Farklı kompozit kolonlu yapıların deprem performanslarının doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemlerle karşılaştırılması = Comparison of earthquake performances of dıfferent composite column structures with linear and nonlinear analysis methods

Abstract

Anahtar kelimeler: Betonarme yapı, Çelik yapı, Kompozit yapı, Beton dolgulu, Çelik gömme, Kısmen çelik gömme, Mod birleştirme yöntemi, İtme analizi yöntemi. Çelik ve betonu birlikte kullanılması ile inşa edilen kompozit yapılar, son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompozit yapı hem çelik hem de betonun olumlu özelliklerini bir araya getirmesi nedeniyle dünya çapında geniş kabul görmüştür. Bu tez çalışmasında, farklı kompozit yapıların deprem davranışlarını incelemek için, 3 gruba ayırılan aynı mimari tasarımına sahip 7 farklı model bina tasarlanıp, analiz edilmiştir. Her gruptaki yapıların analiz sonuçlarına göre birbiriyle karşılaştırılmıştır. Bu çalışma, TBDY-2018 ve ÇYTHYE-2016 yönetmeliklerine göre uygun şekilde yapılmıştır. Analiz için ETABS V19.1 bilgisayar programı kullanılmıştır. Farklı modellerin elastik deprem hesabında mod birleştirme yöntemi ve lineer olmayan analizi için (Pushover) itme analizi yöntemi kullanılmıştır. İncelenen yapılarda malzeme olarak C30 betonu, B420C beton çeliği ve S275 çelik sınıfı kullanılmıştır. İncelenen yapıların kullanım amacı işyeri, Zemin sınıfı ZB ve Deprem yer hareketi düzeyi DD-2 olarak seçilmiştir. Birinci Grup bina modelleri; bu grupta seçilen yapılardan birinin bütün taşıyıcı elemanları betonarme olup, diğer yapının ise kolonlarında çelik gömme kompozit elemanlar kullanılmış, diğer bütün taşıyıcı elemanları betonarmedir. İkinci Grup bina modelleri üç farklı kompozit kolonlara sahip yapılardır, bu yapıların kolonları dışındaki elemanları benzer özelliklere sahiptir. Bu yapılarda kirişler ve döşemeler çelik profiller ve betonarme döşemenin birleşiminden oluşan kompozit elemanlardır. Kolonlarda, çelik gömme, donatısız ve donatılı beton dolgulu kompozit kesitler kullanılmıştır. Üçüncü Grup bina modelleri; bu grupta seçilen yapılardan birinin kolonları çelik taşıyıcı elemanlardan oluşmaktadır, diğer yapının ise kolonlarında kısmen çelik gömme kompozit elemanlar kullanılmıştır. Her iki tip yapının da kiriş ve döşemeleri, çelik profiller ve betonarme döşemenin birleşiminden oluşan kompozit elemanlarından meydana gelmektedir. Genel olarak kompozit yapıların betonarme ve çelik yapılara göre daha iyi deprem performansı gösterdiği görülmüştür.

Keywords: Reinforced concrete structure, Steel structure, Composite structure, Concrete filled steel tube section, Concrete encased steel section, Partially concrete encased section, Response spectrum analysis method, Pushover analysis method. Composite structures have gained wide acceptance worldwide because it combines the positive properties of both Steel and concrete. In this thesis, 7 different model buildings with the same design, divided into 3 groups, were analyzed in order to determine the earthquake behavior of different composite structures. The structures in each group were compared with each other according to the results of the analysis. This study was carried out in accordance with the regulations of TBDY-2018 and ÇYTHYE-2016. ETABS V19.1 computer program was used for the analysis. Response spectrum method was used for the linear earthquake calculation, while the pushover analysis method was used for the non-linear analysis. In these structures, C30 concrete, B420C rebar bars, and S275 steel were used. The structures were chosen as workplace, soil class ZB and Earthquake ground motion level DD-2. In the first Group of building models, two structures were used, the first structure is an RCC structure, while the second structure is a composite structure, the difference between these two structures is that the columns of the second one are encased steel composite columns. In the second Group of building models, three different composite structures were used, the elements of these structures except the columns have similar properties, composite beams were used while in the columns three different composite columns were used. Concrete encased steel sections, unreinforced, and reinforced concrete-filled steel tube composite sections are used in the columns. İn the third Group of building models; steel structure and partially concrete encased steel composite structure were used. Composite beams were used in both structures, just the columns are made from different sections. Generally, better seismic performance was observed for composite structures compared to reinforced concrete and steel structures.