Earthquake behavior evaluation of R/C structures strengthened with steel bracings

Çalışmada, çelik çapraz elemanlarla güçlendirilmiş betonarme yapıların deprem davranışları doğrusal olmayan analizler yardımıyla incelenmiştir. Betonarme yapıların güçlendirilmesi ile ilgili olarak farklı çaprazlama şekilleri uygulanmıştır. Betonarme yapıları temsil etmek üzere 10 katlı betonarme çerçeve bir yapı tasarlanmış ve bu çerçeve yapı farklı şekillerde çelik çapraz elemanlarla güçlendirilmiştir. Analizler kapsamında doğrusal olmayan statik artımsal itme analizleri gerçekleştirilerek yapıların elastik ötesi davranışları belirlenmiştir. Güçlendirilen betonarme yapılarla, mevcut yapı, doğrusal olmayan analiz sonuçlarına göre deprem davranışları açısından karşılaştırılmıştır. Böylelikle güçlendirilmiş yapıların davranışları belirlenmiş ve güçlendirmenin yapısal davranışa katkısı ortaya konulmuştur. Ayrıca farklı şekillerde güçlendirme uygulanarak en iyi güçlendirme şeklinin belirlenmesi de amaçlanmıştır.In the present study, the seismic behavior of reinforced concrete (R/C) frame structures strengthened with eccentric steel bracing is examined. In this aim, a R/C frame structure is designed and then strengthened with different eccentric steel bracings. The existing and the strengthened structures are analyzed using nonlinear static pushover analysis. Their structural behavior under earthquake effect is compared with each other. In the analyses, 10- story R/C frame structure is designed and this structure is strengthened with different types of strengthening bracings. Thus, the earthquake behavior is defined for the strengthened and existing structures. It is also aimed to determine the best strengthening way with steel bracings

KAPASİTE SPEKTRUMU YÖNTEMİ İLE BETONARME ÇERÇEVE YAPILARIN PERFORMANS NOKTALARININ BELİRLENMESİ

Performance based analysis methods are performed to understand the behavior of thestructures under earthquake. In this study, it is aimed to evaluate the performance of the R/C framestructures by using capacity spectrum method as one of the performance based design methodology.With this aim, 3, 5, 8 and 15-story R/C frame structures were chosen. The pushover analyses wereconducted for these frame structures under triangular and rectangular lateral load distributions todrawn the capacity spectrum curves. The Capacity Spectrum Curves are plotted to compare withdemand spectrum. Earthquake ground motions recorded at eight stations during various earthquakesoverall the world are used in the analyses. It is determined the performance points of frame structureswith capacity spectrums and demand spectrums.Performansa bağlı analiz yöntemleri, yapıların deprem davranışlarının önceden belirlenmesiamacı ile uygulanmaktadır. Bu çalışmada, performansa bağlı analiz yöntemlerinden “KapasiteSpektrumu Yöntemi” ile betonarme çerçeve yapıların performans analizlerinin yapılması amaçlanmıştır.Bu amaçla, 3, 5, 8 ve 15 katlı betonarme çerçeve yapılar ele alınmış, bu çerçeve yapıların üçgen vedikdörtgen yanal yükleme tipleri ile itme analizleri yapılarak kapasite spektrumları elde edilmiştir.Ardından talep spektrumlarının elde edilmesi için dünya genelinden, yakın odaklı sekiz farklı depremseçilmiştir. Belirlenen talep spektrumları ve elde edilen kapasite spektrumları ile performans noktalarıbulunmuştur

Çelik Çapraz Elemanlarla Güçlendirilen Betonarme Yapıların Deprem Davranışlarının İncelenmesi

In the present study, the seismic behavior of reinforced concrete (R/C) frame structures strengthened with eccentric steel bracing is examined. In this aim, a R/C frame structure is designed and then strengthened with different eccentric steel bracings. The existing and the strengthened structures are analyzed using nonlinear static pushover analysis. Their structural behavior under earthquake effect is compared with each other. In the analyses, 10- story R/C frame structure is designed and this structure is strengthened with different types of strengthening bracings. Thus, the earthquake behavior is defined for the strengthened and existing structures. It is also aimed to determine the best strengthening way with steel bracings.Çalışmada, çelik çapraz elemanlarla güçlendirilmiş betonarme yapıların deprem davranışları doğrusal olmayan analizler yardımıyla incelenmiştir. Betonarme yapıların güçlendirilmesi ile ilgili olarak farklı çaprazlama şekilleri uygulanmıştır. Betonarme yapıları temsil etmek üzere 10 katlı betonarme çerçeve bir yapı tasarlanmış ve bu çerçeve yapı farklı şekillerde çelik çapraz elemanlarla güçlendirilmiştir. Analizler kapsamında doğrusal olmayan statik artımsal itme analizleri gerçekleştirilerek yapıların elastik ötesi davranışları belirlenmiştir. Güçlendirilen betonarme yapılarla, mevcut yapı, doğrusal olmayan analiz sonuçlarına göre deprem davranışları açısından karşılaştırılmıştır. Böylelikle güçlendirilmiş yapıların davranışları belirlenmiş ve güçlendirmenin yapısal davranışa katkısı ortaya konulmuştur. Ayrıca farklı şekillerde güçlendirme uygulanarak en iyi güçlendirme şeklinin belirlenmesi de amaçlanmıştır

