Prefabrik sanayi yapıların sıvı viskoz sönümleyici ile güçlendirilmesi

Abstract

Deprem sonrası sahada yapılan hasar çalışmaları Türkiye’de ve Dünyada yaygın olarak kullanılan pimli bağlantıya sahip endüstriyel betonarme prefabrik yapıların deprem performansının zayıf olmasının çoğunlukla birleşim bölgesi detaylarının eksikliğinden kaynaklandığını otaya çıkarmıştır. Bu tür yapıların deprem gibi yatay yükler altındaki davranışlarının iyileştirilmesi ve yeni yapıların birleşim bölgesi detaylarının geliştirilmesi hem yapısal hem ekonomik kayıpların önüne geçmek için önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında tek katlı tek açıklıklı betonarme prefabrik sanayi yapısının deprem performansına dolgu duvarın ve sıvı viskoz sönümleyicilerin (SVS) etkisi sayısal modelleme yardımıyla araştırılmaktadır. Dolgu duvarsız, dolgu duvarlı, değiştirilmiş-toggle ve diyagonal sönümleyici konfigürasyonlar olmak üzere oluşturulan altı farklı yapı modeli üzerinde zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizler gerçekleştirilmiştir. Her biri TBDY (2018)’e göre ölçeklenen ve 3 farklı zemin ve lokasyon için deprem kayıt çiftleri (toplamda 33 adet deprem çifti) seçilmiştir. Yapısal modelde kolonlara belirli aralıklarla plastik mafsallar tanımlanmıştır. Guse-çatı makası birleşiminde doğrusal olmayan moment-dönme ve kuvvet-deplasman ilişkileri literatürde önerilen ve deneysel çalışmalara bağlı olarak belirlenen ampirik bağıntılar kullanılarak tanımlanmıştır. Aşık-çatı makası birleşiminde ise kuvvet-deplasman davranışı tanımlanmıştır. Yapının deprem performansı, göçmenin önlenmesi performans sınırına karşılık gelen şekil değiştirme kapasiteleri kullanılarak hesaplanan talep/kapasite (T/K) oranlarına dayalı olarak değerlendirilmektedir. Performans parametreleri; kolonlardaki beton/donatı birim şekil değiştirmeleri, guse–çatı makası bağlantısındaki moment–dönme ve kesme kuvvetleri, aşık–çatı makası bağlantısındaki kesme kuvveti, kolon üst ucundaki göreli kat ötelemesi ile yapıya giren ve sönümlenen enerji bileşenlerini içermektedir. Elde edilen sonuçlar, dolgu duvarların ve özellikle kullanılan SVS konfigürasyonlarının yapısal talepleri önemli ölçüde azalttığını ve buna bağlı olarak talep/kapasite (T/K) oranlarında dikkate değer bir düşüş sağladığını göstermektedir. Bu etkinin özellikle orta ve düşük deprem tehlike düzeylerinde daha belirgin olduğu görülmüştür.Post-earthquake field damage assessments have revealed that the poor seismic performance of industrial reinforced concrete precast structures with pinned connections—commonly used both in Türkiye and worldwide—is predominantly attributable to deficiencies in connection region detailing. Improving the behavior of such structures under lateral loads, such as those induced by earthquakes, and enhancing the detailing of connection regions in new constructions are of critical importance to mitigate both structural and economic losses. In this thesis, the influence of infill walls and fluid viscous dampers (FVDs) on the seismic performance of a single-story, single-span reinforced concrete precast industrial building is investigated through numerical modeling. Six different structural models are developed, representing configurations without infill walls, with infill walls, and with modified toggle and diagonal damper arrangements. Nonlinear time-history dynamic analyses are conducted on these models. A total of 33 earthquake records, each scaled in accordance with the Turkish Building Seismic Code (TBDY, 2018), were selected for analysis. The records were scaled for three different soil conditions and locations, which have different hazard levels. In the structural model, fiber-based distributed plasticity models are assigned to the columns at predefined intervals. At the gusset–roof beam connection, nonlinear moment–rotation and force–displacement relationships are defined using empirical correlations proposed in the literature and derived from experimental studies. The seismic performance of the structure is evaluated based on demand-to-capacity (D/C) ratios, calculated using the deformation capacities corresponding to the collapse-prevention performance limit. Performance parameters include the concrete and reinforcement strains in columns, the moment–rotation and shear forces at the gusset–roof beam connection, the shear force at the purlin–roof beam connection, the relative story drift at the top of the column, and the components of input and dissipated energy. The incorporation of the considered fluid viscos damper (SVS) configurations considerably reduces the seismic demand on structural components, which in turn leads to a noticeable decrease in demand-to-capacity (D/C) ratios, particularly at moderate and low hazard levels.