Effects of Anchor Diameter and Location on the Performance of Reinforced Concrete Frame in Reinforcement with Shear Wall
Öz
This study aims to determine supplementary details to the existing standards specified in TBDY-2018 (Turkish Building Earthquake Code-2018) regarding anchor diameter and anchor location based on concrete strength for building retrofitting, as well as to propose cost-effective retrofitting standards in terms of cost, labor, time, and material usage. For this purpose, four two-dimensional reinforced concrete frames at a 1/2 scale (150 cm x 150 cm) were prepared and subjected to horizontal and vertical loads. In compliance with TBDY-2018, two of these frames were retrofitted with shear walls using 6Ø12 anchors, while the other two were retrofitted using 11Ø8 anchors. After reaching the collapse level, a total of four experiments were conducted on these frames by applying loads up to 0.95 Pmax. For the first experimental group, despite a 19% reduction in anchor area for the 11Ø8 anchors compared to the 6Ø12 anchors, an increase in energy dissipation capacity and maximum energy load-bearing capacity was observed. In the second experimental group, which considered different slab and beam connection locations for the 11Ø8 anchors, it was concluded that anchor location significantly contributes to energy dissipation capacity, stiffness, and energy load-bearing capacity.
Anahtar Kelimeler
Anchorage anchorage location diameter reinforced concrete shearwall
Destekleyen Kurum
Kırıkkale University Scientific Research Project Coordination
Proje Numarası
BAP 2023-139
Teşekkür
The authors would like to thank Kırıkkale University Scientific Research Project Coordination for supporting the project with project number 2023-139 within the scope of Scientific Research Projects.
Kaynakça
- İ. B. Topçu ve T. Bahadırlı, “Ferrocementin Gemi ve Teknelerde Kullanımı,” Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 23, sy. 1, ss. 49–62, Haz. 2010.
- DBYBHY, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, T.C. Resmî Gazete, 2007. [Çevrimiçi]. Erişim: 30 Ekim 2024. Erişim adresi: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2007/03/20070306-3.htm
- S. Etli ve M. Akgül, “TBDY 2018 ile Tasarlanan Kompozit Binaların Ana ve Artçı Depremlerde Davranışı,” Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, Şub. 2023, doi: 10.29137/umagd.1241090.
- M. Akgül ve O. Doğan, “Altındağ/Ankara Özelinde Tipik Yığma Binaların Deprem Risklerinin 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine Göre İncelenmesi,” NWSA Academic Journals, c. 15, sy. 1, ss. 1–14, Oca. 2020, doi: 10.12739/NWSA.2020.15.1.1A0446.
- M. Akgül ve O. Doğan, “Determination of Reinforcement Adherence Loss by Accelerated Corrosion Test for Normal and 4%NaCl Solubility Cured Flat and Ribbed Reinforced Concretes with Different Strengths,” Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, c. 14, sy. 2, ss. 691–704, Tem. 2022, doi: 10.29137/umagd.1092523.
- M. Akgül ve S. Etli, “06 Şubat 2023 Kahramanmaraş (Pazarcık, Elbistan) Depremleri Sonrasında Malatya Özelindeki Yığma Yapılarda Hasar Oluşumunun Değerlendirmesi,” içinde S. A. Ü. Bardak, Ed., Mühendislikte Güncel Araştırmalar. Ankara: Gece Publishing, 2023, ss. 1–22.
- M. E. Yıldırım, C. Yeşilyurt, U. Gözün, B. Öztürk ve C. Dönmez, “Structural Performance of R/C Buildings in 2023 Kahramanmaraş Earthquakes Under the Lens of Hassan Index,” 2024, ss. 99–114, doi: 10.1007/978-3-031-57659-1_7.
- M. Akgül ve O. Doğan, “Evaluation Of The Effect Of The Elazığ-Sivrice Earthquake Dated 4 April 2019 On Masonry Structures,” Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, ss. 265–277, Oca. 2020, doi: 10.29137/umagd.621701.
- E. Gültepe, H. G. Çömlekoğlu, B. Öztürk ve C. Dönmez, “Discussion on the Causes of the Observed Damages in the 2023 Kahramanmaraş Earthquakes,” 2024, ss. 81–97, doi: 10.1007/978-3-031-57659-1_6.
- S. Pujol vd., “Quantitative Evaluation of the Damage to RC Buildings Caused by the 2023 Southeast Turkey Earthquake Sequence,” Earthquake Spectra, c. 40, sy. 1, ss. 505–530, Şub. 2024, doi: 10.1177/87552930231211208.
