Search

Buçalışmada çok katlı betonarme çerçevelerde “Moment Büyütme” yöntemi ile eldeedilen sonuçlar II. mertebe sonuçları ile karşılaştırılmış ve doğrulukmertebeleri irdelenmiştir. Seçilen tipik çerçevelerin narin kolonlarında momentbüyütme yöntemi ile elde edilen tasarım momentleri II. mertebe hesaplarısonunda bulunanlar ile karşılaştırılmış ve hata oranlarının pozitif (güvenli)yönde ve oldukça yüksek olduğu görülmüştür. Bu sakıncayı gidermek amacı ile biryöntem geliştirilmiş ve tipik çerçevelere uygulanarak sonuçlar irdelenmiştir.II. mertebe etkilerinin yatay fiktif yükler ile temsil edildiği bu yöntemdetipik çerçeveler için ortalama hata ± % 4.6 olmaktadır. Geliştirilen yönteminpratik uygulamalarda başarı ile kullanılabileceği sonucuna varılmıştır., Inthis study, the results of “Moment Magnification” method provided are comparedwith those obtained by applying second order theory and the order of accuracyis examined. The bending moments of slender columns of chosen typical framesare obtained by applying moment magnification method and compared with thosefound by the second order theory. The error ranges are found to be quite highin positive (safe) direction. In order to resolve this drawback a method isdeveloped and applied to typical frames. In this method second order effectsare represented by fictitious loads. Average error order is found to be ± 4.6 %when this method is applied to typical frames. It is concluded that this methodcan be used successfully in practical applications.

The purpose of this study is to investigate the seismic performance of a specific type structural system that is utilized for almost all of the new residential buildings currently constructed as part of the Istanbul Urban Transformation Project. The structural system under consideration is comprised of lateral and gravity system elements, namely columns and shear walls, that are connected by ribbed slabs and shallow flat beams placed within the slabs. Firstly, a representative building of the new stock of buildings is selected, and the structural members are proportioned and detailed according to the current Turkish structural and seismic codes. Then, the seismic performance of the building is investigated. The results handled in this study reveal that these type of buildings cannot satisfy the earthquake safety requirements defined in actual Turkish Seismic Code, Bu çalışmada, İstanbul’da başlayan ve sürmekte olan kentsel dönüşüm projesi kapsamında inşa edilen konut türü binaların hemen hemen tümünde kullanılan taşıyıcı sistem modelinin deprem performansının araştırılması amaçlanmıştır. Bahsedilen taşıyıcı sistem modelinde, kolon ve perdelerden oluşan düşey ve yatay yük taşıyıcı elemanlar, dişli döşemeler ve bu döşemeler içinde teşkil edilen yassı kirişler ile birbirine bağlanmaktadır. Bu tür binaları temsil edecek şekilde seçilmiş orta yükseklikte bir betonarme bina güncel yönetmeliklere göre boyutlandırılmıştır. Daha sonra bu binanın deprem performansı araştırılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar bu tür binaların yeterli deprem güvenliğini sağlamadığı yönündedir

Yapı tasarımı ile ilgili çeşitli yönetmeliklerde, çerçeve kolonlarının burkulma boylarının hesabı için, basitleştirilmiş formül, abak veya nomogramlar verilmiştir. Bu basitleştirilmiş yaklaşımların bazı durumlarda oldukça hatalı sonuçlar verebildikleri gözlenmektedir. Bu hatalar yönetmelik yaklaşımlarının sadece yerel rijitlik dağılımlarını göz önüne almalarından ve çerçeve genel davranışını ihmal etmelerinden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada, ötelemesi önlenmiş çok katlı yapılarda çerçeve kolonlarının burkulma boylarını yaklaşık olarak tayin etmek amacıyla basitleştirilmiş bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemde yönetmeliklerden elde edilen katsayılar kullanılmakta ve basit bir ortalama hesabı ile, % 10’dan az yani pratik amaçlar için yeterli sayılabilecek oranda hatalı sonuçlar elde edilmektedir. Önerilen yöntem çeşitli sayısal örneklere uygulanmış ve tüm hataların kabul edilebilir oldukları gösterilmiştir.

ÖZET Bu çalışmada, betonarme yapı sistemlerinde ikinci mertebe limit yükün hesabı ve göçme güvenliğinin belirlenmesi için bir yük artımı yöntemi geliştirilmiştir. Altı bölüm halinde sunulan çalışmanın birinci bölümünde konunun tanıtılması, konu ile ilgili çalışmaların gözden geçirilmesi, çalışmanın amacı ve kapsamı yer almaktadır. İkinci bölüm, betonarme çubukların elastoplastik davranışına ayrılmıştır. Bu bölümde ilk olarak, çeşitli iç kuvvetler etkisindeki betonarme çubuk elemanların iç kuvvet- şekil değiştirme bağıntılarının ve taşıma güçlerinin tayini hakkında bilgi verilmiştir. Daha sonra, bu çalışma kapsamı içinde, iç kuvvet-şekildeğiştirme bağıntılarının ve bileşik iç kuvvet durumuna ait taşıma güçlerini ifade eden akma koşullarının nasıl idealleştirilebileceği açıklanmıştır. Üçüncü bölümde, betonarme uzay çubuk sistemlerde ikinci mertebe limit yükün hesabı ve göçme güvenliğinin belirlenmesi amacıyla geliştirilen yük artımı yönteminin dayandığı varsayımlar, yöntemin esasları, formülasyonu ve yöntemin uygulanmasında izlenen yol açıklanmıştır. Yöntemde, düşey işletme yüklerinin bu yükler için öngörülen güvenlik katsayısı ile çarpımından oluşan belirli değerleri altında, aralarındaki oran sabit kalacak şekilde artan yatay yüklere göre hesap yapılmaktadır. Düşey yükler belirli olduğundan, büyük ölçüde denge denklemlerine bağlı olan normal kuvvetler başlangıçta kolaylıkla tahmin edilebilmekte; böylece geometri değişimlerinin denge denklemlerine etkisi lineerleştirilmektedir. Bileşik iç kuvvet durumuna ait akma koşullan lineer bölgelerden oluşacak şekilde idealleştirildiklerinden, iç kuvvet durumunun akma yüzeyi üzerinde kaldığım ifade eden akma koşulu denklemleri de lineer denklemlere dönüşmektedir. Böylece her plastik kesitin meydana geldiği yük parametresi ardışık yaklaşıma gerek kalmadan doğrudan doğruya hesaplanmaktadır. Bu bölümde ayrıca, döşemeleri kendi düzlemleri içinde sonsuz rijit olan çok katlı yapılarda ve büyük yapı sistemlerinde, yöntemin etkin kullanımım sağlayan bir matematik formülasyon önerilmiştir. Dördüncü bölümde, yöntemin sayısal uygulamaları için hazırlanan ve FORTRAN dilinde kodlanan bilgisayar programlan hakkında bilgi verilmektedir. Beşinci bölüm, geliştirilen bilgisayar programlarından yararlanılarak çözülen örneklere ve bu örneklerin sonuçlarının tartışılmasına ayrılmıştır. Altıncı bölümde, bu çalışmada elde edilen sonuçlar açıklanmıştır. Çalışmanın Ek A bölümünde çubuk rijitlik ve dönüştürme matrisleri, Ek B bölümünde ise plastik şekil değiştirme bileşenlerinin birim değerlerinden oluşan uç kuvvetleri matrisleri verilmektedir. XVI A METHOD OF LOAD INCREMENTS FOR THE DETERMINATION OF SECOND-ORDER LIMIT LOAD AND COLLAPSE SAFETY OF REINFORCED CONCRETE FRAMED STRUCTURES SUMMARY The use of elastic-plastic analysis and design methods, which consider the non-linear behavior of reinforced concrete as well as the non-linearity caused by geometrical changes, may result in both more realistic and more economical solutions. Furthermore, the collapse safety of existing reinforced concrete structures can be examined accurately by the use of these methods. In this study a method of load increments is developed for the determination of second-order limit load and collapse safety of reinforced concrete framed structures subjected to factored constant gravity loads and proportionally increasing lateral loads. The thesis consists of six chapters. In the first chapter, after introducing the subject, the results of a literature survey is given and the scope and objectives of the study are explained. The aim of this study is to develop a load increments method for the non-linear analysis of reinforced concrete structural systems. The non-linearities due to both elastic-plastic behavior of reinforced concrete and geometrical changes are considered. The method is independent of the characteristics of the structural system and can be applied to all reinforced concrete space structures under certain assumptions and limitations made throughout the study. The second chapter outlines to the detailed investigation of the non-linear behavior of reinforced concrete members. The investigation covers the real internal force- deformation relationships, the yield (failure) conditions and the idealization of non linear behavior. This investigation is based on three basic assumptions made for reinforced concrete, such as a- plane sections remain plane after bending, b- full bond exists between concrete and reinforcing steel, c- tensile strength of concrete is negligible after cracking. XVllThe non-linear behavior of reinforced concrete frame elements under biaxial bending combined with axial force is idealized by ideal elastic-plastic internal force- deformation relationship. This idealization corresponds to the plastic section hypothesis. When the state of internal forces at a critical section reaches the ultimate value defined by the yield (failure) condition, plastic deformation occurs. The plastic deformations are limited to the rotational capacity. The rotational capacity may be expressed in terms of the length of plastic region and the ultimate plastic curvature. In this study, the yield surface for reinforced concrete elements subjected to biaxial bending combined with axial force, is approximated as being composed of 24 planes. Similarly, the ideal elastic-plastic behavior is also assumed for reinforced concrete sections subjected to torsional moment. In the third chapter, the assumptions, the basic principles and mathematical formulation of the method are presented and the proposed analysis procedure is explained. The following assumptions and limitations are imposed throughout the study. a-The internal force-deformation relationships for reinforced concrete frame elements under both biaxial bending combined with axial force and torsional moment are assumed to be ideal elastic-plastic. b-Non-linear deformations are assumed to be accumulated at plastic sections while the remaining part of structure behaves linearly elastic. This assumption is the extension of classical plastic hinge hypothesis which is limited to planar elements subjected to simple bending. c- Yield (failure) conditions may be expressed in terms of bending moments, axial force and torsional moment. The effect of shear forces on the yield conditions is neglected. Furthermore, it is considered that the yield conditions for biaxial bending with axial force and torsional moment may be expressed independently. The non-linear yield condition for biaxial bending combined with axial force can be approximated by linear regions. d-The plastic deformation vector for the case of biaxial bending combined with axial force is assumed to be normal to the yield surface. e-The second order theory may be applied to the analysis of slender structures with high axial forces. In the second order theory, the equilibrium equations are formulated for the deformed configuration while the effect of geometrical changes on the compatibility equations is ignored. XVUlf-The second-order effects caused by torsional displacements are not taken into account. Hence, only the second-order effects due to the geometrical changes within the principal planes of members are considered. g-Changes in the direction of loads due to deflections are assumed to be negligible. h-The structure is composed of straight prismatic members with constant axial forces. The members which do not meet these requirements can be divided into smaller straight and prismatic segments with constant axial forces. i-Distributed loads may be approximated by sufficient number of statically equivalent concentrated loads. In the load increments method developed in this study, the structure is analyzed under factored constant gravity loads and proportionally increasing lateral loads. Thus, at the end of the analysis, the factor of safety against lateral earthquake or wind loads is determined under the anticipated safety factor for gravity loads. When the gravity loads are known, the member axial forces can be easily estimated through equilibrium equations. Thus, the second-order effects are linearized by calculating the elements of stiffness and loading matrices for the estimated axial forces. If the member axial forces obtained at the end of the analysis are quite different that the estimated values, the analysis is repeated. However, in most practical cases such a repetition is not required. In the proposed method, the structure is analyzed for successive lateral load increments. At the end of each load increment, the state of internal forces at a certain critical section reaches the limit state defined by the yield condition, i.e., a plastic section forms. Since the yield vector is assumed to be normal to the yield curve, the plastic deformation components may be represented by a single plastic deformation parameter which is introduced as a new unknown for the next load increment. Besides, an equation is added to the system of equations to express the incremental yield condition. This equation is linear, because the yield surface is approximated to be composed of linear regions. Since the system of equations corresponding to the previous load increment has already been solved, the solution for the current load increment is obtained by the elimination of the new unknown. In the second-order elastic-plastic theory, the structure generally collapses at the second-order limit load due to the lack of stability. This situation is checked by testing the determinant value of the extended system of equations. If the magnitude of determinant is less than or equal to zero, then the second-order limit load is reached. Hence, the computational procedure is terminated. XIXIn some cases, the structure may be considered as being collapsed due to large deflections, excessive plastic rotations, large cracks or failure of critical sections. The analysis method developed herein allows for the detection of collapse load caused by these reasons. The generalized yield condition for a reinforced concrete space frame element may be written as, K(Mx,My,Mz,N,Tx,Tz) = 0 where K is a non-linear function of internal forces, Mx and Mz are bending moments, My is torsional moment, N is axial force and Tx, Tz are shear forces. Neglecting the effect of shear forces, this condition becomes K(Mx,My,Mz,N) = 0 Considering that the total longitudinal reinforcement may be divided into two parts, such as flexural and torsional reinforcements, the interaction between flexure and torsion can be ignored. Thus, the yield conditions become K1(Mx,Mz,N) = 0 and K2(My) = My-Myp=0 where Kj is a non-linear function of bending moments and axial force and Myp is the torsional plastic moment. Under increasing loads, when internal forces reach the ultimate values defined by the above yield conditions, plastic deformations occur. The state of internal force is not allowed to violate the yield conditions. For the case of biaxial bending combined with axial force, this property is stated as dKi = ^J-dMx + ^-dMz +^-dN = 0 ' 3MX * dMz 2 dN TIK tiK t$K where - - -,^r-L,-r- '- denote the partial derivations of function Kj(Mx,Mz,N) dMx dMz dN with respect to Mx, Mz andN. XXThe plastic deformations which develop at plastic sections are defined by the yield vector d(x,z,A) in which x, §z and N are the plastic deformation components in the directions of Mx, Mz and A, respectively. Since the yield vector is assumed to be normal to the yield surface, the plastic deformation components may be expressed in terms of a single parameter, as in the following,, oK,,, oK,.,oK, *?-?»£ ?*?-?*£ -A=f» The parameter 0 is called as plastic deformation parameter. In order to linearize the structural behavior the yield surface is approximated by K,(MX,MX,N) = A1Mx + A2Mz + A3N+B = 0 where A,,A2,A3 and B are constants which depend on the material and cross-sectional characteristic and the amount and distribution reinforcement. According to this approximation, the plastic deformation components become *.-*%-#.. *.-!£-«.. *-?§-`. At each step of the proposed method, a structural system with several plastic sections is analyzed for a lateral load increment. In the mathematical formulation of the method, two groups of unknowns are considered, such as a- nodal displacement components, b- plastic deformation parameters at plastic sections. The equations are also considered in two groups. a-The equilibrium equations of nodes in the directions of nodal displacement components. These equations may be written in matrix form as where, XXI[Sjj] : system stiffness matrix obtained by omitting the plastic sections, /d/ : unknown nodal displacements vector, [S^] : a matrix which represents the effects of imposed unit plastic deformations on the equilibrium equations, [$] : unknown plastic deformation parameters vector, [P`] : vector of fixed-end forces due to member external loads, [] : vector of nodal external loads. b-The incremental yield conditions of plastic sections. These equations may also be written in matrix form as [^]M+[5#]M+[pJ=[o] where, [SqA : a matrix which represents the effects of nodal displacements on the incremental yield conditions. It can be proved by the Betti ' s reciprocal theorem that, as long as the yield vector is normal to the yield surface, the matrix [S^/ is equal to the transpose of matrix [Sjf]. [Stf,] : a square matrix which represents the effect of imposed unit plastic deformations on the incremental yield conditions. [j%/ '? a column matrix which represents the change in the state of internal forces at the plastic section due to member external loads. Combining the incremental yield conditions with the equilibrium equations, the extended system of linear equations for a structural system with n nodes and m plastic sections becomes where the order of matrices is 6n+m. XXllIn this study, an incremental procedure for the second-order elastic-plastic analysis of reinforced concrete structures is developed. Using this procedure, the behavior of structural system is studied, starting from the initial state, until the second-order limit load or collapse load is reached. The computational procedure consist of the following steps. 1 -Determine the factored gravity loads by increasing the working gravity loads by an anticipated load factor. 2-Estimate the member axial forces produced by the factored gravity loads. 3-Perform the second-order analysis for factored gravity loads. If any plastic section is detected, follow the incremental procedure given by steps 5 through 9 until the factored gravity load level is attained. 4-AppIy a unit lateral load increment to the structure and perform the second-order analysis. 5-Compute the minimum load parameter at which a plastic section forms. This is accomplished by checking the state of internal forces for each of the potential plastic section locations in the structure. 6-After the formation of a plastic section, determine the extended system of linear equations by introducing the plastic deformation parameter as a new unknown. 7-Check for instability by testing the determinant of the extended stiffness matrix. If the magnitude of determinant is less than or equal to zero, then the second-order limit load is reached. Hence, the computational procedure is terminated. 8-Solve the extended system of linear equations and determine the unknowns caused by the current load increment. Then calculate the total displacements, plastic deformations and internal forces. 9-Check for the collapse load by comparing a-the critical displacements with the anticipated limiting values, b-the plastic rotations and twisting angles with the plastic rotation and twisting angle capacities, c-the shear forces with the shear capacities. If the limiting values are exceeded then the collapse load is reached. 10-Repeat steps 5 through 9 until the second-order limit load is reached. A successive approximations procedure may be applied to structures having substantial torsional moments. In the first step of this procedure, the analysis is performed without considering torsional hinges. If any sections in which the torsional XXUImoment exceeds the torsional plastic moment are detected, the analysis is repeated considering those sections as potential torsion hinges. When the torsion hinges found at the end of the analysis is same as the estimated ones, the calculation is terminated. The following algorithms are developed for the effective application of the method to the second-order elastic-plastic analysis of large reinforced concrete structures. a-In many building structures the floor slabs can be assumed to be infinitely rigid then- own planes. For those structures, the in-plane displacement components at nodes located in the rigid planes may be expressed in terms of the displacements components of a selected reference node. Thus, the number of unknowns are reduced substantially. b-In order to reduce the required memory and computation time, the equilibrium equations and incremental yield conditions are assembled in two separate matrices. The non-zero elements of matrix [S^] are stored in a rectangular matrix, while matrices [SrfJ and [S^] form another matrix. Then, the Gauss elimination procedure is applied to these matrices separately. In the course of this study, three computer programs such as a-BEKE-3 (constitution of internal force-deformation relationships and yield conditions for reinforced concrete members) b-PARCS (second-order elastic-plastic analysis of reinforced concrete space structures) c-CHECK (determination of plastic rotation capacities and comparison of the calculated plastic deformations with these limiting values) have been developed and coded in FORTRAN 77 programming language. These programs are executed in a batch program structure. In the fourth chapter, the structure, coverage, limits of application, input and output data of these computer programs are explained. Three numerical examples are given in the fifth chapter. In these examples, the non linear behavior and collapse safety of several reinforced concrete structural systems which have been designed in accordance with Turkish reinforced concrete standard and seismic code, are examined in detail. In example one, a single -bay, single-story plane frame which represents the bottom story of a six-story frame is chosen to illustrate the numerical application of the proposed analysis procedure. XXIVThe second-order elastic-plastic analyses of a six-story space frame and a twelve-story space frame with a core wall have been performed in examples two and three, respectively. In these examples, first- and second-order limit loads, collapse loads, lateral load-displacement relationships and plastic section patterns are given and discussed. The sixth chapter covers the conclusions. The basic features of the load increments method developed in the study, the evaluation of numerical investigations and the possible future extensions of the method are presented in this chapter. XXV 144

