Investigation of Periods of Frame Type Reinforced Concrete Buildings According to Different Empirical Approach

Çerçeve Türü Betonarme Binaların Periyod Hesaplarının Farklı Ampirik Bağıntılara Göre İrdelenmesi

Abstract

The behavior of a structure under the effect of an earthquake is generally dependent on the mass and lateral stiffness of the structure. Apparently, the dynamic character of the structure will obviously not depend on just two parameters. However, due to the difficulty of calculating the period together with other factors, approximate methods have been given in the literature. The most widely accepted method of these is the first natural vibration period equation that is proposed by Rayleigh. In this paper period comparisons were made with 16 different period formulas of 9 different countries such as 1998, 2007 and 2018 Turkish Earthquake Code with an analytical study. In order to give explainable results of the comparison, a model frame type building without any irregularity was chosen. The story number for the selected model has been changed as 2-3-5-7-9-11. The frames were modeled in the ETABS program and period calculations were made according to the results that get from the program. In comparison, empirical period formulation in earthquake codes and Rayleigh method were used. According to the comparison made, the results obtained according to the Rayleigh formula up to 5 stories with the cracked section acceptance approach to the approximate period formula given in the regulation of 2018 at the ratio of 0.82-1.09, but the approximate formula gives higher results. However, if the cross-sections are thought to be cracked, the results obtained according to the Rayleigh formula show 1.16-1.62 times more results than the approximate method. After the 5 stories, the proportions changed into the ratios of 1.21-1.39 and 1.82-2.10 respectively.

Özet

Deprem etkisi altında bir yapının göstereceği davranış genel olarak yapının kütlesi ve yatay rijitliğine bağlıdır.Yapının dinamik karakterinin elbette sadece iki parametreye bağlı olmayacağı açıktır. Fakat diğer etmenlerleberaber periyod hesabın zorlaşması nedeniyle literatürde yaklaşık yöntemler verilmiştir. Bunlardan en çok kabulgöreni ise Rayleigh’in önermiş olduğu birinci doğal titreşim periyodu denklemidir. Bu çalışmada 1998, 2007 ve2018 Türk Deprem Yönetmelikleri başta olmak üzere 9 farklı ülkenin 16 farklı periyod formülleri kullanılarakanalitik bir çalışma ile periyod karşılaştırması yapılmıştır. Karşılaştırmanın yorumlanabilir sonuçlar vermesi içinbünyesinde herhangi bir düzensizlik bulunmayan çerçeve türü bir model bina seçilmiştir. Seçilen model için katsayısı 2-3-5-7-9-11 olarak değiştirilmiştir. Çerçeveler ETABS programında modellenmiş ve programdan eldeedilen sonuçlara göre periyod hesapları yapılmıştır. Karşılaştırmalarda deprem yönetmeliklerinde verilen periyodbağıntıları ve Rayleigh yöntemi kullanılmıştır. Yapılan karşılaştırmaya göre çatlamamış kesit kabulü ile 5 katakadar Rayleigh formülüne göre elde edilen sonuçların 2018 yönetmeliğinde verilen yaklaşık periyod formülüne0.82-1.09 oranlarında yaklaştığı fakat yaklaşık formülün daha yüksek sonuçlar verdiği görülmüştür. Bununlaberaber kesitlerin çatlamış olduğu düşünülecek olursa Rayleigh formülüne göre elde edilen sonuçların yaklaşıkyönteme göre 1.16-1.62 kat daha fazla sonuç verdiği görülmektedir. 5 kattan sonra ise söz konusu oranlarınsırasıyla 1.21-1.39 ve 1.82-2.10 oranlarında değiştiği gözlenmiştir.