Deprem yalıtım sistemlerinin çerçeve taşıyıcı sistemli betonarme binaların deprem davranışlarına etkileri

Abstract

Tarih boyunca dünyada meydana gelen depremlerde büyük can ve mal kaybı yaşanması, depreme dayanıklı yapı tasarımının önemini ortaya koymaktadır. Bu konu üzerine geliştirilen yaklaşımlardan birisi olan sismik taban yalıtım sistemleri, deprem mühendisliği alanında gelişen teknoloji ile son yıllarda kullanılan bir teknik olmuştur. Bu çalışmada yaygın olarak kullanılan sismik taban yalıtım sistemleri tanıtılarak, yalıtım birimlerinin mekanik özellikleri açıklanmıştır. Deprem yalıtımlı yapıların tasarımında kullanılan yöntemler incelenerek taban yalıtım birimlerinin modellenmesi ele alınmıştır. Çalışma kapsamında ankastre mesnetli ve sismik taban yalıtım sistemli olarak modellenen kat yüksekliği 3m olan 3, 5, 7, 12 ve 15 katlı çerçeve taşıyıcı sistemli betonarme binaların, SAP2000 paket programında zaman tanım alanında dinamik analizleri yapılarak depreme karşı yapısal davranışları karşılaştırılmıştır. Analizlerde üç farklı deprem kaydından elde edilen maksimum değerler göz önüne alınarak yapıların yüksekliğine bağlı olarak; periyotları, kat deplasmanları, rölatif kat deplasmanları, mutlak kat ivmeleri, taban kesme kuvvetleri ve taban eğilme momentleri gibi yapısal davranış parametreleri karşılaştırmalı olarak ele alınmıştır. Ayrıca sismik taban yalıtım birimlerinin çevrimsel davranışı ile deprem enerjisini sönümleme katkısı incelenmiştir. Sonuç olarak, sismik taban yalıtım sistemi kullanılan binaların, ankastre mesnetli binalara göre yerdeğiştirme dışındaki tüm yapısal davranışlarının büyük oranda iyileştiği görülmüştür. The great loss of life and property in the earthquakes throughout the history indicates the importance of the earthquake-resistant building design. Seismic base isolation systems, an approach which has been developed on these issues, is used in recent years with developing technology in the field of eathquake engineering. In this study, seismic base isolation systems are introduced and mechanical properties of the isolators are shown. Moreover, modeling of base isolators are discussed by examining the methods used in the design of seismically isolated structures. As model buildings; all floor height of 3 meters 3, 5, 7, 12 and 15-storey reinforced concrete frame buildings are used for non-linear analyses in this thesis. They are designed with as conventional fixed based and seismic base isolation system after that structural behaviors against earthquakes were compared by carrying out time history dynamic analysis in SAP2000 software package. In the analysis, the maximum values obtained from three different seismic datas are taken into consideration. Structural behavior parameters such as periods, floor displacements, interstory drifts, absolute floor accelerations, base shear forces and base bending moments are covered as the comparative base depending on the height of the structure. In addition, damping contribution to the energy which appears during earthquake was examined with the hysteresis behavior of seismic base isolators. Based on obtained results, all structural behaviors except for displacement were improved for the seismically isolated buildings with seismic base isolation sytems as compared to the fixed-base buildings.