Asya, Avrupa ve Afrika kıtaları arasında, Avrasya levhasında bulunan ülkemiz, kıta ve levhaların hareketleri sebebiyle oluşan depremler ile zaman zaman karşı karşıya kalmaktadır. Kentleşmenin hızla arttığı ülkemizde mevcut yapı stoğunun önemli bir kısmı oluşabilecek büyük depremler için yetersiz durumdadır.Sanayi, teknoloji, bilim, kültür ve sanat çalışmalarının önemli bir kısmı büyük kentlerde yapılan ülkemizde, şiddeti yüksek bir olası deprem sosyal ve ekonomik yaşamı sona erdirecektir. Üretimin durma noktasına geleceği için eski duruma dönüş ve toparlanma süreci epey uzun olacaktır. Bu durumlar ile karşılaşılmaması için olası deprem için önemler alınmalıdır. Özellikle üretimin gerçekleştiği yapılar, deprem sonrası faaliyetlerine kısa sürede başlaması gerekmektedir.Şiddeti yüksek oluşan depremin hemen sonrasında krizin yönetilebilmesi ve kaosa dönüşmemesi için bazı yapılar çok kritiktir. Bunlar hastane yapıları, iletişim merkezleri, veri merkezleri, şehirler arası ulaşımda önemli terminal ve havaalanları kriz yönetimi için kritik yapılardır. Depremde bu yapıların hasar görmemesi veya hızlı onarılabilecek şekilde yapılmalıdır.Bu tez çalışması kapsamında, mevcut yapıların Türkiye Bina ve Deprem Yönetmeliği kapsamında deprem güvenliklerinin nasıl değerlendirildiği incelenmiş, örnek bir yapı üzerinde mevcut durumun, geleneksel ve deprem taban yalıtımı kullanılarak güçlendirme olmak üzere iki farklı metot kullanılarak yapılan güçlendirme durumlarının deprem güvenlikleri incelenmiştir. Bu yöntemler teknik olarak karşılaştırılmıştır. Ayrıca bu yöntemler ile güçlendirme yapılması durumunda yaklaşık olarak güçlendirme maliyetleri hesaplanmıştır. Hesaplanan bu yaklaşık güçlendirme maliyeti, yapıyı yeniden yapımı yaklaşık maliyeti ile kıyaslanmış ve sonuçlar yorumlanmıştır.Yapının mevcut durumunun deprem güvenliğinin araştırılması, geleneksel ve taban yalıtımı ile güçlendirilmesi durumlarının deprem güvenliğinin incelenmesi için ETABS 2018 analiz programından yararlanılmıştır. Program haricinde yapılan değerlendirilmeler ile analiz sonuçlarındaki tutarsızlıklar önlenmiştir.Bu tezin ilk bölümünde, tezin giriş kısmı, tezin amacı ve literatür çalışmaları bulunmaktadır. İkinci kısımda TBDY 2018 kapsamında mevcut yapının değerlendirilme koşullarından bahsedilmiştir. Hasar sınır durumları anlatılmış, mevcut yapının değerlendirilme koşullarından bahsedilmiştir. Geleneksel yöntem ve deprem taban yalıtımı kullanılarak yapılan güçlendirme yöntemi yönetmelik kapsamında anlatılmıştır. Bu yapılan güçlendirme yöntemlerine örnekler verilmiştir.Üçüncü bölümde, örnek olarak kullanılacak mevcut bir betonarme yapı tanıtılmış, ikinci bölümde anlatılan değerlendirme koşullarına uyularak, mevcut yapının deprem güvenliği belirlenmiştir. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yapılmıştır. Bu analiz yönteminde kullanılacak depremlerin nasıl seçildiği anlatılmıştır. Tüm taşıyıcı elemanların mevcut durumdaki deprem güvelik durumları tablolar halinde verilmiştir. Sonuçlar değerlendirilmiştir.Dördüncü bölümde, ilk olarak geleneksel yöntem ile mevcut yapı güçlendirilmiştir. Bu yapıya kolon mantolaması ve perde ilavesi yapılmıştır. Bölüm 3'te tanımlanan depremler ile zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yapılmıştır. Geleneksel olarak güçlendirilmiş yapının mevcut taşıyıcı elemanları, yeni ilave elemanları hasar durumları tablolar yardımı ile gösterilmiştir. Daha sonra mevcut yapıya deprem taban yalıtımı ilavesi yapılmıştır. Bu yalıtım birimleri zemin kat kolonları kesilerek tavan döşemesinin altına konulmuştur. Deprem yalıtımı birimleri için kapasite ve performans değerlendirmesi yapılmıştır. Yapının yalıtım birimi haricindeki mevcut taşıyıcı elemanlarının güçlendirme sonrası hasar durumu tablolar ile gösterilmiştir. İki farklı durum için sonuçlar değerlendirilmiştir.Son bölümde 4. Bölümde kullanılan yöntemler ile güçlendirilmiş yapının yaklaşık maliyet analizi yapılmıştır. Birim fiyatlar kullanılmıştır. Yeniden yapım ve iki farklı güçlendirme yöntemi, fayda ve maliyet açısından değerlendirilmiştir. Our country, located on the Eurasian plate between the continents of Asia, Europe, and Africa, is faced with earthquakes caused by the movements of the continents and plates from time to time. In our country, the urbanization is increasing rapidly, an important part of the existing building stock is inadequate for large earthquakes that may occur. In Turkey, a significant part of the industry, technology, science, culture, and art studies are carried out in large cities and metropolis. An earthquake with high intensity will end social and economic life in our country. Since production will come to a halt, the process of recovery and restoration will take a quite long time after the earthquake disaster. To avoid these situations, some precautions have to be taken for a possible earthquake. Especially the buildings where the production takes place should start their activities as soon as possible after the earthquake. Some systems are very vital, so one can help to manage the crisis and prevent the crisis from turning into a chaotic situation after a high-intensity earthquake. These are medical institution structures, data centers which help to communicate between people, terminals, and airports are essential systems for crisis management. In an earthquake situation, the essential structures shouldn't damage the structural systems. It can occur some crack which easily repairs mostly. They should be immediately available.As a topic of this thesis, it is examined that the analysis of the seismic safety of the sample present building below Turkey Buildings and Earthquake Regulation. Besides, the existing structure was strengthened using two different structural strengthening methods; Traditional method and Seismic base isolation method. It is compared the traditional method with seismic base isolation at one existing structure about effects on structural systems. Besides, in the case of building strengthening with these methods, it is calculated approximately strengthening cost and the price which has been calculated compared with the rebuilding approximately cost.Etabs 2018 analysis program was used to investigate the earthquake safety of the current state of the building, and to investigate the earthquake safety of the building which is strengthened by the traditional method and seismic base isolation method. The unpredictable mistake consequences of computer analysis were prevented by evaluations made outside the analysis program.In the first part of this thesis, there is the introduction part of the thesis, the purpose of the thesis, and the literature studies.In the second part, the conditions of evaluation of the existing structure are mentioned at intervals the scope of TBDY 2018. The boundary of harm is explained and conditions for evaluating the existing building are mentioned. The traditional method and also the strengthening method of seismic base isolation are described within the scope of the regulation. Finally, it's providing some samples of these strengthening strategies application are shown.In the third section, an existing reinforced concrete structure used as an example is introduced, and the earthquake safety of the existing building is determined by plastic deformation which described in the second section. A nonlinear time history analysis was performed. Which earthquakes selected to be used in this analysis method is explained. The current performance safety status for all structural elements are given in tables. The results were evaluated.In the fourth section, the existing structure was strengthened by the traditional method. Column sections are enlarged with new reinforced concrete and new shear walls were added to this structure. For performance analysis of traditional strengthened building used a nonlinear analysis method called by Time History method. For the time history analysis, it was used earthquake records which they defined Chapter 3. Damage states of existing enlarged columns, beams, shear wall, and added shear wall elements of the traditionally reinforced structure are shown with the help of tables. Furthermore, another strengthening method that is used as the friction pendulum seismic base isolation system. The isolation units have added at the bottom of the first floor. There are three main subjects for strengthening a reinforced concrete building analysis. These are upper band, lower band, and isolation units band. When it is calculated the subjects, it has generated different analysis models for each of them. Firstly, capacity and performance manual evaluations were made for earthquake isolation units. For isolation units, they have checked the displacement controls using DD-1 earthquake records with Etabs 2018. An upper band which is a structural system of up part of the isolation units is controlled by nonlinear time history analysis with DD-2 earthquake records. Each structural element such as column, beam, and shear wall compared to their plastic capacity and shear capacity with some tables. So, the upper band performance checked and saw that had a KK performance level which defines TBDY 2018. The final subject is the lower band. There were only columns under the isolation units. The lower band columns are evaluated with linear analysis theory. For the calculation, it is used base shear load which transferred to the columns. It was shown that the lower band columns are safe with the KK performance level. In conclusion, the use of different strengthening methods of a current reinforced concrete building reached some conclusions.•The period of the current building is decreased with the traditional method on the contrary seismic base isolation system. At the seismic isolation system, the period increased double. •The changing of the period of the building affects the spectral acceleration of Earthquake. Traditionally strengthening building raises the acceleration 0.294 g to 0.882 g. Otherwise, the seismic base isolation system reduces it to 0.157 g. With effective damping, it reduces 0.157 g to 0.11 g.•The displacement of the top floor was 12.5 cm at the current building performance analysis. With the effects of added shear wall and enlarged columns, the displacement at traditionally strengthening building had a half displacement of the before. Considering the base isolation system, it is shown that isolation had a 13 cm displacement capacity at the DD-2 earthquake. The upper band take place 7 mm after the isolation movement. In the last part, it was made that the approximate cost analysis of the structure strengthened by the methods used in the 4th section. Unit prices in Turkey regulations are used for calculating cost analysis. Rebuilding and two different strengthening methods were evaluated in terms of benefit and cost. Although the cost of the isolator and its on-site application seriously will increase the price, alternative advantages shouldn't be unheeded. 142