Çelik Çapraz Elemanlarla Güçlendirilen Betonarme Yapıların Deprem Davranışlarının İncelenmesi

In the present study, the seismic behavior of reinforced concrete (R/C) frame structures strengthened with eccentric steel bracing is examined. In this aim, a R/C frame structure is designed and then strengthened with different eccentric steel bracings. The existing and the strengthened structures are analyzed using nonlinear static pushover analysis. Their structural behavior under earthquake effect is compared with each other. In the analyses, 10- story R/C frame structure is designed and this structure is strengthened with different types of strengthening bracings. Thus, the earthquake behavior is defined for the strengthened and existing structures. It is also aimed to determine the best strengthening way with steel bracings.Çalışmada, çelik çapraz elemanlarla güçlendirilmiş betonarme yapıların deprem davranışları doğrusal olmayan analizler yardımıyla incelenmiştir. Betonarme yapıların güçlendirilmesi ile ilgili olarak farklı çaprazlama şekilleri uygulanmıştır. Betonarme yapıları temsil etmek üzere 10 katlı betonarme çerçeve bir yapı tasarlanmış ve bu çerçeve yapı farklı şekillerde çelik çapraz elemanlarla güçlendirilmiştir. Analizler kapsamında doğrusal olmayan statik artımsal itme analizleri gerçekleştirilerek yapıların elastik ötesi davranışları belirlenmiştir. Güçlendirilen betonarme yapılarla, mevcut yapı, doğrusal olmayan analiz sonuçlarına göre deprem davranışları açısından karşılaştırılmıştır. Böylelikle güçlendirilmiş yapıların davranışları belirlenmiş ve güçlendirmenin yapısal davranışa katkısı ortaya konulmuştur. Ayrıca farklı şekillerde güçlendirme uygulanarak en iyi güçlendirme şeklinin belirlenmesi de amaçlanmıştır

Evaluation of Cost-Effectiveness for Different Sealant Materials Used in Highway Maintenance Operations

An important element in pavement maintenance practices is the sealing and filling of cracks. Hot pour materials are the most commonly used material, providing good performance for most of the cases. However, some maintenance processes utilize cold pour asphalt emulsion crack sealants. Cold pour crack sealants require longer setting and curing times, especially in areas of high humidity. In addition, the performance history of these cold pour sealants is not known nor well documented in comparison to the performance of hot rubber crack sealants. The costs associated with the use of this material versus hot rubber asphalt are also not well documented or determined. An extensive, three year research has been completed in cooperation with the Texas Department of Transportation (TxDOT) in pursuit of evaluating and comparing the costeffectiveness for hot pour and cold pour sealants. Eight different roads in five districts were selected for the comparison of the sealants. A total of thirty-three different test sections were obtained through this operation. The surveys and field study indicate that hot pour rubber sealants performed better than cold pour sealants. In the test sections, hot pour sealants performed better over time than cold pour sealants. The cost analysis for this research is based on the comparison of all aspects related to the placement of hot and cold pour sealants. Construction cost is not the sole factor in cost-effectiveness. Performance of a sealant is also another significant factor, because a poorly performing sealant will require sealing to occur more often. Based on the service-life information collected from field evaluations, life-cycle costs can be calculated. The average annual cost (AAC) values were calculated for each sealant in twenty-five test sections in five districts. The cost analyses showed that the overall AAC for cold pour materials is $0.351/m, and for hot pour materials, the average AAC is$0.147/m

