Harmonization of seismic hazard and risk reduction in the Vrancea zone: scientific results of a NATO research project

The paper presents some of the main scientific results achieved in the framework of a recently completed NATO Science for Peace and Security research project. The project aimed to harmonize the different seismic hazard maps of Romania, Moldova and Bulgaria and to develop standard maps in Eurocode 8 format, reflecting the real transboundary geophysical effects of the seismic phenomenon. In order to achieve these results, an important amount of research work in the field was carried out by the project teams of the three countries. The project also involved training of young scientists in the fields of seismic hazard, vulnerability and risk, organizing of seminars and workshops with international experts and upgrading the national seismic networks with new digital equipments. The general coordination of project activities and the evaluation of the project progress were performed by a scientific team from the Middle East Technical University (METU) in Ankara, Turkey

Dinamik-benzeri deneylerle yapı güçlendirme tekniklerinin irdelenmesi

TÜBİTAK MAG01.06.2010Üç farklı güçlendirme yönteminin iki katlı üç açıklıklı betonarme çerçeveler üzerindeki sismik performansı dinamik-benzeri deney yöntemi uygulanarak gözlemlenmiştir. Üç deney elemanın orta açıklığında delikli tuğla duvar bulunmaktadır. Bütün deney elemanları Türkiye‟deki inşaat uygulamalarında bulunan düz donatı, düşük beton dayanımı ve yetersiz sargı donatısı gibi sismik yetersizlikler göstermektedir. Türk deprem kodunda bulunan bina sakinleri için uygun olan delikli tuğla duvarlara monte edilen Lifli Polimerler ve ön üretimli beton paneller ile geleneksel yaklaşım olan betonarme duvar yöntemleri uygulanmıştır. Deney elemanları Düzce yer hareketinin Kuzey-Güney bileşenin üç farklı ölçeğine maruz bırakılmıştır. Referans deney elemanı %100 ölçekte ağır hasar görmüş, tuğla duvarın bütünlüğünü koruyamamasından ve tuğla duvarı çevreleyen kolonların ciddi hasar görmesinden dolayı çökme aşamasına gelmiştir. Güçlendirilen çerçeveler en yüksek seviye olan %140 Düzce yer hareketinde sağ kalmayı başarabilmiştir. Deney sonuçları, uygulanan deprem yükleri için güçlendirme yöntemlerinin başarısını onaylamıştır.Three seismic strengthening methods were investigated by conducting PsD (Pseudo Dynamic) tests on two story-three bay frames. All frames had infill clay tile walls in their central bay. The test specimens had design and detailing deficiencies commonly observed in the Turkish building stock such as plain bars, low concrete strength, and insufficient confining steel reinforcement. Fiber reinforced polymer strengthening, precast panel application, and post installed reinforced concrete wall, which are recommended by the Turkish Earthquake Code are investigated. North-South component of 1999 Düzce Earthquake was applied for all specimens at three incremental scales. Severe damage was observed at reference specimen for the 100% scale motion due to the fact that infill wall lost its integrity and interior columns sustained heavy damage. All the other retrofitted specimens survived the 140% Düzce motion with an acceptable damage. Test results confirmed the success of all three retrofit schemes

Vibration-based and near real-time seismic damage assessment adaptive to building knowledge level

This paper presents a multi-level methodology for near real-time seismic damage assessment of multi-story buildings, tailored to the available level of knowledge and information from sensors. The proposed methodology relates changes in the vibratory characteristics of a building—evaluated via alternative dynamic identification techniques—to the European Macroseismic Scale (EMS-98) damage grades. Three distinct levels of knowledge are considered for the building, with damage classification made through (i) empirical formulation based on quantitative ranges reported in the literature, (ii) analytical formulation exploiting the effective stiffness concept, and (iii) numerical modelling including a simplified equivalent single-degree-of-freedom model or a detailed finite element model of the building. The scope of the study is twofold: to construct a framework for integrating structural health monitoring into seismic damage assessment and to evaluate consistencies/discrepancies among different identification techniques and model-based and model-free approaches. The experimental data from a multi-story building subject to sequential shaking are used to demonstrate the proposed methodology and compare the effectiveness of the different approaches to damage assessment. The results show that accurate damage estimates can be achieved not only using model-driven approaches with enhanced information but also model-free alternatives with scarce information