Sanayi tipi yapılar, spor salonları, hangarlar ve ihtiyaca göre tasarlanan tek katlı çelik yüksek yapılar yerleşim alanlarının gelişmesi, sanayileşmenin artması ve insanların bu alanlardaki ihtyaçlarının artması ile birlikte tercih sebebi olmaya başladı. Bu tip yapılarda yüksekliklerin ve açıklıkların fazla olması tasarımlar sırasında daha dikkatli olunması ve tasarımlarda yeni yöntemler geliştirilmesi gerekliliğini doğurmuştur.Deprem kuşağında bulunan ülkemiz coğrafyasında depreme dayanıklı yapıların önemi de giderek artmaktadır. Güncel yönetmelikler bu yönde geliştirilmektedir. Bu nedenler performans analizini daha önemli kılmaya başlamıştır. Yapının deprem etkisi altında nasıl davranış sergileyeceğini performans analizi sayesinde gerçeğe en yakın olarak inceleyebiliriz. 2007 yılında yönetmelikte yerini alan performans analizi yeni yönetmelikle beraber daha ayrıntılı hale gelmiştir.Bu çalışma kapsamında da iki doğrultusu için farklı çerçeve tipi seçilmiş bir süneklik düzeyi yüksek endüstri yapısı incelenecektir. Bir doğrultusu moment aktaran çerçeve, diğer doğrultusu ise merkezi çelik çaprazlı çerçeve olarak tasarlanmıştır. Öncelikle tüm elemanlar doğrusal davranış gösterecek şekilde tasarlanmıştır. Tasarımlarda Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018, Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik 2018 ve American Institute of Steel Construction 341-16 yönetmelikleri kullanılmıştır. TBDY 2018 yönetmeliğinde bulunmayan bazı tasarım koşulları için AISC 341-16 kullanılmıştır. Tasarımı tamamlanan model üzerinde doğrusal olmayan analizler yapılmıştır. Merkezi çaprazların bulundukları doğrultuda depremi doğrusal olmayan deformasyon göstererek sönümlenmesi hedeflenir. Plastikleşen çaprazlar eksenel yük dayanımlarını büyük bir oranda kaybedeler ve sonuç olarak da çerçevelerin göçme moduna geçmemeleri gerekmektedir. Kolonlarda çarpaz elemanların plastikleşmesinden sonra oluşabilecek ek iç kuvvetler tasarımlarda gözönünde bulundurulmalıdır. Kolonların moment aktaran çerçeve doğrultusunda tutulu boylarının merkezi çelik çaprazlı çerçeve doğrultusuna göre daha fazla olması bu yönü kritik yapabilmektedir ve dikkatle incelenmesi gereken bir durumdur. Sonuçlar değerlendirildiği zaman yapının beklenen davranışı gösterdiği görülmüştür. Yapı modellemesinde SAP2000 programı kullanılmıştır. Tüm tasarımlar ayrıca program dışında da yapılmış olup tutarsız olabilecek sonuçlar engellenmiştir.Çalışma kapsamında ilk olarak giriş bölümü bulunmakta olup çalışma amacı ve kapsamı, literatür araştırmaları bulunmaktadır.İkinci bölümde yapıdaki tüm elemanlar için ayrı ayrı tasarım koşulları anlatılmıştır. Tasarımlarda dikkat edilmesi gereken önemli noktalar bu kısımda belirtilmiştir. Üçüncü kısımda yapı hakkında genel bilgilere yer verilmiştir. Tüm yükleme durumları ve hesaplamaları bu bölümde gösterilmiştir. Yapı hakim periyotları hesabı ve düzensizlik kontrolleri de burada yer almaktadır. Dördüncü bölümde her bir eleman için boyutlandırma hesapları gösterilmiştir. Yine tasarımlar dikkat edilmesi gereken ek koşullar bu bölümde ayrıntılı bir şekilde işlenmiştir. Beşinci bölümde doğrusal olmayan analiz için genel şartlar belirtilmiştir. İvme kayıtlarının seçilmesi, benzeştirilmesi, eleman ve sistem performans hedefleri ve SAP2000 programı için modelin doğrusal olmayan analize uygun hale getirilmesi için ek bilgiler bulunmaktadır. Altıncı bölümde doğrusal olmayan analiz sonuçları grafikler ve tablolar halinde gösterilmiş olup, yönetmeliklerin belirttiği koşullar ile karşılaştırmalar gösterilmiştir.Yedinci son bölümde ise genel sonuçlar işlenmiştir ve öneriler sunulmuştur. Industrial buildings, sports halls, hangars and single-storey high-rise buildings which are made from structural steel designed according to the needs have started to be preferred with the development of residential areas, increasing industrialization and increasing the needs of people in these areas. The building heights and span lengths in these types of structures have led to the necessity of being more careful during the designs and developing new methods in the designs.The importance of earthquake resistant structures in the geography of our country, which is located in the earthquake zone, is gradually increasing. Current specifications are being developed in this direction. These reasons have begun to make performance analysis more important. We can examine how the structure will behave under the effect of earthquakes as close to reality as possible through performance analysis. The performance analysis which was included in the Turkish Earthquake Code in 2007 became more detailed with the new code in 2018.Within the scope of this study, an industrial structure with a high ductility level selected from different frame types will be examined. One direction is designed as a moment-frame and the other direction is designed as a multi-tiered concentrically braced frame (MTCBF). MTCBF is a type of lateral load resisting system in building where a tall and single story is required. A braced frame is subdivided into multiple tiers and the struts located in intersection zones in the plane. In such systems, columns are not braced out of plane in tier levels. Columns, beams, struts and roof compression beams are selected as H profiles. The selected profiles provide high ductility conditions according to Turkish Earthquake Code 2018. The diaphragm feature is provided with profiles placed crosswise on the roof planes. The cross members on the side facades are designed in two rows along the height of the building. Pipe profiles are preferred for the facade cross members and the same sections are preferred for both rows. There are struts placed along the building in a single row between the facade diagonals. The struts are rigidly connected to the columns and the web of sections are rotated in a horizontal direction. The most important reason for the design of struts in this way is to support the columns against torsion at the points where they are connected. No connection detail calculations have been made for any elements within the scope of the study.First of all, all elements are designed to show linear behavior. Turkish Earthquake Code in 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018), Turkish Structural Steel Design Code 2018 (Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik 2018) and the American Institute of Steel Construction 341-16 Specifications are used. AISC 341-16 was used for some design conditions not covered by the TBDY 2018 Code. Nonlinear analyzes were performed on the model whose linear design was completed. The building should achieve the Controlled Damage performance level as the performance target. It is aimed to damp the concentrically braced by showing non-linear deformation of the earthquake in their direction. Plasticized braces lose their axial load strength to a great extent and as a result the frames should not go into collapse mode. Plasticization is not desired in struts placed between concentrically braces. After the axial load strength of the brace members is lost, moment-frames may be formed due to the rigid connection of the struts to the columns. Therefore, the plastic joints that may occur in the strut can transform this direction system into a mechanism. In columns, additional internal forces that may occur after the plasticization of the brace elements must be considered in the designs. The fact that the lengths of the columns retained in the moment-frame direction is higher than that of the braced frame direction can make this aspect critical and is a case that needs to be carefully examined. When the results were evaluated, the structure showed the expected behavior. As a result of the nonlinear time history analysis, the brace elements were the first plastic hinge elements. Plastic joints on columns, beams and struts remain under Limited Damage performance level.Linear and nonlinear analyzes were performed with SAP2000 software. All linear designs are also made out of the program, avoiding inconsistent results. According to TBDY 2018, 22 nonlinear analyzes were performed with 11 acceleration sets. The acceleration records selected for nonlinear analyzes in the time domain were selected according to the conditions specified in the TBDY 2018. Scaling was done using SeismoMatch.In the scope of the study, firstly there is an introduction section and the purpose and scope of the study and literature researches. The importance and details that should be shown in the design of earthquake resistant structures are given in this section. It is explained in this section that only an industrial structure is studied on X type braced frame. In addition, some important studies conducted in this field have been summarized under the title of literature research.In the second part, the design conditions are explained separately for all elements in the structure. Important points to be considered in the design are mentioned in this section.In the third section, general information about the structure is given. Loading combinations and calculations are shown in this section. Calculation of building dominance periods and irregularity checks are also included here. According to TBDY 2018, only A1 torsional irregularity control was performed as structural irregularity control. Horizontal and vertical displacement boundary condition controls are also included in this section.In the fourth section, design steps for each element are shown. Again, additional requirements to be considered designs are detailed in this section.In the fifth chapter, general conditions for nonlinear analysis are given. Additional information is available to select, simulate acceleration registers, element and system performance targets, and to make the model suitable for nonlinear analysis for the SAP2000 program. The system performance target is only available in TBDY 2018 and will be used as a single reference.In the sixth chapter, the results of nonlinear analysis are shown in graphs and tables and the comparisons with the conditions specified by the codes are shown.In the seventh chapter, the results are summarized and evaluated. Turkish Earthquake Code 2018 and Turkish Structural Steel Design Code 2018, which are the current regulations, do not have any design rules for single-storey steel industrial buildings and are inadequate. Work is underway to find out the rules for the design of single-storey steel industrial buildings in the current codes. In this study, X type steel braced frame is focused on. There are various types of braced frame systems including V type and reverse V type. In addition, different results can be obtained by adding crane to the structure. In order to make the current codes more comprehensive, studies on various structures should be encouraged.In the appendix section, the nonlinear results of the elements previously presented as graphs for each element are found in excel tables. 149