Evaluation of nonlinear structural analyses

 Binaların deprem yükleri altındaki doğrusal olmayan davranışlarının belirlenmesinde birçok analiz yönteminden söz etmek mümkündür. Bunlara, doğrusal olmayan artımsal itme ve doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz yöntemleri örnek olarak verilebilir. Doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz, sismik davranışı belirlemede en iyi yöntem olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte doğrusal olmayan artımsal itme analizleri de kolaylıkları sebebiyle uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Artımsal itme analizleri, klasik, uyarlanmış ve enerji esaslı olmak üzere üç ana başlık altında toplanabilir. Bu çalışmanın amacı, binaların performansının belirlenmesinde kullanılan doğrusal olmayan artımsal itme analizlerinin, doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizlerle karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesidir. Bu amaçla çalışmada periyotları farklı, üç açıklıklı, 4, 6, 8 ve 12 katlı dört betonarme çerçeve tipi bina ele alınmıştır. Bu çerçeve tipi binalar için klasik artımsal itme analizleri, dikdörtgen, üçgen (IBC, k=1) ve parabol (IBC, k=2) yük etkileri altında gerçekleştirilmiştir. Ardından uyarlanmış ve enerji esaslı doğrusal olmayan artımsal itme analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen artımsal itme eğrileri, farklı 30 deprem verisi ile yapılan doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Klasik, uyarlanmış ve enerji esaslı artımsal itme analizleri, zaman tanım alanında dinamik analiz, betonarme çerçeve tipi binalar.Nonlinear static procedures are now widely used in engineering practice to predict seismic demands in building structures under earthquake effects. Moreover, some seismic codes including new Turkish design code?06 have begun to consider them to aid in performance assessment of structural systems. The main aim of Performance assessment is to determine the performance target and performance criteria of structures. A critical component of evolving performance-assessment is the accurate estimation of seismic demand parameters. Nonlinear analyses are used in performance assessment. Time History analysis is the most reliable analysis method among the all nonlinear analysis methodologies. However Pushover analysis is become important due to its easy application comparing to time history analysis.  It has been employed as a capacity analysis tool for the main purpose of seismic demand estimation. It is possible to mention three different pushover methodologies as classical, adaptive and energy based. With the increase in the number of alternative pushover procedures proposed in recent years, it is useful to identify the potential limitations of these methods and compare and contrast their effectiveness in simulating seismic demands at the structure, story and component level. The main purpose of this study is to evaluate the push over methodologies for frame type structures with different natural periods by comparing to nonlinear dynamic time history analyses. Each building is subjected to 30 near fault ground motions having different characteristics. 4-6-8-12-stroy frame type structures are selected and dimensioned regarding with the Turkish Design Code. These four structures are typical reinforced concrete (R/C) frame systems. First, classical pushover analysis is applied on the sample frame type structures, then, adaptive and energy based push over analyses are performed. To evaluate the results from the pushover analyses, nonlinear dynamic time history analyses are performed with earthquake ground motions. For the analyses, DRAIN 2DX program is conducted.  Different types of loading patterns for classical pushover analyses are considered in the study. These are triangular, rectangular, and parabolic patterns taken from IBC. The lateral load patterns are applied step by step on the structures to sketch the pushover curves. Plastic hinge hypothesis is used to follow the structural behavior. The classical pushover analysis is based on the lateral load-deformation relationship in the aspect of material and geometric nonlinearity. The adaptive pushover analysis is based on a methodology changing with the inertia distribution for each modal shape and redistribution of loading. In this methodology it is possible to consider the higher mode effects and redistribution of inertia forces. There are so many different applications on adaptive pushover methodology. Chopra and Goel (Modal Pushover Analysis), Antoniou and Pinho, Mwafy and Elnashai, Gupta and Kunnath and Aydinoglu (Incremental Response Spectrum Analysis) methodologies are most important ones. Most of them are based on consideration of the higher mode effects. For the classical and adaptive pushover analyses, energy parameters are not taken into account. Structural damage is stated with the function of the structural displacement. However it is necessary to involve the energy parameters into pushover analyses for more realistic results. Energy based pushover analyses is applied by Montesfirst. Its aim is to consider energy parameters into pushover analyses. The structural displacements are calculated with the work from the pushover analyses. After conducting three different types of pushover methodologies, finally, time history analysis is realized. The displacements are found directly as a result of time history analysis which is not possible with any of pushover analyses. Dynamic loads are applied on the structures directly to get the structural displacement. For more realistic earthquake behavior estimation, more realistic nonlinear analysis is necessary. Therefore, to improve the pushover analyses for more realistic results is the primary focus of the earthquake engineering in the last decade. The importance of the pushover analysis explains the rising interest in recent developments of various methodologies. In this present study, the results of the pushover methodologies are evaluated with the time history analysis. The time history analysis is known as the most reliable nonlinear analysis since earthquake loads are applied on the structures directly in the analysis. As a result of this study, it is observed that, pushover analyses are to be developed for getting more approximate results to time history analysis. Over the three methodologies in pushover analyses, the best fitting result are observed in energy based pushover analysis. Keywords: Classical, adaptive and energy based pushover analyses, time history analysis, R/C frame type structures