- TBDY, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, T.C. Resmî Gazete, 2018. [Çevrimiçi]. Erişim: 30 Ekim 2024. Erişim adresi: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- F. Kale, “Betonarme çerçevelerin yatay ve düşey yükler altında davranışı ve çapraz çelik profillerle betonarme çerçevelerin güçlendirilmesinde ankraj bulonlarının kesme performansının deneysel olarak incelenmesi,” Doktora Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2024.
- C. Chrysostomou vd., “Seismic Retrofitting of RC Frames with RC Infilling (SERFIN Project),” SERIES Transnational Access Report, Ispra, Oca. 2014. doi: www.doi.org/10.2788/630.
- F. Çelik, “Mevcut Yığma Binalarda Güçlendirme Ankrajlarının Çap ve Ankraj Derinliğine Bağlı Çekme ve Kesme Performanslarının Deneysel Olarak İncelenmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2018.
- H. Tekeli vd., “Betonarme Çerçevede Dolgu Duvarların Hasır Çelik Donatılı Sıva ile Güçlendirilmesi,” Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 3, sy. 2, ss. 179–191, Ara. 2014, doi: 10.17798/beufen.25105.
- Ö. Anıl ve S. Altın, “An Experimental Study on Reinforced Concrete Partially Infilled Frames,” Engineering Structures, c. 29, sy. 3, ss. 449–460, Mar. 2007, doi: 10.1016/j.engstruct.2006.05.011.
- Redwan-Ul-Islam, Z. Fariha, M. A. Bashar Bhuiyan ve R. Islam, “Analysis of RC Buildings Under Seismic Zones in Bangladesh Concerning Shear Wall, Aspect Ratio and Breadth to Length Ratio,” Journal of Physics: Conference Series, c. 2521, sy. 1, s. 012005, Haz. 2023, doi: 10.1088/1742-6596/2521/1/012005.
- A. Nishtala ve A. Radke, “Review of Using Shear Walls and Bracings for Seismic Strengthening of High-Rise RC Structures,” International Research Journal on Advanced Engineering Hub (IRJAEH), c. 2, sy. 03, ss. 574–578, Mar. 2024, doi: 10.47392/IRJAEH.2024.0083.
- J. M. Rao ve K. Rajasekhar, “Seismic Evaluation of RC Framed Building With and Without Shear Walls (Performance Based Design),” International Journal of Science and Research (IJSR), c. 5, sy. 6, ss. 261–269, Haz. 2016, doi: 10.21275/v5i6.NOV164112.
- İ. Zıvralı, “Mevcut betonarme binada güçlendirme ankrajlarının çap ve derinliğine bağlı çekme performansının deneysel olarak incelenmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2024.
- T. İ. Karadağlı, “Düşük dayanımlı betonlarda kimyasal ankrajlı çelik çubuğun çap ve gömme derinliğinin deneysel olarak belirlenmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2024.
- A. Hakim ve A. Masri, “Case Study of Seismic Evaluation and Strengthening of Existing Low-Rise Reinforced Concrete Building,” Proceedings of International Structural Engineering and Construction, c. 5, sy. 1, Tem. 2018, doi: 10.14455/ISEC.res.2018.13.
- Yoldaş, “MEMOCHEM STE-410 Kimyasal Dübel Teknik Bilgi Formu,” Nisan 2021. [Çevrimiçi]. Erişim: https://yoldasgrup.com/wp-content/uploads/TBF-MEMOCHEM-STE-KIMYASAL-DUBEL.pdf
Perde Duvar ile Güçlendirmede Ankraj Çapı ve Lokasyonunun Betonarme Çerçevenin Performansına Etkileri
Öz
Bu çalışmada, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018 (TBDY-2018)’e uygun olarak binaların güçlendirilmesine ilişkin kriterlerden beton dayanımına bağlı ankraj çapı ve ankraj lokasyonu konusunda belirtilen standartlara ilave edilebilecek detayların belirlenmesi, güçlendirmenin maliyet, iş gücü, zaman ve malzeme kullanımı açısından ekonomiklik sağlayacak standartlar ortaya koyulması amaçlanmıştır. Yatay ve düşey yüklerin etkisine maruz bırakılmak üzere 1/2 ölçekli, 150 cm x 150 cm ebatlarında iki boyutlu toplam dört adet betonarme çerçeve deney için hazırlanmıştır. TBDY-2018’e uygun olarak bu çerçevelerin iki tanesine 6Ø12 diğer iki tanesine ise 11Ø8 ankraj uygulaması ile perde ilavesi yapılmıştır. Bu dört çerçeve için göçme seviyesine ulaştıktan sonra 0,95 Pmax’a kadar yapılan yüklemeler ile toplam dört adet deney yapılmıştır. İlk deney grubu için 11Ø8 ile yapılan ankrajların 6Ø12 ile yapılan ankraj alanına göre %19 azalmasına rağmen göre enerji tüketim kapasitesi ve maksimum enerji taşıma kapasitesinde artış olduğu görülmüştür. 11Ø8 ile yapılan ankrajların farklı döşeme ve kiriş bağlantı lokasyonları dikkate alınarak tamamlanan diğer deney grubunda ise ankraj lokasyonunun, ankrajların enerji tüketim kapasitesine, rijitliğe ve enerji taşıma kapasitesine katkı sağladığı sonucuna ulaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Ankraj donatısı ankraj çapı ankraj lokasyonu güçlendirme perde duvar
Destekleyen Kurum
Kırıkkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Proje Koordinatörlüğü
Proje Numarası
BAP 2023-139
Teşekkür
Yazarlar, Bilimsel Araştırma Projeleri kapsamında 2023-139 numaralı proje ile destekleyen Kırıkkale Üniversitesi Bilimsel Araştırma Proje Koordinatörlüğüne teşekkür ederler.
