Konsol kiriş üstüne oturan kolonlara sahip örnek bir betonarme binanın sismik yükler altında aşamalı göçmeye karşı direncinin incelenmesi

Abstract

Türkiye, aktif tektonik kuşaklar üzerinde yer alması nedeniyle yüksek sismik tehlikeye sahip ülkelerden biridir. Geçmişte yaşanan depremler, yapı stoğunun önemli bir bölümünün yetersiz mühendislik hizmetiyle inşa edildiğini ve özellikle düşey taşıyıcı sistem süreksizlikleri gibi yapısal düzensizliklerin, yapıların göçme riskini ciddi şekilde artırdığını göstermiştir. Mimari kaygılarla zemin katlarda bırakılan boşluklar, konsol çıkmalar veya düzensiz kolon yerleşimleri, yapıların ani yük kayıplarına karşı hassasiyetini artırmakta ve olası aşamalı göçme mekanizmalarının tetiklenmesine neden olmaktadır. Bu çalışmada, farklı beton sınıfları (C10 ve C20), farklı çıkma uzunlukları (1 m ve 1.5 m) ve kolon kaldırma konumları (iç köşe ve dış köşe) dikkate alınarak toplamda 48 farklı model oluşturulmuştur. Oluşturulan 3 boyutlu yapı modelleri, kolon kaldırma senaryoları altında ELS (Extreme Loading for Structures) programında analiz edilmiştir. Zemin kat, 2., 3. ve 5. katlardan kolon kaldırılması durumları, her modelde ayrı ayrı değerlendirilmiş; maksimum deplasman ve dönme değerleri incelenerek yapıların aşamalı göçmeye karşı performansları belirlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre; beton dayanımı arttıkça yapıların göçmeye karşı dayanımının önemli ölçüde yükseldiği, iç köşe kolonlarının kaldırılmasının dış köşe kolonlarına kıyasla daha kritik etkiler yarattığı ve yüksek kat seviyelerinden yapılan kolon kaldırmalarının, deplasman değerlerini belirgin biçimde artırdığı gözlemlenmiştir. Özellikle çıkma uzunluğu arttıkça iç köşe kolon kaldırmalarında deplasman değerlerinde azalma eğilimi gözlemlenirken, dış köşe kolon kaldırmalarında küçük artışlar tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması, yapıların mimari tasarım aşamasında yapılan düzenlemelerin, düşey sürekliliği etkileyen kararların ve kullanılan malzeme özelliklerinin, yapının aşamalı göçme davranışı üzerinde doğrudan etkili olduğunu ortaya koymakta; güvenli yapı tasarımı açısından bu parametrelerin dikkatle ele alınması gerektiğini vurgulamaktadır.Turkey is one of the countries with high seismic hazard due to its location on active tectonic belts. Past earthquakes have revealed that a significant portion of the building stock was constructed with inadequate engineering services, and that structural irregularities, especially vertical discontinuities in the load-bearing system, significantly increase the risk of collapse. Architectural concerns such as leaving open spaces on the ground floor, cantilever projections, or irregular column arrangements increase the vulnerability of structures to sudden loss of load-bearing elements and may trigger potential progressive collapse mechanisms. In this study, a total of 48 different models were created by considering different concrete strength classes (C10 and C20), different cantilever lengths (1 m and 1.5 m), and column removal locations (interior corner and exterior corner). The three-dimensional structural models generated were analyzed under column removal scenarios using the ELS (Extreme Loading for Structures) software. Column removals from the ground floor, 2nd, 3rd, and 5th floors were evaluated separately in each model; maximum displacement and rotation values were examined to assess the progressive collapse performance of the structures. According to the analysis results, it was observed that as the concrete strength increased, the structural resistance against collapse improved significantly; that interior corner column removals had more critical effects compared to exterior corner removals; and that column removals from higher story levels significantly increased displacement values. Particularly, while an increasing cantilever length led to a decreasing trend in displacement values in interior corner column removals, slight increases were observed in exterior corner removals. As a result, this thesis reveals that architectural decisions made during the design phase, decisions affecting vertical continuity, and material properties used have a direct impact on the progressive collapse behavior of structures. It emphasizes that these parameters must be carefully considered to ensure safe structural design.