Mevcut binalar için güçlendirme yöntemleri geliştirilmesi

TÜBİTAK MAG01.05.2005Bugün ülkemizde ve diğer ülkelerde yaygın olarak uygulanan "sistem iyileştirmesi" yöntemi, dayanımı ve rijitliği yetersiz çerçevelerin bazı gözlerinin betonarme dolgu ile doldurularak yeni bir yatay yük taşıyıcı sistemi olmuşturulması olarak tanımlanabilir. Ülkemizde bugün karşılaşılan en önemli sorunlardan biri de hasar görmemiş ve kullanılmakta olan çok sayıda zayıf binanın depreme dayanıklı duruma getirilmesidir. Bu binaların güçlendirilmesinde, "sistem iyileştirmesi" yönteminin kullanılması elbette mümkündür. Ancak sözü edilen yöntemde dolgu duvarların oluşturulmasında beton kullanılacağından, binaların boşaltılması gerekmektedir. Çok sayıda binanın boşaltılması ve binada yaşayanların eşyaları ile birlikte başka bir konuta yerleştirilmesi pratik bir çözüm değildir. Bu proje kapsamında, depreme dayanıklı olmayan ve halen kullanılmakta olan binaların boşaltılmadan güçlendirilmesini sağlayacak yöntemler geliştirilmiş ve bunların gerekli dayanım ve rijitliği sağladığı deneysel ve analitik olarak kanıtlanmıştır.In the system behavior improvement technique, the general philosophy is to introduce a new lateral load resisting system, which will increase the lateral strength and the lateral stiffness of the existing system, which is generally a non-ductile frame with inadequate lateral stiffness. Various techniques based on this principle have been developed and applied in the past. Among them, the most widely used technique is the formation of new stiff walls through infilling some bays of the existing frame with reinforced concrete infills. Use of infilled frames as a method of seismic behavior improvement for existing structures is presently a very common application in Turkey. All these techniques are applicable at the cost of a certain discomfort to the occupants and, the application of these techniques in the rehabilitation of undamaged buildings may not very practical. With this project, the development of new strengthening techniques was achieved. Experimental and anaylical studies have been done to proove the effectiveness of newly developed strengthening techniques. In this study, rapid and yet reliable rehabilitation methodologies for Turkey have be developed

Gömülü yapıların deprem davranışının belirlenmesinde kullanılan mevcut yöntemlerin karşılaştırılmalı değerlendirilmesi.

In the last three decades, seismic performance assessment of buried structures has evolved through the following stages : i) buried structures are not prone to seismically-induced damages, thus no need for detailed investigations, ii) eliminating soil-structure-earthquake interaction and use of seismically-induced free field ground deformations directly as the basis for seismic demand, thus producing conservative results, and finally iii) soil-structure and earthquake interaction models incorporating both kinematic and inertial interactions. As part of soil-structure and earthquake interacting models, simplified frame analysis established the state of practice and is widely used. Within the confines of this thesis, the results of simplified frame analysis based response of buried structures are compared with those of 2-D finite element dynamic analyses. For the purpose, 1-D dynamic and 2-D pseudo-dynamic analyses of free field and buried structural systems are performed for a number of generic soil, structure and earthquake combinations. The analyses results revealed that, in general, available closed form solutions are in pretty good agreement with the results of finite element analyses. However, due to the fact that dynamic analyses can model both kinematic and inertial effects; it should be preffered for the design of critical structures.M.S. - Master of Scienc

