Çevrimsel Davranışta Rijitlik Azalmasının Deprem Davranışına Etkisi

Abstract

Betonarme elamanlarda rijitlik azalmasının ana sebepleri arasında, çatlak oluşumları, aderans kayıpları, korozyon ve korozyon kaynaklı çatlaklar ve benzerleri gösterilebilir. Yapı elemanları, rijitlik ve dayanım azalmasına, özellikle elastik ötesi bölgeye geçtiklerinde maruz kalırlar. Yer değiştirmenin büyüklüğü veya çevrim sayısının artmasıyla daha etkili hale geleceğinden, deprem halinde yapı performansında önemli değişikliklere neden olabilmektedir. Yapıların deprem yükleri altında davranışlarının, sayısal analizlerle gerçekçi biçimde belirlenmesi için yapıların ve yapı elemanlarının elastik ötesi davranışlarının gerçekçi biçimde modellenmesi gerekmektedir. Bu bağlamda elastik ötesi bölgede çevrimsel davranışta gerçekleşen, rijitlik ve dayanım azalmalarının hesaplara dahil edilmesiyle, yapının deprem davranışının daha gerçekçi bir şekilde temsil edileceği düşünülmektedir. Bu doğrultuda rijitlik azalması göstermeyen modeller kullanarak tasarlanan sabit süneklik kapasiteli tek serbestlik dereceli sistemlerin, rijitlik azalması göstermeleri durumunda sistemlerin süneklik istemlerinde oluşacak değişiklikler parametrik olarak incelenmiştir. İnceleme parametresi olarak dört farklı pekleşme oranı, yirmi farklı doğal titreşim periyodu, dört farklı tasarım süneklik kapasitesi ve on beş farklı artımsal dinamik analiz katsayısı seçilmiştir. Analizler 56 farklı deprem kaydı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tasarım aşamasında 268800 adet, parametrik inceleme aşamasında ise 537600 adet olmak üzere toplamda 806400 adet elastik ötesi doğrusal olamayan dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Tüm analizler Microsoft Excel platformunda hazırlanan yazılımlarla gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde, rijitlik azalmasının yapıların süneklik istemlerinde belirli oranlarda değişiklikler meydana getirdiği görülmüştür. Özellikle periyot değerinin azalmasıyla ve tasarım süneklik kapasitesinin artmasıyla belirli deprem seviyelerinde, rijitlik azalmasının önemli oranda sonuçları etkilediği görülmüştür.

Crack formations, adherence losses, cracks caused by corrosion, and corrosion can be shown among the main reasons for the stiffness degradation in reinforced concrete elements. Structural members are exposed to cyclic stiffness and strength degradation, especially when they cross the elastic zone. The effect of the stiffness reduction becomes more effective with increasing the size of the displacement and the number of cycles. Therefore, in case of an earthquake, it can cause significant changes in building performance. To realistically determine the behaviors of structures under earthquake loads by numerical analysis, it is necessary to model the inelastic behavior of structures and structural members. In this context, it is thought that the earthquake behavior of the structure will be represented more realistically, by including the cyclic stiffness and strength degradation in cyclical behavior in the inelastic region. In this study, the changes in the ductility demands are investigated parametrically on single degree of freedom systems. Four different hardening ratios, twenty different natural periods, four different design ductility capacity, and fifteen different incremental dynamic analysis coefficients are selected as the investigation parameters. Analyzes were performed using 56 different earthquake records. A total of 806400 non-linear dynamic analyses were performed, 268800 of which were in the design phase, and 537600 of them in the parametric analysis phase. All analysis was performed with Microsoft EXCEL Platforms using Visual Basic Extension. In the conclusion part, it was seen that the cyclic stiffness degradation caused certain changes in the ductility demands of the structures. Especially with decreasing periods and increasing design ductilities. it was observed that the stiffness decrease significantly affected the results. Keywords: