Yeterli Dayanıma Sahip Olmayan Betonarme Binaların Çapraz Çelik Profiller Kullanılarak Güçlendirilmesi

Abstract

Türkiye Cumhuriyeti Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı'na göre, Türkiye'deki toplam 19,5 milyon binadan sadece 5 milyonu depreme dayanıklıdır. Yedi milyon bina acil olarak güçlendirilmeli veya yıkılmalıdır. Yeterli dayanıma sahip olmayan binaların hepsini yıkıp yeniden inşa etmek mümkün gözükmemektedir. Güçlendirme süreci birçok komplikasyon içerir. En önemli komplikasyonlardan biri, güçlendirme çalışmaları yapılan binalarda oturanların tahliye edilmesidir. Mevcut betonarme binaların dıştan çelik çapraz yöntemi ile güçlendirilmesi, daha hızlı, daha ucuz ve bu binalarda yaşayan, çalışan veya kullananları etkilemeden yapılabilmesi nedeniyle dünya çapında popüler hale gelmektedir. Bu araştırmanın amacı, mevcut betonarme binalar için dıştan çelik çaprazlar kullanılarak güçlendirme yönteminin verimliliğini değerlendirmektir. Bu çalışmada 3, 6, 9 ve 12 katlı dört betonarme bina model analitik olarak incelenmiştir. Kullanılan betonarme bina modelleri, tasarım kodlarına göre yeterli dayanıma sahip olmayan binalar olarak tasarlanmıştır. Yeterli dayanıma sahip olmayan bina modellerinin performansları, Eşdeğer Statik Deprem Yükü, İtme Analizi ve Zaman Tanım Alanında Deprem Yer Hareketi Analizi olmak üzere üç farklı yöntemle değerlendirilmiştir. Bu binalar daha sonra dıştan çelik çaprazlarla güçlendirilmiş ve performansları aynı üç yöntemle değerlendirilmiştir. Sonuçlara göre, tüm betonarme bina modellerinin ters V konfigüre edilmiş dış çelik destek sistemi kullanılarak etkin bir şekilde güçlendirilebileceğini anlaşılmıştır. 9 kata kadar olan betonarme binaların ise X konfigürasyonlu çelik çaprazlama sistemi ile etkin bir şekilde güçlendirilebileceği sonucuna ulaşılmıştır. Binanın her iki yanında birer çelik çerçeveye sahip olan sistemin, maliyet açısından en uygun güçlendirme sistem olduğu görülmüştür.Based on Ministry of Environment and Urbanization of Turkey, there are 5 million earthquake resistant apartments out of a total of 19,5 million apartments in Turkey. Seven million apartments need urgent action for a strengthening solution or shall be demolished immediately. It is not possible to demolish and rebuild all these deficient structures. Strengthening them includes many complications. One of the most important complications is the replacement of the occupants from the deficient buildings during the construction process. Strengthening of existing reinforced concrete structures using external steel braces method is getting popular worldwide since it may be performed faster, cheaper and without impacting the inhabitants who live in these structures. The purpose of this research is to determine the effectiveness of external strengthening using steel braces for existing reinforced concrete buildings. Four building models having number of stories 3, 6, 9, and 12 were analytically investigated. These building models were designed as deficient buildings according to Turkish design codes. The performances of the deficient building models were evaluated using three different methods, Equivalent Static Earthquake Load, Pushover Analysis, and Time History Analysis. These deficient buildings were strengthened using external steel braces and the performances were evaluated using these methods. The results indicated all building models can effectively be strengthened using inverted-V configured external steel bracing system. Buildings up to 9 stories can be effectively strengthened using X configured steel bracing system. The most cost-effective strengthening system was the one having one steel frame on each side of the building.