Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 27(6), 703-710, 2021 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 703 Orta yükseklikteki betonarme binalarda çekiçlemenin deplasman talepleri üzerindeki etkileri Effects of pounding on displacement demands in mid-rise RC buildings Muhammet KAMAL 1* , Mehmet İNEL 2 1,2 İnşaat Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Pamukkale Üniversitesi, Denizli, Türkiye. mkamal@pau.edu.tr, minel@pau.edu.tr Geliş Tarihi/Received: 01.09.2020 Kabul Tarihi/Accepted: 29.01.2021 Düzeltme Tarihi/Revision: 25.01.2021 doi: 10.5505/pajes.2021.58897 Araştırma Makalesi/Research Article Öz Abstract Bu çalışmada, yetersiz derz mesafesine sahip orta yükseklikteki betonarme komşu binaların sismik etkiler altındaki çekiçleme davranışları incelenmiştir. Orta yükseklikteki binaların temsil edilebilmesi için 5, 8, 10, 13 ve 15 katlı betonarme bina modelleri oluşturulmuştur. Bu modellerin doğrusal elastik olmayan davranış özellikleri kolon ve kiriş uçlarına tanımlanan plastik mafsallar ile yansıtılmıştır. Doğrusal olmayan bina modelleri üç boyutlu (3B) kolon- kiriş çerçeve sistemi olarak modellenmiştir. Kelvin birleşim elemanları kullanılarak döşemeden döşemeye bağlanan ikili bina modelleri türetilmiştir. Kat adetleri farklı olan binaların kullanımı ile birlikte toplam 30 adet farklı ikili model oluşturulmuştur. Çarpışmanın görülmediği ikili modellerde 5 m boşluk bırakılırken, çarpışmanın görüldüğü modellerde ise 0 m derz mesafesi seçilmiştir. Bu ikili binalar arasındaki çekiçleme etkilerinin araştırılabilmesi için TBDY-2018 ile uyumlu 22 adet gerçek ivme kaydı seçilerek ölçeklendirilmiştir. Ölçeklendirilen ivme kayıtları 30 adet ikili modele uygulanarak toplam 660 adet zaman tanım alanında dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Analizlerden elde edilen tepe deplasman talepleri, çarpışmalı ve çarpışmasız durumlar için kıyaslanmıştır. Çalışma sonucunda, komşu binaların çarpışması sonucu yapı taleplerinde ciddi değişimler görülmüştür. Komşu binaların periyot oranlarına bağlı olarak çekiçleme etkisi ile değişen yapı talepleri için deplasman büyütme faktörleri (β) önerilmiştir. In this study, the effects of pounding on seismic behavior of mid-rise reinforced concrete (RC) adjacent buildings with insufficient separation distance were investigated. 5, 8, 10, 13 and 15-storey RC building models were created to represent mid-rise buildings. The nonlinear behavior properties of these models are reflected by plastic hinges defined at the column and beam ends. The buildings are modeled as a three dimensional (3D) column-beam frame system. Adjacent building models are derived, which are connected from floor to floor level using Kelvin contact elements. Total of 30 different adjacent building models were created with the use of buildings having different number of floors. The “0” m gaps reflect inadequate separation distance between adjacent buildings while the “5” m gap is used for the reference building without collision. In order to investigate the pounding effects between adjacent buildings, 22 real acceleration records compatible with TBEC-2018 were selected and scaled. Total of 660 3D nonlinear time history analyses were carried out and the roof displacement demands obtained from these analyses were compared for collision and without collision cases The outcomes of this study show that significant changes may occur in the building displacement demands due to the collision of the mid-rise RC neighboring buildings with insufficient seismic gap. Based on the findings obtained on significant number of adjacent building pairs with different period ratios, the displacement amplification factors (β) are proposed for the mid-rise RC buildings. Anahtar kelimeler: Orta yükseklikteki betonarme binalar, Çekiçleme, Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz, Dinamik analiz, Deplasman büyütme faktörü. Keywords: Mid-Rise RC buildings, Pounding, Nonlinear time history analysis, Dynamic analysis, Displacement amplification factor. 1 Giriş Kent nüfusunun yoğun olduğu metropol şehirlerde, ekonomik ve mimari nedenlerden dolayı yetersiz derz mesafesi ile inşa edilmiş orta katlı birçok bina mevcuttur. Farklı dinamik karakterlere (kat kütleleri ve yapısal rijitlikleri vb.) sahip komşu binaların deprem anında çarpışmaları sonucunda performans düzeyleri ciddi şekilde etkilenebilmektedir. Çekiçleme etkisi olarak da adlandırılan bu yapısal düzensizliğin, geçmişte kuvvetli depremler karşısında ağır yapısal hasarlara veya toptan göçmelere neden olduğu görülmüştür [1]-[5]. Mexico depremi (1985) sonrasında binaların yaklaşık %15’nin ağır hasar aldığı veya göçtüğü raporlanırken, yapısal hasarların %20-30’unda çekiçleme etkisinin rolünün olduğu belirtilmiştir [6]-[8]. Simav depreminden sonra İnel ve diğerleri tarafından yapılan saha gözlemleri ile sıralı komşu binaların çarpışması sonucu kalıcı hasarların meydana geldiği gözlenmiştir [9],[10]. * Yazışılan yazar/Corresponding author Komşu binaların kat yüksekliklerinin, bina ağırlıklarının, rijitliklerinin veya bina yüksekliklerinin farklı olmasından dolayı, bitişik nizam olarak inşa edilen yapılarda çarpışmalar görülebilir. Bu çarpışmaların aslında, yapıların periyot değerlerinin birbirinden uzaklaşması ile meydana geldiği belirtilmektedir [11]-[13]. Kalabalık şehirlerdeki orta katlı binalar, arsa maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle bitişik nizam veya yetersiz derz mesafesi ile inşa edilmiştir. Buna örnek olarak Eskişehir ilinde yapılan istatistiksel çalışmaya göre; bitişik binaların sadece %36’sının birbirinden yeterli derz mesafesi ile ayrıldığı gözlenmiştir [14]. Dolayısıyla, konut stokumuzun büyük bir kısmının kuvvetli yer hareketleri karşısında çarpışma olasılığı yüksektir. Yetersiz derz mesafesinin bırakıldığı komşu binalarda, sismik tehlikelerin hafifletilmesi ve çekiçlemenin bina davranışı üzerindeki etkilerinin gerçekçi bir yaklaşım ile belirlenmesi büyük önem taşımaktadır.