TAŞIYICI SİSTEMİNDE ÇEKME DÜZENSİZLİĞİ OLAN BETONARME BİNALARIN BURULMA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Abstract

Çekme düzensizliği olan betonarme binalarla, gerek yapısal zorunluluklar gerekse mimari isteklerin ön plana çıkması ile özellikle son yıllarda uygulamada sıklıkla karşılaşmaktayız. Bu binalarda; plan boyutları, bina yüksekliğince aniden değişmekte ve bu durum geometrik düşey düzensizliğe neden olmaktadır. Deprem yönetmeliklerinde düşey geometrik düzensizlik başlığı altında açıklanan çekme, belirli bir kattan itibaren plan boyutlarının belirli bir oranda azaltılması şeklinde tanımlanabilir. Bu azalma nedeniyle sistem üzerinde kütle ve rijitlik parametrelerinin düşey doğrultudaki dağılımlarında düzensizlik oluşmakta ve çekmenin oluşturulduğu kat seviyesinde ani azalmalar meydana gelmektedir. Bu nedenle çekmenin oluşturulduğu kat seviyesinde sistem üzerinde düşey doğrultu boyunca yük aktarımı oldukça karmaşık bir hal almakta ve taşıyıcı sistem elemanlarının iç kuvvetlerinde ani artışlar gözlenmektedir. Ayrıca, bu tip binalarda kütle ve rijitlik bakımından sistemin düşey düzlem üzerinde düzensiz olması ve çekmenin bina üzerinde asimetrik oluşturulması nedeniyle düşey eksen etrafında kat dönmeleri oluşabilmekte, sistem üzerinde burulma ile karşılaşılmaktadır. Bu tez çalışmasında öncelikle çekme oranı ve çekmenin yapıldığı kat seviyesinin binaların deprem davranışı üzerindeki etkisi çekme düzensizliği bulunan 2D modeller üzerinde SAP2000 yapı analiz programında incelenmiş olup, daha sonra bu tip sistemlerde burulmanın etkisini ortaya koymak amacıyla 3D modeller üzerinden mod birleştirme yöntemine göre analizler yürütülmüştür. Bu çalışmanın sonucunda çekme düzensizliği bulunan binalarda, çekmenin oluşturulduğu kat seviyesinde göreli kat ötelenme değerlerinde, kolon iç kuvvetlerinde ( moment ve kesme kuvveti değişimi ) rijitlikteki ani azalmaya bağlı olarak ani artışlar gözlenmektedir. Çekme oranının artmasıyla ve çekmenin oluşturulduğu katın bina orta yüksekliğine yakın veya alt katlarda olması hallerinde bu artışlar daha belirgin hale gelmektedir. Ayrıca çekmenin bina üzerinde asimetrik oluşumuna bağlı olarak sistem üzerinde çekme düzensizliğine ek olarak burulma düzensizliği de oluşmaktadır. Çekmenin bina üzerinde özellikle alt katlarda yapılması halinde burulma düzensizliği katsayısında artışlar olmaktadır.

Especially in recent years, we have been encountering with concrete buildings with setback irregularities, with the necessity of structural requirements and architectural demands. In these buildings; The dimensions of the plan suddenly change with the height of the building, causing geometric vertical irregularity. Setback described in the earthquake regulations under the heading of vertical geometric irregularity, can be defined as the reduction of plan dimensions by a certain level from a certain floor. Due to this decrease, the distribution of mass and stiffness parameters in the vertical direction occurs irregularly and sudden decreases occur at the floor level where the setback. For this reason, the load transfer along the vertical direction on the system at the level where the setback is formed becomes quite complicated and sudden increases in the internal forces of the carrier system elements are observed. In addition, due to the irregularity of the system on the vertical plane in terms of mass and stiffness and the asymmetric formation of the setback on the building, fold rotations may occur around the vertical axis and torsion is encountered on the system. In this thesis, firstly the effect of tensile ratio and the level of the level on which the setback is made on the earthquake behavior of the buildings was examined in 2D models with set-back irregularities in SAP2000 structure analysis program, and then the analysis were carried out according to the response spektrum analysis over 3D models in order to reveal the effect of torsion in such systems. As a result of this study, in buildings with setback irregularity, sudden increases in interstorey drift values, internal forces of columns (moment and shear force changes) because of sudden decrease in stiffness are observed. These increases become more pronounced when the ratio increases and when the floor where the setback is formed is close to the middle height of the building or in the lower floors. In addition, torsional irregularity occurs in addition to set-back irregularity on the system due to the asymmetric formation of the setback on the building. Torsional irregularity coefficients increase if setback is done on the building, especially on the lower floors.