Deprem mühendisliği ve performans konusunda bilgi ve gelişmelerin artması,bilgisayar teknolojisinin ilerlemesi ile depreme dayanıklı bina tasarımı ve mevcutbinaların deprem davranışının daha ayrıntılı ve gerçekçi incelenmesi sağlanmıştır.Ülkemizde performans tasarımı kavramı 2007 deprem yönetmeliği ile ortayaçıkmıştır ve mevcut binaların deprem güvenliklerinin belirlenmesi vegüçlendirilmesinde DBYBHY-2007 (Deprem Bölgelerinde Yapılacak BinalarHakkında Yönetmelik) kullanılmaktadır. Bu yönetmeliğe göre depreme dayanıklıbina tasarımı için üç farklı deprem seviyesine göre belirli performans hedefleribelirlenmiştir. Bu hedefler için yapıda belirli kontrollerin yapılması gerekmektedir vebu kontroller için de lineer olmayan yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bugereklilikler için ise büyük ölçüde bilgisayar programları kullanılmaktadır. Buprogramlarda doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler ile analiz yapılmaktadır.Bu çalışmada, İstanbul Teknik Üniversitesi Kampüsü İnşaat Fakültesi L1 - L2 - L3 -L4 Bloklarından Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarı'nın bulunduğu L1Blok'unun deprem güvenliği incelenmiş, belirlenmiş, güçlendirme ve iyileştirmeolarak yapılabilecek çalışmalar araştırılmış ve karşılaştırılmıştır. Yapı 1976 yılındayapılmış olup hesap raporu ve bina paftaları mevcuttur. Elde olan verilerin yanında,yerinde gözlem ve ölçme ile projedeki veriler doğrulanarak ve ulaşılamayan veriler için birtakım kabuller yapılarak binanın matematik modeli oluşturulmuştur.Matematik model oluşturulduktan sonra doğrusal ve doğrusal olmayan analizleryapılmıştır. Yapılacak olan analizler için önce birtakım ön çalışmalar yapılmıştır.Yapılan analizler sonucunda binanın mevcut deprem durumu ve güçlendirilmeihtiyacı belirlenmiş, daha sonra güçlendirme yöntemleri için iki ayrı modeloluşturulmuş ve bu modellerde iki farklı tipte güçlendirme yapılarak en faydalıdurumu oluşturacak güçlendirme yöntemi seçilmiştir. Güçlendirme aşamasına kadarolan çalışmalar ve analizler başka bir tez ile ortak yürütülmüş, güçlendirmemetodlarına karar verilmesinden sonra karar verilen yöntem üzerinden teze devamedilmiştir. Göz önüne alınan tüm etkenler ve yapılan tüm analizler çerçevesindemevcut durum ve güçlendirilmiş durumun karşılaştırılması yapılmıştır. Increased knowledge and developments in earthquake engineering and performancedesign, the progress of computer technology, give chance to examine the earthquakebehaviour of existing buildings in more detailed and realistic ways and earthquakeresistantbuilding design emerged. In our country, the concept of performance designhas emerged with the 2007 Earthquake Specifications and DBYBHY (Specificationfor Buildings to be Built in Seismic Zones) is used in determining the earthquakesafety and strengthening of the existing buildings. According to this specification,specific performance targets are determined according to three different earthquakelevels for earthquake-resistant building design and these performance targets requiremany conditions to be met in the building. For these targets, certain controls need tobe made in the building, and non-linear methods are needed for these controls. Forthese requirements, computer programs are used commonly. In these computerprograms, linear and nonlinear methods are used for analysis.In this study, the earthquake safety of the Istanbul Technical University CampusCivil Engineering Faculty, Structure and Earthquake Laboratory, L1 Block, wasinvestigated and compared in terms of earthquake safety. The building was built in1976 and has an structural design report and static drawings. Using this data, themathematical model of the building was composed. Also on-site observations andexperiments are done to verify the existing data. As well as observations, someassumptions are done for the inaccessible data and the model was formed. After themodel formed, linear and nonlinear analyzes were performed for determination ofearthquake safety. A number of preliminary studies have been done for the analysis.These preliminary studies were made on a frame of the model and then theseanalyzes were applied to the building model. As a result of the analyzes made, theexisting earthquake condition and the need for strengthening of the building weredetermined. Then, two different models were prepared for the strengthening methodsand two different types of strengthening were investigated. The studies and analyzesthat are up to the strengthening stage were carried out in common with anotherthesis. After the strengthening methods were decided, the thesis continued by themethod decided. With all of the factors considered and all analyzes made, thecomparisons of the current situation and the strengthened situation of the building isdone. 219

Ülkemiz dünyanın en etkin deprem kuşaklarından birinin üzerinde bulunmaktadır. Bundan dolayı yaşanan depremler büyük can ve mal kayıplarına yol açmıştır. Son yıllarda yaşanan depremler sonrasında, yeni yapılacak olan binalarda deprem dayanıklılığının sağlanması ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bunun yanında mevcut binaların da deprem hasarlarının belirlenmesi, onarılması veya güçlendirilmesi gerekmektedir. Onarımda amaç önceki durumu geri getirmek iken, güçlendirmede ise amaç önceki durumun üstüne çıkmaktır. Deprem mühendisliği konusunda bilgi ve gelişmelerin artması, bilgisayar teknolojisinin de ilerlemesi ile depreme dayanıklı bina tasarımının ve mevcut binaların deprem davranışının daha ayrıntılı incelenmesine olanak sağlanmış ve performansa dayalı tasarım önem kazanmıştır. Ülkemizde performans tasarımı kavramı ilk olarak 2007 deprem yönetmeliği ile ortaya çıkmıştır.Performans analizinde doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler geliştirilmiştir. Ülkemizde mevcut binaların deprem güvenliklerinin belirlenmesi ve güçlendirilmesinde Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik kullanılmaktadır. Bu yönetmeliğin uygulanmasında ise büyük ölçüde bilgisayar programları kullanılmaktadır. Bu programlarda doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler ile analiz yapılmaktadır.Bu çalışmada İstanbul Teknik Üniversitesi Ayazağa Kampüsü İnşaat Fakültesi L1-L2-L3-L4 Bloklarından Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarının bulunduğu L1 Blok'unun deprem güvenliği incelenmiştir. Ayrıca bu binanın güçlendirilmeye ihtiyacı olup olmadığı nedenleri ile birlikte belirlenmiş, güçlendirme olarak yapılabilecek çalışmalar araştırılmış ve karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre öneriler sunulmuştur. Yapı 1976 yılında yapılmış olup hesap raporu ve bina paftaları mevcuttur. Elde olan bu verilerin ile ulaşılamayan veriler için de birtakım kabuller yapılarak binanın matematik modellemesi SAP2000 programı ile yapılmıştır. Matematik model oluşturulduktan sonra doğrusal ve doğrusal olmayan analizler binanın deprem güvenliğini belirlemek için yapılmıştır. Yapılan doğrusal ve doğrusal olmayan analizler için önce modelin bir çerçevesi üzerinden ön çalışmalar yapılmış ve daha sonra bu analizler bina modelinde tekrarlanmıştır. Yapılan analizler sonucunda binanın mevcut deprem durumu ortak çalışılarak belirlenmiştir. Mevcut durum belirlendikten sonra güçlendirme yöntemleri için iki ayrı model oluşturulup ayrı ayrı incelenniştir. Güçlendirme için seçilen iki öneriden birincisi 1997 yılında bodrum ve zemin kata eklenen karşılıklı U şeklindeki perdelerin 1. normal katta ve en üst kata çelik elemanlar ile devam ettirilerek yapının rijitliğinin arttırılarak güçlendirilmesidir. Diğeri ise yapının kalın ve ağır olan çatı döşemesi kaldırılarak yerine çelik makas çatı sistemi yapılarak yapının ağırlığının azaltılması ile güçlendirilmesidir. Bu modellerde iki farklı tipteki güçlendirmelerin yapıldığında en faydalı durumu oluşturacak güçlendirme yönteminin seçilmesi için öneriler sunulmuştur. Seçim için yardımcı olması amacıyla maliyet analizi yapılmıştır. Bu tez çalışmasında çelik çaprazlar kullanılarak yapının güçlendirilmesi incelenmiştir. Güçlendirmeden sonra yapının durumu incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Mevcut yapı ile güçlendirilmiş yapı karşılaştırılmıştır. Yapının istenilen performans düzeyine ulaşması sağlanmıştır. Our country is located at one of the most effective eartquake line in the world. Because of that, greate loss of life and property was occured after greate earthquakes. These damages are seriously effected people, economy, life standarts and residential. Therefore, new buildings need to ensure earthquake strength, after earthquakes occured at last decades. Also, existing buildings are required determination of earthquake damages, refitment and strengthening. The purpose of refitment is bring back the previous situation. On the other hand, strengthening is purposed to surpass the previous situation. design of earthquake-resistant buildings and behaviour of existing buildings are investigated deeply with increasing informations and improvments about earthquake engineering and the development of computer technology. In this way, performance-based building design has gained importance. Performance-based building design application is more hard than old design method force-based design. When design a building, the strength and durability against external effects of building is examined. Based on force design is applied using external forces. In this way, internal forces calculated with effected external loads. Based on performance design is applied with earthquake effects. Earthquake behaviour is not certain so earthquake effects can not be estimated. The reason of this, we don't know certainly when or where earthquake will occur, we just estimate that. Because of that, calculation of performance-based building design is difficult to determine the earthquake behaviour of a structure.Increasing knowledge and improvments about earthquake engineering needs a document to be appliable. Firstly, performance-based building design concept was mentioned at 2007 seismic code.2007 seismic code suggests linear and nonlinear analysis for performance-based building design. The aim of the nonlinear method is determined, evaluated and compared with limit values capacity of stress and strain. Linear and non-linear methods are developed at performance analysis. Earthquake Code use for determination of the earthquake safety of existing buildings and strengtening in our country. Computer programs are used common for application of this code. This computer programs can analyze linear and non-linear methods. Nonlinear analysis methods are incremental equivalent earthquake load method, incremental mode superposition method and time history method. Using computer program, essential controls are made in the buildings for performance targets. For essential controls, linear and non-linear methods are used for analysis to buildings. In this thesis, incremental equivalent earthquake load method is used for determination of hinge type at model. Time history method is used to evaluate current situation and reinforcement model. Performance levels and building performance targets are examined according to results and comparisons. There are seven parts in this thesis. These parts are introduction, determination of earthquake safety in existing system, non-linear analysis, reason of strengthening, strengthening of Structural and Earthquake Engineering Laboratory with steel braces, results and general results and suggestion are obtained from this thesis.In this work, Istanbul Technical Univercity Ayazağa Campus, Civil Faculty L1 Block, which is one of the L1-L2-L3-L4 Blocks and involves Istanbul Technical Univercity Structural and Earthquake Engineering Laboratory was examined for eartquake safety of building. Also, It was determined why this building needs to strengthening, investigated what can be done for strengthening of building and compared. Lastly, suggestions were presented with available datas from in this study. The building was built in 1976 and has a calculation reports and reinforced drawings. Mathematical model of structure was created using SAP2000 program with available datas and some accepted assumptions. loads are assigned to SAP2000 model of current building. Linear and non-linear methods are analyzed for determine eartquake safety of structure, after mathematical model was created. Then equivalent earthquake load calculation is made according to 1975 and 2007 seismic codes and compared results for current situation. Mode superposition method is used to control of relative storey drifts, shear safety of colums and shear walls in existing model. Preliminary study was applied before non-linear analysis applied to SAP2000 model of current building. Preliminary study is involves two dimensions frame system and three dimensions frame system model. Linear and non-linear analyzes are made for that models. Incremental equivalent earthquake load method applied to example models to determine which hinge types applied to current model. After that, non-linear analyzes are made for mathemetical model of current structure. Active bending rigidities and nonlinear material models are determined for nonlinear analyzes. Non-linear time history method applied to determine the damage limits of existing model. Reasons of strengthening are examined according to calculations and obsevations. After that, strengthening model is determined and evaluated. Performance levels and building performance targets are explained.As a result of the analyzes made, the current situation of the building was determined by collaboration. Then, two separate reinforcement models were created and examined after current situation of buulding was determined. Two reinforcement model was suggested for strenghtening of structure. One of that models is strengthening with steel members. Building was strengthening with two opposite U reinforced walls at 1997. That walls not extends to roof, they are cut in first floor. Because of that, irregularity was occured. Strengthening with steel braces from top of the U reinforced walls to roof will solve irregularity problem and stifnees of building will increase. The other model is suggested lift heavy roof floor and place steel truss roof system. Suggestions are presented to choose the most effective strengthening model. Cost analysis was made for helpful to choose.Strengthening of structure with steel brace was examined. Profile of steel members are determine according to seismic and vertical loads from mode superposition method analysis. In strengthening model, steel walls are above the U shear walls. Steel walls are surrounded with H profiles and included tube brace members. Steel walls are applied interior of building. Truss system was created with tube braces for outside of building at roof floor. Connection of steel members to reinforced concrete and each other design on Tekla Structure and IdeCAD programs. After reinforcement, the situation of building was inspected and interpreted. Cost and quantities calculations are made for strenghening model. Finally, current structure and enforced structure was compared according to results of mode superposition method and non-linear time history.Results are compared according to general base, storey base and element base. Top displacements and seismic base reactions are compared at general base. Storey displacements and relative storey drifts are compared at storey base. Strains, moment-curvature relation ship, moment-axial load relationship of colums are compare in element base. Finally, the enforced structure was reached to desired performance level. 213

