Betonarme Manto Uygulamasının Prefabrike Yapıların Deprem Performansına Etkisi

Abstract

Ülkemizdeki sanayi yapıların çoğunluğunu, kolon-kiriş birleşim bölgelerindemoment aktarımı olmayan tek katlı prefabrike sistemleri oluşturmaktadır. Yaşanmışdepremler sonrasında yapılan gözlemler; prefabrike yapıların deprem etkisi altındayüksek yatay yerdeğiştirmeleri nedeniyle kolon-kiriş birleşim bölgelerinde ve yapıgenelinde önemli hasarların oluştuğunu göstermiştir. Bu tip yapı sistemlerinin depremekarşı güçlendirilmesi, sadece yüksek maliyetli cihazlar için değil öncelikli olarak insanyaşamı açısından hayati önem taşımaktadır. Bu çalışmada betonarme (BA) mantolamayönteminin prefabrike yapıların deprem performansındaki rolü sayısal olarakincelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, literatürde deneysel sonuçları yer alan BAmantolu ve mantosuz kolonların nümerik modelleri oluşturulmuştur. Tersinir tekrarlıyerdeğiştirme protokolü etkisi altında yapılan deneylerden elde edilen yükyerdeğiştirme ilişkileri, oluşturulan nümerik model sonuçları ile karşılaştırılmıştır.Nümerik modeller, belirli yerdeğiştirme eşikleri arasında deneysel sonuçları iyi birşekilde tahmin edilebilmektedir. Deneysel olarak kalibre edilmiş olan nümerik model, üçboyutlu sanayi tipi mevcut bir yapı sisteminin lineer olmayan dinamik analizlerindekullanılmıştır. Sayısal sonuçlar, mantolama sayesinde prefabrike yapının ortalama enbüyük ve en küçük göreli ötelemelerin %54 ile %72 arasında değişen oranlardaazaldığını göstermiştir. Mevcut yapının seçilen kolonları, birim şekildeğiştirme açısındandeğerlendirildiğinde; güvenlik sınırı (GV) civarında olan kesit performansının BAmantolama ile minimum hasar sınırının (MN) altına çekildiği görülmüştür.

The majority of industrial buildings located in our country consist of single-story precast systems with pinned beam-to-column connections. Observations made after earthquakes showed that due to high lateral displacement demands occurred under the effects of earthquake loads; significant damage was accumulated throughout the beam-to-column connections and whole structure. Strengthening such building systems against earthquake loads is not only crucial for high-cost devices and machinery but also very important in terms of human life as a priority. In this study, the effects of reinforced concrete (RC) jacketing technique on the global earthquake performance of precast structures was examined numerically. In the first part of the study, experimental results of bare and RC jacketed columns, which exist in the recent literature, were used as a benchmark for the development of numerical models. The force-displacement relations obtained from quasi-static experiments were compared with the numerical results. The numerical models are successful to estimate the experimental results within the range of distinct displacement levels. Validated numerical models were used for nonlinear dynamic analysis of an existing 3D precast system. Numerical results showed that the application of RC jacketing technique is effective to decrease the average maximum and minimum drift values by the ratios of 54-72%. Determinations of strain levels for the selected columns of the system showed that; the RC jacketing retrofitting technique is effective to increase the sectional performance by shifting the strain demands from safety limit (GV) to minimum damage limit (MN).