3 KATLI BETONARME BİNANIN VAN DEPREMİ ETKİSİ ALTINDA MODAL ANALİZİ


Creative Commons License

Çelebi O., Beyen K.

HOCA AHMET YESEVİ ULUSLARARASI BİLİMSEL ARAŞTIRMALAR KONGRESİ, Adıyaman, Türkiye, 26 - 27 Ağustos 2019, ss.1127-1153

  • Basıldığı Şehir: Adıyaman
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayısı: ss.1127-1153

Özet

Günümüzde betonarme binaların herhangi bir yükleme altında analizi için farklı analiz yöntemleri önerilmiştir. Bu çalışmada betonarme binanın Van Depremi etkisi altındaki davranışını belirlemek için modal analiz yöntemi kullanılmıştır. Betonarme binanın enlem ve boylam koordinatlarına göre elde edilen elastik ivme spektrumuna uyumlu olarak ölçeklendirilmiş Van Depremi ivme kayıtlarını betonarme binanın zemininden etki ettirilerek modal analiz yapılmıştır. Binanın ilk olarak sönümsüz serbest titreşimi daha sonra deprem ivme verilerine göre zorlanmış titreşimi ve sonra sönümlü serbest titreşimi ve en son olarak deprem ivme verileriyle sönümlü zorlanmış titreşimleri elde edilmiştir. Sönümsüz serbest titreşim eğrisi frekans tanım alanına dönüştürülerek, önerilen çalışmalara göre binanın her modunda tahmini sönüm oranları hesap edilerek daha sonra binanın sönümlü zorlanmış titreşimleri elde edilmiştir. Bulunan titreşim diyagramlarına göre binanın kat tepkileri, kat yer değiştirmeleri ve katlarda oluşan kesme kuvvetleri elde edilerek birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Yapılan analiz sonuçlarına göre betonarme binalarda sönüm oranının dikkate alınması binada oluşan iç kuvvetleri ve yer değiştirmelerin azaldığı izlenmiştir. Bunların yanı sıra, sabit sönüm oranında Türk Bina Deprem Yönetmeliği 2018'in önermiş olduğu eşdeğer yanal yük analizi yapılarak her iki analiz sonuçları mukayese edilmiştir. Yapılan analiz sonuçlarına göre, eşdeğer yanal yük yöntemine göre depremin binada oluşturduğu taban kesme kuvveti, katların yer değiştirmeleri, modal analiz yönteminin binada oluşturduğu taban kesme kuvveti ve katların yer değiştirmesinden fazla olduğu gözlemlenmiştir. Elde edilen verilere göre, betonarme binaların tasarımında veya performansının incelenmesinde binanın tüm modlarının katkılarının görülebilmesi için modal analiz yönteminin dikkate alınması gerektiği öngörülmüştür. Ayrıca betonarme binanın depreme karşı performansında kabul edilen sönüm oranının aksine, zorlanmış titreşim ile hesaplanan sönüm oranlarına göre belirlenmesi gerektiği kanısına varılmıştır.

Nowadays, different analysis methods have been proposed for the analysis of reinforced concrete buildings under any loading. In this study, modal analysis method was used to determine the behavior of reinforced concrete building under Van Earthquake. Modal analysis was performed out by affecting the Van Earthquake acceleration records, which were scaled in accordance with the elastic acceleration spectrum obtained according to the latitude and longitude coordinates of the reinforced concrete building. The first undamped free vibration of the building was computed and then undamped forced vibration of the building according to the earthquake acceleration data and then the damped free vibration, and finally the damped forced vibrations were obtained with the earthquake acceleration data. The undamped free vibration curve is converted to frequency definition area and estimated damping rates are calculated in each mode of the building according to the proposed studies and then the damped forced vibrations of the building are obtained. According to the vibration diagrams, the floor responses, floor displacements and floor shear forces of the building were obtained and compared with each other. According to the results of the analysis, it has been observed that the internal forces and displacements in the building are reduced by taking into account the damping rate in reinforced concrete buildings. In addition, the equivalent lateral load analysis proposed by the Turkish Building Earthquake Code 2018 was performed at a constant damping rate and the results of both analyzes were compared. According to the results of the analysis, it was observed that the base shear force, displacement of floors, the shear force created by the modal analysis method and displacement of floors in the building according to equivalent lateral load method were observed. According to the data obtained, it is predicted that modal analysis method should be taken into consideration in order to see the contribution of all modes of the building in the design or performance analysis of reinforced concrete buildings. Furthermore, contrary to the accepted damping ratio in the performance of the reinforced concrete building against earthquake, it should be determined according to the damping ratios calculated by forced vibration.