Ülkemiz deprem kuşağında yer almaktadır. Geçmişten günümüze irili ufaklı birçok deprem yaşanmıştır ve bu depremlerin tekrar yaşanabileceği kaçınılmaz bir gerçektir. Depremlerdeki can ve mal kayıplarını en aza indirebilmek amacıyla mevcut binaların ve yeni yapılacak binaların deprem etkisi altındaki davranışlarının incelenmesi ayrı bir önem kazanmıştır. Bu gelişmeler ışığında performans kavramı DBYBHY2007 yönetmeliğinde yer almıştır.İstanbul ilinde devam eden kentsel dönüşüm projeleriyle yönetmeliğe uygun olmayan riskli yapılar yıkılarak yerine DBYBHY2007 ve TS500 yönetmeliklerine uygun yeni yapılar yapılmaktadır. Kentsel dönüşüm projeleriyle yapılan yeni binalarda yaygın olarak dişli döşeme ve yassı kirişler tercih edilmektedir. İşçilik masraflarından kaçınmak ve zaman kazanmak amacıyla derin kirişler yapılmamaktadır.Bu tez çalışmasında kentsel dönüşüm projeleri kapsamında yapılan binaların deprem performansını inceleyebilmek amacıyla, 8 katlı perde-çerçeveli betonarme bir bina boyutlandırılmıştır. Boyutlandırmada, ülkemizde çoğu kez yapıldığı gibi, statik hesap ve boyutlandırmayı bir arada yapabilen bir yazılımdan yararlanılmıştır. Kentsel dönüşüm projelerinde yapılan binalara benzer olması amacıyla döşeme türü olarak dişli döşeme seçilmiştir ve yassı kirişler kullanılmıştır. Kör cephelerde ise derin kirişler kullanılmıştır. Bina X ve Y eksenlerine göre simetrik tasarlanarak burulma düzensizliği önlenmiştir.STA4CAD hesap programı yardımıyla DBYBHY2007 ve TS500 yönetmeliklerine uygun olarak bina boyutlandırılmıştır. DBYBHY2007 yönetmeliğine göre doğrusal elastik olmayan değerlendirme yöntemlerinden artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılarak bina performans seviyesi belirlenmiştir. Performans analizleri SAP2000 ve STA4CAD hesap programları yardımıyla yapılmıştır. STA4CAD programında doğrusal elastik olmayan değerlendirme yöntemlerinden artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ile itme analizi yapılmıştır. SAP2000 programıyla ise doğrusal elastik olmayan değerlendirme yöntemlerinden artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ile itme analiz ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemlerinin ikisi de kullanılararak performans analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Our country is located in the earthquake zone. Many earthquakes have been experienced in the past, and it is an inevitable fact that these earthquakes can be experienced again. As a result of the earthquakes that occurred, deficiencies of structures against earthquake performance were revealed. In order to minimize the loss of life and property in earthquakes, the examination of the behavior of earthquake-affected buildings of existing buildings and new buildings has gained a special importance. In the light of these developments, the concept of performance was included in Turkish Earthquake Code 2007. With the ongoing Urban Transformation Projects in Istanbul province, risky buildings that are not suitable for regulation are destroyed and new buildings are being constructed in compliance with Turkish Earthquake Code 2007. In new buildings built with urban transformation projects, toothed floor and flat beams are generally preferred. Deep beams are used on the blind façades.In this thesis study, an 8 story reinforced concrete building was designed to examine the earthquake performance of the buildings built within the scope of Urban Transformation Projects. In order to be similar to the buildings built in the urban transformation projects, Toothed floor was chosen as floor type and flat beams, beam with limited heights, were used. The building is designed symmetrically with respect to the X and Y axes to prevent torsional irregularity. The building is 29 meters in the X direction and 17 meters in the Y direction. The floor heights are 3 meters and the building height is 24 meters. The building is in the first earthquake zone and soil class is Z2.STA4CAD is one of the most commonly used static calculators in our country. In this study the building was designed with the help of the STA4CAD. It is designed according to Turkish Earthquake Code 2007. Turkish Earthquake Code 2007 includes three types of nonlinear analyses. According to Turkish Earthquake Code 2007, building performance level is determined by using incremental equivalent seismic load method and time history analyses by nonlinear elastic evaluation methods. Performance analysis was done with SAP2000 and STA4CAD calculation programs. Before the nonlinear analyzes are applied, in order to describe the nonlinear behavior, plastic joint assignment is made. It is defined only at the lower ends of the shear walls while being defined at the two ends of the columns and the beams. In the STA4CAD program, pushover analysis, one of the linear nonelastic evaluation methods, has been applied. With SAP2000 program, performance analysis was performed by using pushover analyz and dynamic time history analyz by using nonlinear evaluation methods. An static pushover analysis was applied to obtain the peak displacement-base shear force curves, also called the structural capacity curves of the structure. Pushover analysis is a step-by-step pushing process, keeping the ratio between the levels of the structure constant. In order to find the performance point, the building's demand curve intersected the capacity curve with the spectrum curve for the earthquake with a probability of 10% surge in the design earthquake of 50 years. Before this operation, the coordinate transformation is performed for the two curves. The dynamic time history analysis is more based on acceptance than pushover analysis. The time history analyses is based on the nonlinear behavior of the system and the equation of motion of the system under an accepted earthquake motion is numerically solved. For dynamic time history analysis, 7 earthquake records were scaled according to Turkish Earthquake Code 2007 . For time history analysis, the performance evaluation was carried out by taking the average of the results obtained when the X and Y directions of each earthquake record were influenced by the structure. The total curvature-normal force graph was drawn with the XTRACT program using the damage limits according to Turkish Earthquake Code 2007 for each column type to determine the damage level of the columns. The normal force-total curvature from XTRACT shows the damage level by showing the values of nonlinear behavior on the graph. Damage levels of shear walls and beams were obtained with SAP2000.The results found by different methods and programs were compared based on element and system. Then all the results discussed. 131

Gelişen teknoloji doğrusal olmayan hesap yöntemlerinin kullanılmasına olanak sağlamıştır. Doğrusal olmayan hesaplar için geliştirilmiş bilgisayar programları sayesinde araştırmacılar ve mühendisler yapının gerçek davranışını yakından izleyebilmektedir. Böylelikle daha gerçekçi ve ekonomik çözümler elde edilebilmektedir.Sunulan bu tez çalışmasının amacı doğrusal olmayan hesap yapabilen Perform3D paket programını kullanarak, betonarme kolonların eğilme rijitliklerinin hesaplanmasıdır. Bu program malzemenin doğrusal olmayan davranışını ve geometri değişimlerinin denge denklemlerine etkisini birlikte gözönüne alabilmektedir. Tez çalışmasının başında, Perform3D ile yapılan modellemenin doğrulanması için, İTÜ Yapı ve Deprem laboratuvarında betonarme kolonlar ile ilgili yapılan bir deneysel çalışma ve bu çalışma kapsamında geliştirilen statik itme analizi yapabilen bir bilgisayar yazılımının sonuçlarından faydalanılmıştır. Yeterli düzeyde yakın sonuçların elde edilmesinin ardından yapılan modelleme çalışmasının doğru olduğu sonucuna varılmıştır.Bu doğrulama çalışmasından sonra, betonarme kolonlarda narinlik (λ), boyuna donatı oranı (ρ) ve boyutsuz eksenel kuvvet seviyesinin (n) değişimleri dikkate alınmak suretiyle Perform3D kullanılarak taban kesme kuvveti ve yerdeğiştirme bağıntıları elde edilmiştir. Bu amaç için 364 analiz yapılmıştır. Bu arada, belirli bir taban kesme kuvveti ve yerdeğiştirme için, konsol bir çubukta eğilme rijitliğini veren bağıntılar üzerinde çalışılmıştır. Taban kesme kuvveti ve yerdeğiştirme bağıntısı bulunan bir kolonun eğilme rijitliğinin hesabında, aşağıda belirtilenler içinde en küçük tepe yerdeğiştirmesini veren durum esas alınmıştır. -Taban kesme kuvvetinin maksimumdan geçtiği nokta ve bu noktaya karşı gelen yerdeğiştirme-Tepe yerdeğiştirmesinin kolon yüksekliğine oranı δ/L=0.02 için hesaplanacak tepe yerdeğiştirmesi ve buna karşı gelen taban kesme kuvveti Bu çalışmada hesaplanan eğilme rijitlikleri, yönetmelikler ve literatürdeki çalışmalar ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sunulan bu tez çalışması beş ana bölüm altında ele alınmıştır;-Birinci bölümde çalışmanın amacı, kapsamı ve içeriği hakkında genel bilgiler verilmiştir.-İkinci bölüm içerisinde literatür kısmı yer almaktadır. Tez çalışması kapsamında araştırılan konu için literatürde yer alan yayınlar ve yönetmelikler incelenerek bunlarla ilgili bilgilere yer verilmiştir.-Üçüncü bölümde ise deneysel çalışmalar ile Perform3D programında oluşturulan modellerin karşılaştırmaları verilmiştir.-Doğru model oluşturulduktan sonra, perform3D programıyla oluşturulan ve analizleri tamamlanan kolon modellerin 52 tanesinin tepe deplasmanı taban kesme kuvveti eğrileri ve buna ait sonuçlar dördüncü bölüm içerisinde verilmiştir.-Son bölüm olan beşinci bölümde ise elde edilen sonuçları ve bu sonuçlara ait yorumlara yer verilmiştir. Technological developments helped to realize non-linear analysis, since it requires iterative approach to the problems. This approach aids engineers to grasp the real behaviour of structures. Thus more economical and realistic solutions are obtained compared to linear analysis.In this thesis, a computer aided design (CAD) programme, Perform3D, is utilized to calculate the effective flexural rigidity of reinforced concrete columns. This programme qualifies to take into consideration of non-linear behaviour of materials and impact of geometric strains on equilibrium equations. Initially to verify, structural modelling developed by Perform3D, an experimental study of reinforced concrete columns conducted in Istanbul Technical University Structural and Earthquake Engineering Laboratory and computer program that can investigate static pushover analysis have been taken into consideration. With results matching satisfactorily, it has been concluded that CAD model developed by Perform3D, will give realistic results.After this verification process, base shear force and displacement relations are obtained by Perform3D, taking into consideration slenderness ratio (λ), longitudinal reinforcement ratio (ρ) and non-dimensional axial force (n) variations of reinforced concrete columns. For this purpose 364 different analysis are conducted. Meanwhile, for a given base shear force and displacement, equations are obtained for effective flexural rigidity of a cantilever column. The flexural rigidity values were calculated by two different way for each column model. In the third part fort this thesis, explanation about that ways are given. The results are summarized about the same selected columns and their displacement-base shear graphs. Column models that were analyzed for this thesis and their non-linear static pushover results and flexural rigidity values compared with the studies about articles about finding EI for the reinforced concrete console column in detailed. Also studies for this thesis' resulsts compared with the EI values for the design guides ACI, EC2 and TS500. To calculate effective flexural rigidity of a column, the following scenarios are investigated and the one that gives the smallest top displacement is taken into consideration.The point that gives maximum base shear and corresponding top displacement.The top displacement calculated for the ratio of top displacement to column height equal to 0.02 (δ /L=0.02)Effective flexural rigidities calculated in this study are compared to those given values in standards and academic studies.This thesis composed by five main sections;In the first section, general information of the purpose , scope and context of the study is given.In the second section, academic studies falling into the scope of this thesis are examined.In the third section, comparison of the results obtained by experiments and analysis of Perform3D is presented.In the fourth section , a verified Perform3D model is presented. Also, base shear force-top displacement graphs and results of 52 models are givenIn the final section of this thesis, conclusions obtained by this study, and corresponding comments, remarks on the light of the study is given briefly.In the appendix part, modelling phases in Perform3D programme for a reinforced concrete column are given annotatively.As a consequence of the earthquake that occured throughout the world and the damage they caused design for both safety and economy and understanding of structures in seismically active areas became a must. The main design concept is based on the performance of the structure, which asks for various levels of damage for different seismic loadings. Structures are investigated for their response behaviour under a non-linear analysis. Thus both economy and safety criterias are expected to be satisfied for different loadings.This methodology is widely acknowledged and various academic studies and experiments are made to clarify our understanding of non-linear behviour. Many structures are investigated by non-linear analysis to capture their real world behaviour. For structures such as high rise buildings which common analysis methods fail, non-linear analysis became a compulsority.On the other hand, non-linear analysis require extensive calculation. To overcome this burden, computer programmes are being developed. These programmes helped engineers to save analysis time.Computing the deformation and the displacement of the structure is the basis of the design that based on the performance of structure. In this thesis' content, non-linear analyze was made by using the Perform3D CAD program. The study was completed with the non-linearity of the materials (concrete and steel) for each model. Besides, second order effects of the member was considered for the accurate analysis. Non-linear behaviour of the building materials were defined in Perform3D program according to the models of steel, confined and unconfined concrete placed in the Turkish earthquake guide line DBYBHY2007.The aim of this thesis, trying to obtain the flexural stiffness of the reinforced concrete columns by using non-linear static pushover analyze method. The maximum base shear value on the roof displacement-base shear graph and the displacement value that response the shear was used for t e calculate the flexural rigidity (EI) of each column by the result of non-linear pushover analyze in Perform3D. While the modelling phase of the column, 364 frame models were created with the slenderness ratio (λ), reinforcement ratio (ρ) and the axial force changes. Non-linear static pushover analyze were made for all this columns.All information about the flexural rigidity values founded by design guides and researches are given in the third part of the thesis. The flexural rigidity values were calculated by two different way for each column model. In the third part fort this thesis, explanation about that ways are given. The results are summarized about the same selected columns and their displacement-base shear graphs. Compare about the EI values founded by Perform3D program against the design guides and studies' results are also given in the fourth part. 133

