Evaluation of Finite Element Programs Used in the Design of Reinforced Concrete Frame Buildings in the Context of Period, Base Shear Force and Relative story drift in TBEC-2019

Gelişen yazılım teknolojisi ile birlikte tasarımcı, seçilen deprem yönetmeliğine göre yapının analizini paket programlar yardımıyla kolaylıkla yapabilmektedir. Deprem yükünün tespitinde en önemli aşama yapının doğal titreşim periyodunun belirlenmesidir. Yönetmelikler tasarımcının, basit periyod bağıntıları (amprik) ve fiktif kuvvetler altındaki deplasmanalara bağlı literatürde kabul görmüş yöntemlere göre hesap yapmasını istemektedir. Bu çalışmada SAP2000 ve ETABS analiz programları kullanılarak yapının doğal titreşim periyodu tespit edilmiş ve elde edilen periyod değerleri TBDY-2019’da verilen yaklaşımlarla kıyaslanmıştır. Çalışmada İstanbul/Avcılar’da yapılacak olan 2-9 katlı çerçeve tipi betonarme binaların, ZA ve ZC zemin sınıfları için ETABS ve SAP2000 analizinden elde edilen periyot, taban kesme kuvveti ve göreli kat ötelemeleri karşılaştırılmıştır. Analiz programlarının periyot seçerken yaptığı hesap kabullerinden dolayı 4-9 katlı binalarda ETABS’da bulunan periyot SAP2000’de bulunan periyottan %9,5-40 kadar daha az sonuç vermiştir. Dolayısıyla yapıya gelen taban kesme kuvveti de aynı oranda değişmiştir. Ayrıca yalnızca SAP2000’de iki zemin sınıfı için yapılan analizler sonunda ZC zemin sınıfında elde edilen taban kesme kuvveti ZA zemin sınıfına göre %50-80 daha fazla olduğu görülmüştür. Göreli kat ötelemeleri ise ZA zemin sınıfı yerine ZC zemin sınıfı seçilmesi durumunda %49,2-92 kadar daha fazla elde edilmiştir. Sonuç olarak tasarımcılara yol gösterici olması amacıyla analiz programlarında yapılan hesap kabulleri açıklanmıştır.
With the developing software technology, the designer can quickly analyze the structure according to the chosen earthquake code with the help of package programs. The most critical step in determining the earthquake load is to determine the natural vibration period of the structure. Regulations require the designer to calculate according to methods accepted in the literature based on simple period relations (empirical) and displacements under fictitious forces. In this study, the natural vibration period of the structure was determined using the SAP2000 and ETABS analysis programs and the obtained period values were compared with the approaches given in TBEC-2019. In the study, the period, base shear force and relative story drifts obtained from the ETABS and SAP2000 analysis for the ZA and ZC soil classes of the 2-9 story frame type RC buildings to be built in Istanbul/Avcılar were compared. Due to the calculation assumptions made by the analysis programs when choosing the period, the period found in ETABS in 4-9-story buildings yielded 9.5-40% fewer results than the period found in SAP2000. Therefore, the base shear force on the structure also changed at the same rate. In addition, at the end of the analyzes made for only two soil classes in SAP2000, it was seen that the base shear force obtained in the ZC soil class was 50-80% higher than in the ZA soil class. Relative story drifts were obtained as 49.2-92% higher when ZC soil class was chosen instead of the ZA soil class. As a result, the analysis programs' calculations are explained to guide the designers.