Çok katlı betonarme bir binanın 2007 ve 2018 Türk deprem yönetmelikleri hükümlerine göre tasarım ve analizinin karşılaştırılması

Abstract

18 Mart 2018 tarihinde yürürlüğe giren TBDY-2018 ile Türkiye, yayınlandığı tarihe kadarki en kapsamlı ve en güncel deprem yönetmeliğine sahip olmuştur. TBDY-2018, kendinden önceki versiyonu olan DBYBHY-2007 ile benzer esas ve usulleri benimsemesine rağmen, gerek kapsadığı konular gerekse çağın isterlerine uygun yapısı ile çok farklı bir konuma evrilmiştir. Bu tez çalışması ile her iki deprem yönetmeliği arasındaki farkları betonarme binalar açısından somut bir şekilde ele alabilmek amacıyla, konut türündeki çok katlı betonarme bir binanın analizi ve tasarımı, DBYBHY-2007 ve TBDY-2018 deprem yönetmelikleri uyarınca karşılaştırmalı olarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada sadece deprem yönetmeliklerinden değil, TS-500, TS-498 ve TS-ISO 9194 gibi standartlardan da faydalanılmıştır. Tez çalışması, giriş yapılan ilk bölüm, Türkiye'de deprem gerçeğinin ve deprem yönetmeliklerinin anlatıldığı ikinci bölüm, söz konusu deprem yönetmeliklerinin incelendiği ve karşılaştırıldığı üçüncü bölüm, örnek binaya ait sayısal uygulamanın yapıldığı dördüncü bölüm ve yapılan incelemeler ve sayısal uygulamaya ait çıktıların karşılaştırılarak değerlendirildiği son bölüm olmak üzere toplam 5 bölümden oluşmaktadır. Söz konusu bina, her birinin yüksekliği 3 m olan toplam 15 kat ile 45 m yüksekliğe ve 1050 m2 kat oturum alanına sahiptir. Betonarme perdeli çerçeve taşıyıcı sistem ve kirişli plak döşeme tipi kullanlan binada beton sınıfı C35/45; çelik sınıfı S420 olarak seçilmiştir. Binadaki taşıyıcı eleman boyutları katlara göre değişim göstermeyecek şekilde belirlenmiştir. Binanın Bursa ilinde, 40.185071/29.104772 koordinatlarında inşa edileceği kabul edilmiştir. Binanın oturacağı zeminin yerel zemin sınıfı DBYBHY-2007 için Z2; TBDY-2018 için ZB olarak seçilmiştir. Bina her iki yönde süneklik seviyesi yüksek olacak şekilde tasarlanmıştır. DBYBHY-2007 için binanın konumu 1. derece deprem bölgesi olarak kabul edilirken, TBDY-2018 için gerekli parametrelere AFAD'a ait TDTH-2018 interaktif websitesi üzerinden erişilmiştir. Yapılan sayısal uygulamada DGT yaklaşımı benimsenerek deprem hesaplarında doğrusal yöntemler olan EDYY ile MBY kullanılmıştır. Tasarım depremi olarak her iki yönetmelik için 50 yılda aşılma olasılığı % 10 olan standart deprem yer hareketi dikkate alınmıştır. Binanın her bir yönetmeliğe göre üç boyutlu modelinin kurulması ile yapısal çözümleme işlemi SAP2000 programı ile yapılmıştır. Binanın düzensizlik kontrolleri EDYY kullanılarak gerçekleştirilirken, etkin göreli kat ötelemeleri ve ikinci mertebe etkileri kontrolü ile kesin tasarımlarının yapılmasında MBY kullanılmıştır. Bu çalışma sonunda yapılan değerlendirmeyle TBDY-2018'de deprem etkisinin, DBYBHY-2007'ye göre daha gerçekçi bir şekilde ele alındığı sonucuna ulaşılmıştır. Özellikle TBDY-2018'de etkin kesit rijitliklerinin kullanılması, tasarım ivme spektrumunun değişmesi, spektral ivmelerin coğrafi koordinatlara göre belirlenmesi, düşey deprem etkisinin hesaba katılması, dayanım fazlalığı katsayısının kullanılması ve yerel zemin sınıflarının yenilenmesi bu duruma etki eden en önemli faktörler olarak göze çarpmaktadır. Anahtar kelimeler: 2007 Türk Deprem Yönetmeliği, 2018 Türk Bina Deprem Yönetmeliği, deprem hesabı, betonarme binaların tasarımı, deprem tehlike haritası.Turkey has had the most comprehensive and modern seismic code with the promulgation of TBSC-2018 in 18 March 2018. Although TBSC-2018 has adopted similar principles and procedures as its predecessor, TSC-2007, it has evolved into a very different position, both with the topics it covers and with its structure suitable for the demands of the era. In order to tangibly address the differences between both seismic codes in terms of concrete buildings, the analysis and design of a multi-storey reinforced concrete building in residential type has been carried out comparatively in accordance with TSC-2007 and TBSC-2018 seismic codes. In this study, not only the seismic codes, but also Turkish Standards such as TS-500, TS-498 and TS-ISO 9194 were used. This study consists of 5 chapters where introduction part constitutes the first chapter, explanation of earthquake fact and evolution of seismic codes in Turkey part constitutes the second chapter, comparison and examination of mentioned seismic codes part constitutes the third chapter, numerical application of sample building part constitutes the fourth chapter and assessment of the outputs of numerical applications part constitutes the last chapter. The building has 15 floors with a height of 3 meters each and a total floor area of 1050 m2. The building has reinforced concrete structural frame with shear walls and conventional solid slabs. For the building, the concrete class has been selected as C35/45 and steel grade has been seleceted as S420. The bearing element sizes in the building have been kept constant throughout the floors. It is assumed that the building will be built in Bursa in the coordinates of 40.185071/29.104772. The local site class of the ground on which the building will be is chosen as Z2 for TSC-2007 and ZB for TBSC-2018. While the location of the building is considered to be the 1st degree seismic zone for TSC-2007, the necessary parameters for TBSC-2018 were accessed via the AFAD's TEHM-2018 interactive website. In the numerical application, the force based approach was followed and the linear earthquake load calculation methods such as ESLM and MCM were used. As the design earthquake, the standard earthquake ground motion, which has a 10% probability to be exceedance in 50 years for both regulations, has been taken into consideration. The establishment of the three-dimensional model of the building and the structural analysis process was carried out with the SAP2000 computer software. While the structural irregularity checks of the building are carried out using ESLM, final designs of members, control of maksimum relative storey drifts and control of second-order effects were carried out by using MCM. As a result of the evaluation made at the end of this study, it was concluded that the earthquake effect in TBSC-2018 was handled more realistically than TSC-2007. Especially in TBSC-2018, using the effective cross-section stiffness, changing the design response spectrum, determining the spectral accelerations according to the geographical coordinates, taking into account the vertical earthquake load, using the overstrength factor and the renewal of the local site classes are the most important factors affecting this situation. Keywords: 2007 Turkish Seismic Code, 2018 Turkish Building Seismic Code, earthquake load calculations, design of reinforced concrete buildings, earthquake hazard map.