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, Bilimin ve bilgisayar teknolojilerinin gelişmesine paralel olarak yapı mühendisliğinde de birtakım ilerlemeler kat edilmiştir. Eskiden beri teoride mevcut olan adım-adım itme (statik itme) analizi ve deprem ivme kayıtlarının kullanılarak yapı davranışının gözlemlenebilmesi gibi kavramların bu gelişmelere bağlı olarak uygulanabilmesi olanaklı hâle gelmiştir. Özellikle son yirmi yılda ortaya çıkan şekil değiştirme esaslı yapısal tasarım ve değerlendirme yöntemi, geleneksel olan kuvvet esaslı yöntem karşısında popülerliğini her geçen gün daha da fazla artırmakta ve gelişme göstermektedir. Bu tez kapsamında, ülkemizde deprem konusunda artan farkındalığın sonucu olarak uygulanmaya başlanan “Kentsel Dönüşüm” projelerinde en sık kullanılan yapı taşıyıcı sistemlerinden birinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yapılan gözlemlere paralel olarak, düşük kiriş yüksekliğine sahip dişli (asmolen) döşeme sisteminin, özellikle çok katlı olmayan yapılarda sıklıkla kullanıldığı tespit edilmiş ve kiriş yüksekliğinin sınırlı tutulduğu bu sistemlerin deprem performansının incelenmesinin bu tezin amacı doğrultusunda uygun olduğu düşünülmüştür. Bu tür binalarda genellikle, asansör ve merdiven bölgelerini veya bu bölgelerin bir bölümünü çevreleyen betonarme perdeler kullanılmaktadır. Kolonların ve perdelerin birbirine bağlantısı düşük yükseklikli ve yassı kirişlerden oluşan dişli döşeme sistemi ile sağlanmaktadır. Özellikle kirişlerde düşük kesit yüksekliğinin sonucu olarak moment taşıma kapasitesinin sınırlı olması bu bağlantı bölgelerinin güvenilirliği konusunda kuşku uyandırmaktadır. Bu durumun neticesinde, deprem yüklerinin çerçeve davranışı oluşturularak karşılanması mümkün olamamakta ve tüm bu yükler özellikle perde elemanlar tarafından karşılanmaktadır. Bu çalışmada, ele alınan bir adet binanın bu özel durumun sonucu olarak, tüm kiriş, kolon ve perde elemanlarında meydana gelen etkiler incelenmiştir. TDY’07’ye uygun olarak boyutlandırılmış 8 katlı, kiriş yüksekliği sabit, asmolen döşeme sistemindeki yapının TDY’07 kıstasları dikkate alınarak şekil değiştirme esaslı performans değerlendirilmesi yapılmıştır. Perde + çerçeve sistemli yapıda bir adet U şeklinde perde mevcuttur. Performans değerlendirmesi yapabilmek maksadıyla doğrusal olmayan artımsal itme analizi ve doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik hesap yöntemleri kullanılmıştır. Perde davranışını daha iyi gözlemleyebilmek için ise perdeler; lifli plastik mafsala sahip çubuk eleman ve çok katmanlı kabuk modeli olmak üzere iki ayrı biçimde tarif edilmiştir. Farklı analiz yöntemlerine ve farklı perde tiplerine göre oluşturulan modeller sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak değerlendirilmiş ve birbirleri arasında karşılaştırmalar yapılmıştır., Advancements in science and computer technologies leads to some progress on structural engineering. These developments make implementation of pushover analysis and observation of the structural behaviour by using real or modified seismic datas possible which were known theoratically in the past. Researchers, engineers and some other technical disciplines used that scientific heritage for creating better solutions about structural design concepts. This started a new era in structural engineering, which is called “displacement based design” in technical literature. Although this new concept is only around two decades old, it seems that popularity of it increases day by day against traditional concepts such as “force based design”. The new concept becomes popular since it leads more trustable, economical and observable solutions compared to traditional techniques. On the other hand, evaluation of the multiple performance of a building for any desired level is possible anymore by using displacement based design what brings a totally new subject to the structural engineering literature. This new concept has started to appear in the earhtquake and building codes of some countries since then the codes has been upgraded several times to improve the results. The concept is mentioned the first time in Chapter 7 of Turkish Seismic Code (TSC) in 2007. TSC’07 allows designers to evaluate the performance of a building what may has different purposes of using. Both linear and nonlinear behaviour approaches may be used to gain the result of performance level. However, the nonlinear behaviour of structural members must be recognised in displacement based design concept since the method demands it. This study focuses on to investigate one of the most popular building design type what is sustained in the scope of “National Urban Transformation Projects”. Some recent major earthquakes occured in Turkey raised awareness on earthquake disasters and finding solutions to beware of their destructive effects. The main purpose of these projects is to check performances of existing buildings and retrofit or rebuild them if necessary. The other goal for the researchers is to explore new techniques to strengthen the buildings. This thesis studies flat-slab floor systems used with low-height sectioned beams in RC structures since it is one of the most common building type especially for the low-rise transformation projects. In general, one core shear wall which is located mostly around of stairs, fire escapes, shafts or elevators is used with slab flat systems to help resist lateral loads. As it is observed from the current projects despite the column and shear wall elements designed conservatively, beam members which has very limited dimensions through their heights can cause lack of the structural earthquake resisting performance. This may create the redistribution of moments resulted from lateral loads through the vertical load carrying members columns and shear walls. Therefore, extraordinary and unpredictable loads may be needed to carry by these vertical members. When it is considered designers usually ignore such cases, this raises questions about the transformation projects which aim to make stronger and more capable buildings against earthquake loads. In this study, an 8 storey RC flat-slab building with constant height of the beam members designed together with an U shaped core wall and columns to generate a framework system. To evaluate the performance level of the building nonlinear static and dynamic analyses are implemented on the structure. Before starting the analyses plastic hinges for every each column and beam frame elements are defined according to their specific sections and then the hinges assigned to related members thus nonlinear behaviour of the frame elements are represented by the plastic hinges in the both ends of all the frames. Unlike the columns and beams, shear walls designed in two different ways with specific nonlinearity options for every each of them to observe the behaviours better. One of this modelling technique what is called in this study is “equivalent frame shear wall” which use fiber hinge method in the bottom ends of all the shear walls in the building and the other is “multi-layer shell shear wall” which use spread nonlinearity through the shear walls from bottom to top of the height of building. The main reason for using the different modelling techniques for shear walls is their different geometrical shapes if compared with the other load carrying members of a structure. Shear walls are the major structural members to resist lateral forces especially in high-rise buildings. However, the nonlinear behaviours of them could not be solved enough, yet. Therefore, different apporaches to simulate nonlinearity of these complicated elements conducted in this study as mentioned above to capture more accurate results. To give a summary information about these two methods by one sentence as explanation, finite number of the fibers represent discretisation of the different materials along the cross section allow to capture accurate responses on the structural elements and the other approach for representing the behaviour of RC shear walls which use multi-layer shell element model is based on the composite material mechanics. TSC’07 includes three types of nonlinear analyses which are single-mode considered static pushover analysis, multi-mode considered static pushover analysis and dynamic effects considered time history analysis. Among all of these methods single-mode considered static pushover analysis and time history analysis are choosen to exhibit the nonlinear behaviour and performance level of the building. Structural system has symmetry just on a single direction in the plan thus different analyses runned to observe the effects of structural members in the building for both of the methods through related directions. In literature, dynamic analyses are accepted as the most extensive methods between all of the others. On the other hand, an undesirable side of that method is it’s too much time consuming and demanding to choose one between different assumptions of the theories of structural dynamics what makes decisions to be taken more carefully. It can be also said that this method requires a higher level of technical knowledge when compared with static pushover analysis. However, static pushover analysis method allows to run the analyses in a considerable less amount of the solving time if compared by the dynamic analysis methods. The main disadvantages of this method can be said as being less reliable due to considering only a single free vibration mode of a building and some restrictions to gain more trustable results what makes the method to not be useful for the most of cases in the majority of buildings on the earth. Consequently, these two different approaches to find out the nonlinear behaviour of the building in this study compared between each other. The results checked carefully and the performance levels are determined for every each different method and loading case. Performance of the building is tried to checked under two main titles which are “structural system based results” and “structural element based results”. The structural system based results are less trustable and they give less informations about buildings’ earthquake resistance features if compared with the element based results. Besides, they can not be used to determine the performance level of any building if nonlinear elastic methods are used according to TSC’07. However, they are very useful to observe general building behaviour thus some main problems or some inadequacies of a building can be easily seen. The structural system based results of the studied building in the thesis are investigated under four subtitles which are “top story displacement of the building”, “base shear force of the building”, “story drift ratios of the building” and “story shear forces of the building”. The results show that pushover analyses estimate bigger quantities compared to time history analyses about the building’s top story displacement and story drift ratios. In contradiction to the previous case the time history results are higher than the pushover analyses results about the base shear forces of the building. Although not yet certain, it is observed that the two different analyses methods’ story shear forces results match on the top floors apparently. On the other hand, the pushover results are more dominant on the middle floors and the time history results are more dominant on the bottom floors. The element based results which are the main parameters to obtain a building’s earthquake performance according to TSC’07 are investigated for every each structural member carefully. The results are checked for the beam, column and shear wall members. Nonlinear behaviours of the beams and columns are checked on their both frame ends. The nonlinear behaviours for the beams are defined by bending plastic hinges. The definition of the columns’ nonlinear behaviours are made different than the beams since the columns are under axial normal force effects. Due to their different cases PMM plastic hinges which can simulate the mutual effects of the axial force and the moments from different directions are assigned to every each type of the column sections. Differently from the beams and the columns, behaviours of the core shear walls which are the main lateral load carriers are observed under both the shear forces and the bending moments effects. After all, these results show that main parameter for the performance level is the beam members. With a few exceptions the columns are in the “Minimum Damage” or “Apparent Damage” levels according to TSC’07. The shear walls estimate even better results as “Minimum Damage” except two shear wall members located at the first two storey levels under one of the loading direction of pushover analysis which shows for them “Apparent Damage” level. On the other side, the most of the beams demand too high rotations which make the behaviour of them to pass beyond elastic borders of their capacities. This issue can be seen in the both analysis methods besides that behaviours of the beams drag the building into undesired and dangerous performance levels as appeared for static pushover analyses “Life Safety” and for dynamic time history analyses “Collapse” in their worst cases respectively. All in all, much more studies should be done to investigate the building performance levels on similar structures and compared with each other to capture matching results if they exist thus healthier and more reliable comments can be given., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Binaların deprem yükleri altında gerçekçi olarak hesaplanması ve tasarımı özellikle son yıllarda yaşanan depremler sonucu önem kazanmıştır. Yaşanan mal ve can kayıpları sonrasında, yapıların kuvvete dayalı tasarımları yerine, yer değiştirme ve şekil değiştirmeye dayalı yöntemler geliştirilmiştir. Doğrusal olmayan davranışlarını göz önüne alan, bu metotların geliştirilmesiyle performansa dayalı tasarım kavramı oluşmuştur. Bu tez kapsamında ele alınacak, 3 farklı kat sayısına sahip (6-8-10) DBYBHY-07 ve TS 500’e göre tasarlanmış binanın, ASCE 41-06 ve DBYBHY-07’de anlatılan performans değerlendirme yöntemleriyle incelemesi yapılmıştır. Binalar doğrusal olmayan analiz yöntemleri kullanarak incelenmiştir. Her iki yönetmelikte de bulunan yapının birinci modal yerdeğiştirmelerini gözönüne alan yöntem kullanılmıştır. Her bina için, bütün kritik kesitlerde sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen değerler, incelenen yönetmelik şartlarıyla karşılaştırılmıştır., A realistic calculation and design of buildings under seismic loads has gained importance in recent years as a result of earthquakes. As a result of casualties and the loss of property, instead of force-based designs of structures, displacement and deformation-based methods have been developed. The development of these methods condsidering the nonlinear behavior leaded the emergence of the term of performance-based design. In this thesis, buildings whis has three different floor number (like 6-8-10 floors) designed by The Turkish Earthquake Code 2007 and Turkish Reinforcement Concrete Code (TS 500) was examined with performance evalution methods described in ASCE 41-06 and DBYBHY-07. The results were compared taking into account differences in local and national conditions with the codes., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Bu çalışmada TDY07’nin 2.3.2.4 maddesi zaman tanım alanında hesap yöntemi ile incelenmiş ve çalışma sonunda elde edilen sonuçlar açıklanmıştır. Çalışmada TDY07 ve TS-500’e uygun olarak tasarlanarak boyutlandırılmış düşeyde B3 tipi süreksizliğe sahip 8 katlı bir konut yapısı üzerinde çalışılmıştır. Yapı üzerinde analizlerin uygulanması aşamasında 3 boyutlu sistemde çalışmak yerine düşey süreksizliğe sahip düzlem çerçeveler üzerinde çalışılmıştır. Analiz sonuçlarında kritik kesitlerde oluşan etkiler irdelenmiştir. Düzlem çerçevelerin kritik kesitlerinde oluşan kesit tepkileri ilk olarak eş değer deprem yükü yöntemi ile doğrusal analiz gerçekleştirilerek bulunmuştur. Zaman tanım alanında ise analizler hem doğrusal hem doğrusal olmayan iki şekilde de gerçekleştirilmiştir. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan ve doğrusal analizlerin uygulamasında yatay deprem etkilerinin yanı sıra depremin düşey etkileri de hesaplarda göz önünde bulundurulmuştur. Gerçekleştirilen analizler sonunda eş değer deprem yükü yöntemi analizlerinden elde edilen sonuçlar zaman tanım alanında doğrusal olmayan ve doğrusal analizlerden elde edilen sonuçlarla ayrı ayrı karşılaştırılmıştır., In this study, TDY07 article 2.3.2.4 (b) is examined with time history analysis method and the results obtained by the study are explained. For this purpose, an 8-storey residential building, which has vertical discontinuity type B3 on structural system and is designed in according to TDY07 and TS-500, is examined. The analysis applied to plane frames which has irregularity instead of applied to whole 3-dimension system. At the end of the analysis the reactions occurred in critical sections are examined. Firstly, the internal forces occurred in critical sections of plane frames are determined by the linear analyses. Equivalent Linearization Method is used for the linear analyses. Time History analyses are performed by using both Non-linear Time History and Linear Time History Analysis Methods. During the implementation of time history analyses, vertical seismic effects of earthquakes are taken into consideration in addition to horizontal earthquake effects. As a result of the study, the results obtained from equivalent linearization method are compared with linear and non-linear time history analysis results., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011, Bu çalışmada 2007 Türk Deprem Yönetmeliği’ne ve TS-500’e uygun olarak tasarlanmış üç farklı bina, doğrusal olmayan statik analiz yöntemlerine göre incelenmiş, daha sonra elde edilen sonuçlar doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Analizlerde kullanılan doğrusal olmayan statik analiz yöntemleri, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği’nde bahsedilen Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile Artımsal İtme Analizi ve FEMA 440 raporunda bahsedilen Eşdeğer Doğrusallaştırma Yöntemleridir. Doğrusal olmayan dinamik analiz yöntemi ise 2007 Türk Deprem Yönetmeliği’nde bahsedilen Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemidir. Bu üç yönteme göre elde edilen, tepe yerdeğiştirmeleri, taban kesme kuvvetleri, kat yerdeğiştirmeleri, göreli kat ötelemeleri, kat kesme kuvvetleri ve plastik mafsallarda oluşan toplam eğrilikler karşılaştırılmış ve uygulanan yöntemler hakkında yorumlar yapılmıştır., In this study, three different buildings which are designed in according to 2007 Turkish Seismic Code and TS-500 had been examined according to the nonlinear static analysis methods, and than results which are obtained from this nonlinear static analysis methods compared with non-linear dynamic analysis results. Nonlinear static analysis methods which were used in this study are Pushover Analysis with Incremental Equivalent Seismic Load Method had been mentioned in 2007 Turkish Seismic Code and Equivalent Linearization Method had been mentioned in FEMA 440 report. Nonlinear dynamic analysis procedure which was used in this study is Non-linear Time History Analysis Method had been mentioned in 2007 Turkish Seismic Code. Results which are obtained from this three methods compared according to roof displacements, base shear forces, floor displacements, relative floor displacements, floor shear forces and total curvatures of plastic hinges and comments were made about the methods applied., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Çok büyük bir kısmı aktif deprem kuşağında yer alan ülkemizde yakın geçmişte nüfus yoğunluğu fazla olan yerleşim merkezlerinde meydana gelen depremler sonucunda ortaya çıkan büyük can kayıpları ve yapı hasarları, depreme karşı yeterli güvenlikte bina tasarımını ve mevcut binaların deprem güvenliklerinin belirlenmesini güncel bir konu haline getirmiştir. Mevcut yapı stoğunun deprem güvenliğinin belirlenmesi ve ortaya çıkan sonuçlara göre gerekli önlemlerin alınması, ileride meydana gelecek olan depremler sonucunda ortaya çıkacak olan hasarın en aza indirilmesi bakımından çok önemlidir. Bu çalışmada, ülkemizdeki mevcut betonarme binaları temsil edecek şekilde şeçilen bir taşıyıcı sistem modeli, 1961, 1968 ve 1975 Türk Deprem Yönetmelikleri ve aynı zaman dilimlerinde yürürlükte olan betonarme yönetmeliklerine göre boyutlandırılmıştır. Boyutlandırılan bu modellerin deprem performansları 2007 Türk Deprem Yönetmeliğinde tanımlanan doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler ile belirlenmiş ve sonuçları karşılaştırılarak değerlendirilmiştir., A major part of Turkey is located on active seismic zones. Earthquakes that occured in recent years in populated towns have left many people dead and caused substantial damage to buildings. This has made the issues of designing an earthquake-resisting building and determining the safety level of buildings against earthquakes topical. Taking precautions towards determining the safety level of the existing building has a vital importance on reducing the possible damages of future earthquakes. In this study, a sample structural model, which has been choosen to represent the existing reinforced concrete buildings in Turkey, is designed in accordance with the 1961, 1968 and 1975 Turkish Seismic Codes and reinforced concrete design codes which were functional at these years. The determination of seismic performances of these models have been done with the lineer and non-linear methods which are explained in Turkish Seismic Code 2007. Finally, analysis results are compared and discussed., Yüksek Lisans, M.Sc.