EFFECT OF INFILL WALLS IN EARTHQUAKE BEHAVIOR OF R/C STRUCTURES

Çalışmada betonarme yapıların deprem davranışlarında dolgu duvar etkileri incelenmiştir. Çalışma kapsamında çerçeve ve dolgu duvarların mevcut olduğu betonarme yapıların deprem davranışındaki değişiklikler araştırılmıştır. Bu amaçla, sadece çerçeve sistemin olduğu ve dolgu duvarların yapının tüm katlarında bulunduğu düzenli yapıların analizleri yapılarak, deprem davranışına etkileri incelenmeye çalışılmıştır. Elastik ötesi statik itme analizi yapılarak yapıların kapasite eğrileri, kat yatay yer değiştirmeleri, göreli kat ötelemeleri, katlardaki maksimum plastik dönmeler ve plastikleşen kesitlerin sistemdeki dağılımları belirlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre yapıların deprem davranışlarındaki değişiklikler yorumlanmıştır. In this study, the effects of infill walls in structural behavior of R/C buildings under earthquake are considered. In this aspect, R/C frame structures with infill walls are analyzed. Nonlinear analyses are performed to obtain pushover curves. From the pushover curves, story displacements, relative story displacements, maximum plastic rotations, plastic hinge distributions within the structures are determined. By examining the analysis results, the comments on the changes in earthquake behavior of the structures due to the effects of infill walls are made

Comparison of Displacement Based Methods With Elastic and Time History Analyses

DergiPark: 245970trakyafbdYer değiştirme esaslı yöntemler, yapıların deprem davranışlarının belirlenmesinde kullanılan doğrusal olmayan analizlere dayanan yapısal performans değerlendirme yöntemleridir. Bu yöntemler, son yıllarda meydana gelen yıkıcı depremlerle birlikte yaygın hale gelmiş, ön değerlendirme niteliğindeki birçok kaynakta “Kapasite Spektrumu” ve “Yer Değiştirme Katsayısı” yöntemleri başlığı altında açıklanmıştır. Ülkemizde de Deprem Yönetmeliği 2007’de doğrusal elastik ve doğrusal olmayan yapısal performans değerlendirme yöntemleri sunulmuştur. Bu çalışmada, en büyük bina yer değiştirmesi açısından, kapasite spektrumu yöntemi, yer değiştirme katsayısı yöntemi, deprem yönetmeliği 2007’de öngörülen elastik yöntem ve zaman tanım alanında dinamik analiz yöntemi ele alınarak örnek betonarme bir yapı üzerinde elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.Displacement based methods are structural performance evaluation methods, used to determine the structural behavior of existing structures under earthquake effect using nonlinear analyses. After recent earthquakes, the performance evaluation methods become common for earthquake assessment of the existing structures. In pre-standard sources, performance evaluation methods are defined as “Capacity Spectrum” and “Displacement Coefficient” Methods. In Turkey, with new version of Turkish Design Code published in 2007, linear and nonlinear performance evaluation methods are given. In this study, Capacity Spectrum, Displacement Coefficient methods, elastic method given in Turkish Design Code’07 and time history analyses are investigated and compared for a sample R/C building

Ayasofya Örneğinde Tarihi Minare Yapılarının Sismik Davranışının İncelenmesi

Türkiye’deki tarihi yapılar göz önüne alındığında minareler, yapı formları itibariyle kültürel miras içinde oldukça önemli bir yer tutmaktadır ve tarihi kültürü yansıtan önemli belirg yapılardan biri olarak karşımıza çıkmaktadır. Büyük kentler içinde belirgin olan Osmanlı minareleri ülke genelinde oldukça yaygındır. Türk İslam kültürü sentezinin bir ürünü olan bu yapılar, diğer minare yapılarından tip olarak farklılık göstermektedir. Osmanlı'larda ise 6 adede kadar minare vardır. Minarelerin taş veya tuğla gövdesi genellikle çokgendir, bazen karedir. Gövde burmalı ve yivlidir. Yapısal sistemin sağlıklılığının en iyi göstergesi yüzyıllar öncesinde yapılan bir çok minarenin karşılaştığı doğal afetlere rağmen hala varlığını korumasıdır. Bir deprem ülkesi olan Türkiye’de, mevcut minarelerin deprem sırasındaki davranışlarının belirlenmesi, onların gelecek kuşaklara aktarılması açısından önemlidir. Bu konuda yapılmış olan çok sayıda çalışma mevcuttur. Bu çalışmalar temel alınarak, gerçekleştirilen çalışmada; Ayasofya minareleri ele alınarak zaman tanım alanında dinamik analiz yapılmıştır. Analizlerde 3 adet deprem ivme kaydı kullanılarak yer değiştirme ve gerilme değerleri elde edilmiştir