coupling beams while proposing damage limits. Therefore, for TBEC (2018), damage limits should be determined specifically for coupling beams separately from normal beams. As a result of the analyses conducted in the thesis, the effect of the coupling beam models in designs with a larger displacement capacity on the analysis results was more serious. In addition, in nonlinear static analyses, where larger horizontal loads are preferred, and in the time history analyses method, where earthquake ground motion level-1 (DD1) parameters are used, it was found that the preferred coupling beam model is more decisive to the analysis results. In all the analysis models preferred in the thesis study, the coupling beam model modeled as composite showed generally higher rigidity and horizontal load strength than the diagonal reinforced coupling beam design proposed by TBEC (2018), while the lowest strength and the most ductile behavior were usually shown by the double beam model. It has been seen that the preferred nonlinear analysis methods give close results under many evaluation headings used in the thesis study.