Depremlerin neden olduğu büyük yıkımlar ve can kayıpları, depreme karşı daha dayanıklı binaların yapılabilmesi için yeni tasarım ilkelerinin tanımlanmasını gerektirmiştir. Birçok ülkenin standartlarında olduğu gibi 2007 Türk Deprem Yönetmeliği içerisinde de bu yeni yaklaşımlara yer verilmiştir. Bu çalışmada, 1975 Türk Deprem Yönetmeliği'ne göre iyi derecede boyutlandırılmış altı katlı bir uzay betonarme çerçeve ele alınmıştır. Bu yapı sisteminin ülkemizde mevcut 5-6 katlı bina stoğunu temsil ettiği göz önüne alınarak, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği'nde tanımlanan doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi uygulanmıştır. Hesaplamalarla elde edilen sayısal sonuçlara göre modelin hasar seviyesinin belirlenmesi sayesinde, Türkiye'de 1975 Türk Deprem Yönetmeliği ile inşa edilmiş yapılarda oluşabilecek deprem güvenlikleri hakkında bilgi edinilmiştir. The new earthquake design codes in the world are required to design earthquake resistant structures by accounting for the lessons from past earthquakes. In this study, an existing R/C framed structure selected as an example one designed based on TEC 1975 has been re-analyzed by using non-linear analysis method accounting for the TEC 2007. The sectional damage levels anticipated in TEC 2007 have been obtained to determine seismic safety of the structure. The building represents the existing middle high R/C framed structures in Turkey. In this study seismic safety of this building determined by TEC 2007. 105

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Depremlerin neden olduğu büyük yıkımlar ve can kayıpları, depreme karşı daha dayanıklı binaların yapılabilmesi için yeni tasarım ilkelerinin tanımlanmasını gerektirmiştir. Birçok ülkenin standartlarında olduğu gibi 2007 Türk Deprem Yönetmeliği içerisinde de bu yeni yaklaşımlara yer verilmiştir. Bu çalışmada, 1975 Türk Deprem Yönetmeliği’ne göre iyi derecede boyutlandırılmış altı katlı bir uzay betonarme çerçeve ele alınmıştır. Bu yapı sisteminin ülkemizde mevcut 5-6 katlı bina stoğunu temsil ettiği göz önüne alınarak, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği’nde tanımlanan doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi uygulanmıştır. Hesaplamalarla elde edilen sayısal sonuçlara göre modelin hasar seviyesinin belirlenmesi sayesinde, Türkiye’de 1975 Türk Deprem Yönetmeliği ile inşa edilmiş yapılarda oluşabilecek deprem güvenlikleri hakkında bilgi edinilmiştir., The new earthquake design codes in the world are required to design earthquake resistant structures by accounting for the lessons from past earthquakes. In this study, an existing R/C framed structure selected as an example one designed based on TEC 1975 has been re-analyzed by using non-linear analysis method accounting for the TEC 2007. The sectional damage levels anticipated in TEC 2007 have been obtained to determine seismic safety of the structure. The building represents the existing middle high R/C framed structures in Turkey. In this study seismic safety of this building determined by TEC 2007., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Bu çalışmada, ilave perdeler ile güçlendirilmiş var olan bir binanın, temel etkileri dikkate alınarak yapılan performans değerlendirmesi sunulmuştur. Binanın doğrusal olmayan statik analizine yapı-zemin etkileşimi dahil edilmiştir ve performans değerlendirmesi FEMA 440’ta yer alan Bölüm 6 ve Bölüm 8’e göre yapılmıştır. Analizler radye temel, sürekli temel, kısmi sürekli temel ve tekil temel gibi farklı temel tiplerini içermektedir. Zemin davranış modeli olarak, çekme almayan elasto-plastik Winkler zemin modeli kullanılmıştır. Doğrusal olmayan statik itme analizi ve performans değerlendirmesi SAP2000 paket programı ile yapılmıştır. Elasto-plastik Winkler zemin davranışı, sadece eksenel kuvvet alan ve eşdeğer eksenel rijitlikleri tanımlanmış, eşdeğer çubuk elemanlar tarafından sergilenmektedir. Analizlerde radye temel, sürekli temel ve tekil temeller, lineer-elastik kabuk eleman olarak idealize edilmiştir. Güçlendirilmiş binanın performans değerlendirmeleri ve karşılaştırmaları farklı temel tipleri için verilmiştir., In this paper, performance evaluations of a 3D existing building strengthened by additional shear-walls, are presented as a case study by considering the foundation effects. Thus, soil-structure interaction is included in the non-linear static analyses of the building and performance evaluations are made according to Chapter 6 and Chapter 8 of FEMA440. Different foundation types are considered in analyses such as mat foundation, continuous or single footings. As a soil behavior model, tensionless elastic-plastic Winkler soil model is used. Non-linear push-over analyses and performance evaluations are performed by SAP2000 computer package. Elastic-plastic Winkler soil behavior is presented by equivalent frame elements subjected only to axial forces and equivalent axial stiffness is defined for those. Mat foundation and footings are idealized as linear-elastic thick shell elements in the analyses. Performance evaluations and comparisons for the strengthened building are given in detail depending on considered foundation types., Yüksek Lisans, M.Sc.

Bu çalışmada, betonarme yapıların deprem etkileri altındaki performans düzeylerinin belirlenmesi amacıyla 2007 Türk Deprem Yönetmeliği esaslarına göre bir yapı boyutlandırılmıştır. Yapının deprem etkileri altındaki davranışı, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği'nde tanımlanan doğrusal hesap yöntemi ve doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile incelenmiştir. Doğrusal hesap yöntemi ile kolon ve kirişlerin etki/kapasite oranları, doğrusal olmayan hesap yöntemi ile yapının performans noktası ve plastik mafsalların dönme değerleri elde edilmiştir. Elde edilen değerler 2007 Türk Deprem Yönetmeliğinde öngörülen sınır değerleri ile karşılaştırılarak kesit hasar bölgeleri tespit edilmiştir. Yapılan parametrik sayısal uygulamalar, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği'ne göre boyutlandırılan yapının hem doğrusal hesap sonucunda, hem de doğrusal olmayan hesap sonucunda can güvenliği performans düzeyinde çıktığını göstermektedir. Böylece, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği'nde yapı önem katsayısı I=1.0 olan yapılar için tasarım depreminde öngörülen can güvenliği performans düzeyi sağlanmaktadır. In this study, a building was designed according to 2007 Turkish Earthquake Code to determine the performance level of concrete buildings under earthquake effects. The behavior of the building under earthquake effects was examined with linear analysis and non-linear pushover analysis evaluation methods proposed by the 2007 Turkish Earthquake Code. The demand-capacity ratios of column and beams were evaluated with the linear analysis method, the performance point and the plastic deformation values were evaluated with the non-linear pushover analysis method. The evaluated values compared with the boundary values imposed by the 2007 Turkish Earthquake Code and section damage zones were determined. The numerical analysis shows that both linear and non-linear elastic pushover evaluations of the building which was designed according to 2007 Turkish Earthquake Code is at the life safety performance level. In this way, the buildings which has an importance factor I=1 in the 2007 Turkish Earthquake Code satisfy the life safety performance level. 57

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Bu çalışmada, betonarme yapıların deprem etkileri altındaki performans düzeylerinin belirlenmesi amacıyla 2007 Türk Deprem Yönetmeliği esaslarına göre bir yapı boyutlandırılmıştır. Yapının deprem etkileri altındaki davranışı, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği’nde tanımlanan doğrusal hesap yöntemi ve doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile incelenmiştir. Doğrusal hesap yöntemi ile kolon ve kirişlerin etki/kapasite oranları, doğrusal olmayan hesap yöntemi ile yapının performans noktası ve plastik mafsalların dönme değerleri elde edilmiştir. Elde edilen değerler 2007 Türk Deprem Yönetmeliğinde öngörülen sınır değerleri ile karşılaştırılarak kesit hasar bölgeleri tespit edilmiştir. Yapılan parametrik sayısal uygulamalar, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği’ne göre boyutlandırılan yapının hem doğrusal hesap sonucunda, hem de doğrusal olmayan hesap sonucunda can güvenliği performans düzeyinde çıktığını göstermektedir. Böylece, 2007 Türk Deprem Yönetmeliği’nde yapı önem katsayısı I=1.0 olan yapılar için tasarım depreminde öngörülen can güvenliği performans düzeyi sağlanmaktadır., In this study, a building was designed according to 2007 Turkish Earthquake Code to determine the performance level of concrete buildings under earthquake effects. The behavior of the building under earthquake effects was examined with linear analysis and non-linear pushover analysis evaluation methods proposed by the 2007 Turkish Earthquake Code. The demand-capacity ratios (r) of column and beams were evaluated with the linear analysis method, the performance point and the plastic deformation values were evaluated with the non-linear pushover analysis method. The evaluated values compared with the boundary values imposed by the 2007 Turkish Earthquake Code and section damage zones were determined. The numerical analysis shows that both linear and non-linear elastic pushover evaluations of the building which was designed according to 2007 Turkish Earthquake Code is at the life safety performance level. In this way, the buildings which has an importance factor I=1 in the 2007 Turkish Earthquake Code satisfy the life safety performance level., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2006, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2006, Bu çalışmada, 1997 Deprem Yönetmeliğinin (6.10) bölümü altında verilen ikinci mertebe etkileri ile ilgili olan (6.10.2) maddesi irdelenmektedir. Prototipi verilen örnek bir yapı üzerinde, 1., 2., 3., 4. derece deprem bölgeleri ve Z1, Z2, Z3, Z4 zemin sınıfları için, deprem yüklemeleri doğrultusunda ikinci mertebe gösterge değerleri Өi’ler elde edilmiştir. Sonuçta Өi değerlerinin yönetmelikte verilen sınır değer olan 0,12’nin altında çıktığı görülmüştür. Ayrıca, deneme-yanılma yöntemiyle, aynı yapının her katı için kolon kesitleri küçültülerek, rölatif kat ötelemelerinin yönetmelikte verilen maksimum sınıra ulaşılmasına çalışılmıştır. Bunun sonucunda hesaplanan Өi değerleri 0,12 sınır değerinden küçük kalmakla birlikte alt katlarda hesaplanan Өi değerlerinde artışlar olduğu görülmüştür. 1997 Deprem Yönetmeliğinin (6.10.2) koşulu ile benzer olan Eurocode 8’deki (4.4.2.2) koşulu için de hesap yapılmıştır. 1997 Deprem Yönetmeliğinden farklı olarak, deplasmanlar, deprem yükü azaltma katsayısı ile çarpılmaktadır. Yapılan hesaplamalarda, Өi değerlerinin Eurocode 8’de sınır değer olarak verilen 0,10’u aştığı görülmüştür., In this study the interstorey drift sensitivity coefficients Өi’s are investigated according to the Turkey Earthquake Code 1997 (TEC 1997) and also EUROCODE 8. For a ten stories RC sample building, the interstorey drift sensitivity coefficients Өi were investigated for the four types of earthquake zones and soil groups. Өi coefficients were compared with maximum value of Өi given in TEC 1997. It was seen that the values of inter storey drift sensitivity coefficients Өi’s are less than anticipated maximum value Өi given in TEC 1997 for all cases. In order to obtain the maximum relative storey displacements given in TEC 1997, column dimensions were reduced by using the trial-error method. Thus, the variations of Өi coefficients were investigated under the extreme conditions. It is seen again that all the Өi values satisfies the maximum value in TEC 1997. The similar control for the second-order effects exists in Eurocode 8. Different than TEC 1997, displacements are multiplied by structural behaviour factor R, thus Өi values exceed maximum value given in Eurocode 8., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2005, Boşluklu perdeler, yüksek yapılarda rüzgar ve deprem yüklerini temsil eden yatay yük etkilerini karşılayabilmek ve tüm yapının dayanımını arttırmak amacı ile sıkça kullanılan yapı türleridir. Bu çalışmada, rijit bölgeleri bulunan, simetrik ve simetrik olmayan boşluklu perdelerin, deprem ve rüzgar yüklerini temsil eden yatay yükler ve ayrıca tekil yük altındaki davranışı incelenmiştir. Rijitleştirilmiş boşluklu perdenin birinci moda ait periyodu, kritik kesitlerdeki içi kuvvetleri ve yerdeğiştirmeleri rijit bölge konumunun perde yüksekliği boyunca değişimine ve rijit bölge genişliğine bağlı olarak hesaplanmış ve elde edilen sayısal sonuçların irdelenmesi yapılmıştır. Çalışmada sonlu elemanlar yöntemi esas alınmış ve sayısal sonuçlar SAP 2000 adlı program yardımı ile bulunmuştur. Sayısal sonuçlar irdelenerek, rijit katın tüm yükseklik boyunca en uygun yerinin belirlenmesi sağlanmıştır., Coupled structural walls (CSW) are the structural members that are widely used in medium or high - rise buildings to increase the overall rigidity and resist the lateral loads due to wind or eartquakes. In this study, the behaviour of symmetric and nonsymettric CSW having the stiff storey or storeys, called as Stiffened CSW (SCSW), have been investigated under static lateral loads representing the earthquake and wind effects. Finite element method was used in the analyses, and the numerical results was found by SAP 2000. A rectangular plane stress element with 12 degrees of freedom including the effects of nodal rotations together with the lateral and vertical displacements has been utilized in this study. Internal forces at critical sections, displacements and first natural period for (SCSW) were computed for the various rigid storey locations along the building height. By evaluating the results of numerical solutions, suitable location of rigid storey along the structural height can be obtained for the effective design of (SCSW), Yüksek Lisans, M.Sc.

