Betonarme Taşıyıcı Sistemlerin Depreme Dayanıklı Tasarımında Uyumlu Perde-Çerçeve Davranışı için Minimum Perde Oranının Belirlenmesi

Abstract

Depreme dayanıklı yapı tasarımında kat adedi arttıkça, taşıma kapasitesini aşmamak, yatay ötelenmeleri sınırlamak ve çerçeve içi bölme duvarların hasar görmesini engellemek için betonarme perde elemanların kullanımı zorunlu hale gelmektedir. Depreme maruz kalmış yapılar incelendiğinde, bazı binalarda yeteri kadar betonarme perde eleman bulunmamasından dolayı, yatay ötelenmelerin sınır değerleri aştığı, perde elemanların daha büyük kesme gerilmelerine maruz kaldığı ve beklenmedik öncül gevrek kesme göçmelerinin perdelerde ortaya çıktığı görülmektedir. Betonarme çerçeve sisteme kısmi perde elemanların eklenmesiyle çerçeve sistem davranışının karma sistem davranışına evirildiği, perde oranının daha da arttırılmasıyla, konsol kirişe benzetilen perde duvar davranışına geçtiği bilinmektedir. Yatay deplasmanları sınırlamak için sadece tek bir kat alanına bağlı olarak gerekli perde duvar alanının belirlenmesi üzerine birçok çalışma bulunmaktadır. Burada ise binanın perde duvar davranışı göstermesi için kolon ve perdelerin ön tasarımı aşamasında, donatı artış oranına bağlı olarak bina maliyetindeki artış ve perde-çerçeve davranış uyumluluğu dikkate alınarak, perdelerin karşıladığı momentin bina taban momentine oranına bağlı, bir kattaki perde alanının tüm katların alanına oranının minimum değeri tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, Türkiye Bina Deprem Yönetmelik (TBDY-2018) kurallarına uygun çerçeve sistemden oluşan beş katlı ve planda simetrik bir bina tasarlanmıştır. Öncelikle, kiriş-kolon çerçeve sistemden oluşan bu modele asansör perdesi eklenmiş, daha sonra asansörlü modele çeşitli oranlarda simetrik perdeler ilave edilerek toplamda 10 model oluşturulmuştur. Increasing in the number of floors in building design against earthquake, it becomes necessary to use reinforced concrete shear walls in order not to exceed the bearing capacity of elements and the limit of horizontal displacements and to prevent damage of frame infill walls. When the structures exposed to earthquakes are examined, the shear wall elements are exposed to greater shear stresses as a result of the lack of enough reinforced concrete shear walls in some buildings and also horizontal displacements exceed the limit values and unexpected premise brittle shear failures occur in the shear walls. It is known that with the addition of partial shear walls to the reinforced concrete frame system, the frame system behavior has changed into a mixed system behavior and with the further increase of the shear wall ratio, it transforms into a shear wall behavior similar to cantilever beam.There are many studies on determination of the shear wall area required depending on only a single floor area to limit horizontal displacements. Herein, in order to let the building exhibit shear wall behavior, during the preliminary design stage of the columns and shear walls, the minimum value of the ratio of the shear wall area to the area of all floors has been tried to be determined taking into account the ratio of the moment taken by the shear walls to the building base moment, building cost increase depending on the increase in the quantity of the steel reinforcement and shear wall-frame behavior compatibility. For this purpose, a five-storey symmetrical building in plan was designed consisting of a frame system in accordance with the rules of the Turkish Building Earthquake Code (TBEC-2018). Firstly, elevator shear wall was added to the model consisting of the beam-column frame system, and then by adding symmetrical shear walls in various ratios to this model, a total of 10 models were created.