Hysteretic Shear Model for Reinforced Concrete Members

A hysteretic model is proposed for shear response of reinforced concrete members subjected to shear force and bending moment reversals. The model consists of a primary shear force‐shear displacement curve and unloading and reloading branches under cyclic loading. The primary curve is the envelope curve for the hysteretic relationship, and can be considered the same as the force displacement relationship under monotonic loading up to the onset of strength decay. A primary curve established by any acceptable procedure, with well‐defined cracking and yield points, can be used in constructing the model. The rules proposed for unloading and reloading branches of the model were obtained from a large number of test data. Full‐scale column tests, under inelastic load reversals, were used for this purpose. These rules were developed to predict experimentally observed stiffness degradation and pinching of hysteresis loops. Empirically derived expressions were included to introduce the effects of axial load, deformation level, and the number of deformation cycles. The model was employed to reproduce the results of large scale tests of reinforced concrete elements. The comparisons include columns, beams, and structural walls, tested by different investigators. Individual hysteresis loops of small and large deformation cycles are compared with those produced by the model. The results show a good agreement between the model and the experimental data.Publisher's Versio

Betonarme dolgu ile onarılmış çerçevelerin deprem davranışı

TÜBİTAK İNTAG-01.08.1998Burada sonuçları verilen deneysel çalışmanın asıl amacı; çerçevedeki hasarın, dolgulu çerçeve davranışı üzerinde neden olduğu etkilerin incelenmesidir. Bu amaçla raporun hazırlandığı bu tarihe kadar, 8 adet bir-açıklıklı, iki-katlı betonarme çerçeve, depremi benzeştiren tersinen-tekrarlanan yükler altında belirgin bir hasar oluşuncaya kadar denenmiştir. Daha sonra bu çerçeveler yerinde döküm betonarme dolgular ile onarılıp güçlendirildikten sonra depremi benzeştiren yükler altında denenmiştir. Birkaç eleman hariç, çerçeve elemanlarında yeterli sargı donatısı kullanılmamıştır. Ayrıca, elemanların detaylandırılmasında, deprem şartnamesinde belirtilen kriterler dikkate alınmamıştır. Gerçekte bu tip zayıflıklar, gerek Dinar, gerekse Erzincan depremlerinde oldukça yaygın olarak gözlemlenmiştir. Bu zayıflıklar kısaca; kolon-kiriş uç bölgelerinde sargı donatısında yeterli sıklaştırma uygulanmaması, kolon boyuna donatısındaki bindirme boyundaki yetersizlikler, kolon ve kiriş donatılarındaki detay veya uygulama hatalan (kiriş alt donatısı, üst donatı gibi kolonun sonuna kadar sokulup 90° bükülmemiş, ucu kanca yapılarak bir miktar kolona sokulmuştur) ve kötü beton kalitesi olarak özetlenebilir. Test edilen elemanların bir tanesinde, kolon boyuna donatısında bindirmeli ek bulunan bölge (yetersiz bindirme, 12 $\phi$) çelik plakalar ile takviye edilmiş-mantolanmış, bunu takiben betonarme dolgu çerçeveye uygulanmıştı

Prefabrike betonarme yapı birleşimlerinin deprem davranışı

TÜBİTAK İNTAG01.01.1995Bu çalışmanın amacı, ülkemizde kullanılmakta olan, moment transfer edebilen prefabrike kiriş-kolon bileşimlerinin deprem dayanımını saptamak, gerekirse bağlantı detaylarını geliştirerek depreme dayanıklı prefabrike sistemlerin oluşumuna katkıda bulunmaktı. Bu tür birleşimlerin deprem dayanımını saptamanın tek yolu, sözkonusu birleşimlerin depremi benzeştiren yükler altında laboratuvarda denenmesidir. ODTÜ İnşaat Müh. BIm., Yapı Mekaniği Laboratuvannda geliştirilen bir deney düzeneği ile ülkemizde yaygın olarak kullanılan dört ayn bağlantı, kiriş-kolon bMeşimlerinin tersinen-tekrarlanan yükleme altında test edilmesiyle incelenmiştir. Deneyler sonunda, gözlenen zayıflıkların giderilmesine çalışılarak, bağlantılar geliştirilmiştir. Geliştirilen bağlantılara sahip kolon-kiriş birleşimleri depremi benzeştiren yükler altında test edilerek bunların deprem davranışı saptanmıştır