ÖZET Boşluklu perdeler, yüksek yapılarda rüzgar ve deprem yüklerini temsil eden yatay yüklere karşı dayanım ve rij itliği arttırmak üzere yapı sistemlerine ilave edilen taşıyıcı elemanlardır. Bu çalışmada, dolu perdeler ile boşluklu perdeler arasında olan ve olumlu yönleri daha fazla olması beklenen rijitleştirilmiş boşluklu perdelerin statik yatay yükler altodaki davranışı incelenmiştir. Rijitleştirilmiş bölgenin (kat ve/veya katların) perde yüksekliği boyunca konumuna ve rijitleştirilmiş bölgenin genişliğine bağlı olarak, kritik kesitlerdeki iç kuvvetlerin değişimi, tepe yerdeğiştirmesi ve 1.moda ait periyotun değişimleri incelenmiştir. Özellikle bu çalışmada, yatay yükler etkisindeki boşluklu perdelerde çok zorlanan bağ kirişlerinin durumunun incelenmesi amaçlanmıştır. Rijitleştirilmiş boşluklu perdeler de, rijitleştirilmiş bölgenin perde yüksekliği boyunca konumuna bağlı olmak üzere, bağ kirişlerindeki eğilme momentleri ve bunlara bağlı olmak üzere kesme kuvvetleri önemli ölçüde azalmaktadır. Bunun sonucu olarak, bağ kirişlerinde donatı hesaplarında karşılaşılan güçlüklerin aşılması mümkün olabilmektedir. Boşluklu perdelerin bölgesel olarak rijitleştirilmesi daha başlangıçta boyutlandırma aşamasında dikkate alınabileceği gibi, boşluklu perdeleri bulunan mevcut betonarme binaların güçlendirilmesi aşamasında, binaların yatay yükler etkisindeki davranışını iyileştirmek amacıyla, bu tür perdelerde rijitleştirilmiş bölgelerin oluşturulması bir güçlendirme tekniği olarak düşünülebilir. Sayısal inceleme aşamasında, boşluklu perdelerde, kat sayısının değişimi, perdelerin eğilme düzlemindeki uzunluklarının değişimi, bağ kiriş yüksekliğinin değişimi gözönüne alınmıştır. Sayısal incelemelerde SAP2000 bilgisayar programı kullanılmıştır. Sayısal sonuçlar incelenerek, gözönüne alman büyüklüğün (kesit zoru, tepe yerdeğiştirmesi, l.mod periyotu) rijit bölgenin ( kat ve/veya katların) hangi konumlarında en optimum değerleri verdiği araştırılmıştır. Deprem ve rüzgar etkilerini temsil eden statik yatay yükler, tepede tekil yatay yük ve perde yüksekliği boyunca uniform veya üçgen yayılı yük durumları olarak göznüne alınmıştır. Birinci moda ait periyodun elde edilebilmesi için bu yükler katların toplandığı kat seviyelerinde statikçe eşdeğer tekil yüklere dönüştürülmüştür. xıv INVESTIGATION OF THE COUPLED STRUCTURAL WALLS UNDER THE BEHAVIOUR OF STATIC LATERAL LOADS SUMMARY Coupled stnıctural walls are the structural members that are widely used in medium ör high - rise buildings to increase the overall rigidity and resist the lateral loads due to wind ör earthquakes. hı this study, the behavior of stiffened coupled structural walls, which has göt more advantages beside walls and coupled walls have been analyzed under static lateral loads representing the earthquake and wind effects. We investigated the internal forces at critical sections, displacements and 1. natural period for the various rigid storey and/or storeys locations along the building height and the width of the rigid section. in this study, we especially search the coupling beams, which was strained much in coupled structural walls. in stiffened coupled structural walls, the bending moments of coupling beams and also the shearing force decrease much under the effects of the rigid section along the building height. As a result we can solve the reinforcement problems in coupling beams. We can consider to make the coupling beams as a local rigid area in the pre design phase. And we can also reinforce the buildings which has göt coupling beams by improving the behavior of the reinforced concrete buildings under the effects of lateral forces. in fact of the view that the differences of the number of storeys, the length of the walls under plane flexure, and the height of the coupling beams in analysis of the numerical solutions, SAP 2000 was used in the calculations. By evaluating the results of numerical solutions, suitable location of rigid storey along the structural height was obtained. We consider the static lateral loads representing the earthquake and wind effects, concentrated load at the top, uniform and triangular loads, which lay along the building height. XV 133

ÖZET Çubuk Geometrisi Bu araştırmada ele alınacak problemler uzay çubuk ortamından oluşmaktadır. Silindirik helisel çubukta çubuk eksenine bağlı olarak hareketli (t,n,b) ile sabit takım (i,j,k) arasındaki dönüşüm bağıntıları: i = - [R(ff>) I c(q>)/ sin(ç?) t - cos(ç?) n + [p(ç>) I c(ç>)] sin(ç>) b j = + [R()n - [p(ç) I c() b k = -[p()/ c((p)] sin(p) i + [R(ç>) I c(ç>)] cos() I c(ç)] cos(ç?) j + [R(ç>) I c((i,j = t,n,b) (A.5) şeklinde hesaplanır. Kinematik denklemler, dîî ` du, _ nco = 0 ve - + txO~Y = 0 ds ds olup bünye bağıntıları, -M + Doo = 0 ve -T + Cy = 0 dır. (A. 7) de kaymaya ve dönmeye karşı gelen rijitliklerin tersi, C = k/GA 0 0 0 k'/GA 0 0 0 1/EA ve D = /IEIb 0 0 0 /IEIn 0 0 0 1/EL (A.6) (A.7) (A.8) dır. Daha sonra yukarıdaki alan denklemleri ve fonksiyonel analizi yöntemi kullanılarak karışık sonlu eleman formülasyonu için uygun yapıdaki fonksiyonel, /...> olacak biçimde doğrusal verilmiş yaklaşım fonksiyonları kullanılarak, 1 x y/x=-(L-x) ve y2=- (A.10) ile ifade edilecektir. (A.10) da L sonlu çubuk elemanının boyunu ifade eder. Böylece çubuk elemanı içinde herhangi bir noktadaki değişkenler, u=ulxı/x+u2y/2 # T = Tlı^l+T2y/2 1 Q^Qy/.+Qy/i ' M=Mxy/x+M2y/2 J biçiminde tanımlamr. Daha sonra eleman matrisi ke ile kütle matrisi me üretilir. Sistem matrisi K ve sistem kütle matrisi M de kodlama tekniği ile ke ile me den elde edilir. Dinamik Analiz Tek serbestlik dereceli sistemlerde serbest titreşim eşitliği aşağıdaki gibi yazılabilir: mx + kx = 0 (A.12) Bunun harmonik titreşimlerine ait çözümü, x = asm({it) (A. 13) şeklindedir. Şimdi (A.12) de (A. 13) yerleştirilirse, (k-{i2m)a = 0 (A.14) elde edilir. Çok serbestlikli sistemlerde (A.14) bir denklem takımı olarak, ([K]-//2[M]){w} = {0} (A.15) biçiminde karşımıza çıkar ve bir özdeğer problemine dönüşür. Denklem takımı (A.15) in bir çözümünün olabilmesi için katsayılar determinantı sıfıra eşit olmalıdır. Aksi durum trivial çözümdür. Burada ju çubuğun serbest titreşim frekansı, w (u, Q) ise yer değiştirme/dönme tipinde bir kolon vektördür. Karışık sonlu elemanlar yönteminde (A.15) in açık yazımı: xı/T /U [K`] [K12] [K21] [K22]j -M [0] [0]' [0] [m] (A.16) biçimindedir. (A.16) da {F} gerilmeler sonucu oluşan kuvvetler/momentlere ait kolon vektör olup indirgeme yöntemi kullanılarak, problemin sınır koşullarına göre indirgenmiş denklem takımı: ([K']-^H){w} = {0} (A.17) şeklinde ifade edilir. (A.17) de [K'] = [K22]-[K12f [K,,]`1^] olup, [K*] a indirgenmiş sistem matrisi denir. (A.17) denklemi bir özdeğer probleminin çözümüyle hesaplanır. Bu çalışmada, helisel çubukların statik ve dinamik analiz problemleri karışık sonlu elemanlar formülasyonu ile çözülerek, analitik çözümlerle ve diğer yöntemlerden bulunmuş sonuçlarla karşılaştmlmıştır. Bu amaçla FORTRAN-90 dilinde yazılmış bir bilgisayar programı geliştirilmiş; programın doğruluğu ve hassasiyeti bilinen sonuçlarla karşılaştmlmıştır. Elde edilen sonuçlara göre karışık sonlu elemanlar yöntemi ile kurulan model, kullanılan diğer metotlara oranla deneysel ve teorik çalışmalarla elde edilen sonuçlara daha yakın değerler vermiştir. xıı SUMMARY The Rod Geometry The rod problems considered in this study are in the three dimensional space. The necessary transformations between unit vectors for Frenet (t,n,b) and Cartesian (i,j,k) system are: i = - [R()] sin(ç?) b j = + [R()n - [p() b /L = -[p() I c() I c(ç>)] cos(» j + [p((p) I c(ç)] sin() i - [p(ç>) I c((i,j = t,n,b) (A.5) (A.6) (A.7) (A.8) Afterwards, by using the field equations (A.4), (A.6), (A.7) and functional analysis method the following functional has been obtained: /(y) = - u, dT ds dM ds,« (A.9) + [txO,T]- -i[D_1M,M]-^ [c% t] -±pAju2[u,u]-±piM2[n,n] + (t-t},u/ + (m-m),q] +[«,rL+[n,Af] In equation (A.9), the subscripts e and cr represent the geometric and dynamic boundary conditions. The Finite Element Formulation: u displacement, ÎÎ rotation, M moment and T internal force vectors are described as unknowns in (A.9) and the number of unknowns is 12 at each node of the rod in three dimensional coordinate system. These 12 unknowns are represented with interpolation functions like ut=^ ı/z-y/j,...,. For the finite element formulation linear interpolation functions are used: xiv1 x y/x=-{L-x) and y/2 = - (A.10) where L is the rod finite element length. Thus, the variables at any point of the rod axis are expressed as: u = uxy/x + u2w2 # T = Txy/x + T2y/2 Q = Q/f/X + Q2/j/2 ' M = Mxy/X + M2y/2 (A.11) Afterwards, the element ke and the mass matrix me are found using (A.10) and (A.11). Global system matrix K and global mass matrix M are derived from keand me using coding technique. Dynamic Analysis Free vibration equation of a single degree of freedom system can be expressed as follows: mx + kx = 0 Assuming the following harmonic solution, x = a sin(/tf ) Eq. (A. 13) reduces to the eigenvalue problem: (k-/j.2m/a = 0 (A.12) (A.13) (A.14) For conservative multi degree of freedom systems, (A.14) can be expressed as: ([K]-//2[M]){w} = {0} (A.15) and this reduces to the general eigenvalue problem. A nontrivial solution of the set Eq. (A.15) is possible only if the determinant of the coefficient matrix vanishes. In this equation ju represents the free vibration frequency of the space rod and w (u, Q) shows the column vector that holds displacements and rotation components. In mixed finite element model, (A.15) can be written in an open as follows: [Kn] [K12]' [K21] [K22] ?M [0] [0] [0] [m] > Jy Ml.Wl (A. 16) XVIn Eq. (A. 16), {F} is the column vector that holds the force and moment components. Taking out the components of the vector {F} from Eq. (A. 16) and using the reduction technique we get: ([K']V[m]){w} = {0} (A.17) where [K*] = [K22]-[K12]7'[K1I]_1[K12] and, [K*] is represented as reduced global system matrix. Eigenvalue problem expressed in Eq. (A.17) is solved and circular frequency values of jo. are found. A computer program coded in FORTRAN-90 is developed to prove sensitivity and verification of the method. In conclusion, it is shown that the frequency values derived by mixed finite element method give more sensitive results than other methods. xvi 113