Kaynakça
- İ. B. Topçu ve T. Bahadırlı, “Ferrocementin Gemi ve Teknelerde Kullanımı,” Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 23, sy. 1, ss. 49–62, Haz. 2010.
- DBYBHY, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, T.C. Resmî Gazete, 2007. [Çevrimiçi]. Erişim: 30 Ekim 2024. Erişim adresi: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2007/03/20070306-3.htm
- S. Etli ve M. Akgül, “TBDY 2018 ile Tasarlanan Kompozit Binaların Ana ve Artçı Depremlerde Davranışı,” Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, Şub. 2023, doi: 10.29137/umagd.1241090.
- M. Akgül ve O. Doğan, “Altındağ/Ankara Özelinde Tipik Yığma Binaların Deprem Risklerinin 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine Göre İncelenmesi,” NWSA Academic Journals, c. 15, sy. 1, ss. 1–14, Oca. 2020, doi: 10.12739/NWSA.2020.15.1.1A0446.
- M. Akgül ve O. Doğan, “Determination of Reinforcement Adherence Loss by Accelerated Corrosion Test for Normal and 4%NaCl Solubility Cured Flat and Ribbed Reinforced Concretes with Different Strengths,” Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, c. 14, sy. 2, ss. 691–704, Tem. 2022, doi: 10.29137/umagd.1092523.
- M. Akgül ve S. Etli, “06 Şubat 2023 Kahramanmaraş (Pazarcık, Elbistan) Depremleri Sonrasında Malatya Özelindeki Yığma Yapılarda Hasar Oluşumunun Değerlendirmesi,” içinde S. A. Ü. Bardak, Ed., Mühendislikte Güncel Araştırmalar. Ankara: Gece Publishing, 2023, ss. 1–22.
- M. E. Yıldırım, C. Yeşilyurt, U. Gözün, B. Öztürk ve C. Dönmez, “Structural Performance of R/C Buildings in 2023 Kahramanmaraş Earthquakes Under the Lens of Hassan Index,” 2024, ss. 99–114, doi: 10.1007/978-3-031-57659-1_7.
- M. Akgül ve O. Doğan, “Evaluation Of The Effect Of The Elazığ-Sivrice Earthquake Dated 4 April 2019 On Masonry Structures,” Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, ss. 265–277, Oca. 2020, doi: 10.29137/umagd.621701.
- E. Gültepe, H. G. Çömlekoğlu, B. Öztürk ve C. Dönmez, “Discussion on the Causes of the Observed Damages in the 2023 Kahramanmaraş Earthquakes,” 2024, ss. 81–97, doi: 10.1007/978-3-031-57659-1_6.
- S. Pujol vd., “Quantitative Evaluation of the Damage to RC Buildings Caused by the 2023 Southeast Turkey Earthquake Sequence,” Earthquake Spectra, c. 40, sy. 1, ss. 505–530, Şub. 2024, doi: 10.1177/87552930231211208.
- TBDY, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, T.C. Resmî Gazete, 2018. [Çevrimiçi]. Erişim: 30 Ekim 2024. Erişim adresi: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- F. Kale, “Betonarme çerçevelerin yatay ve düşey yükler altında davranışı ve çapraz çelik profillerle betonarme çerçevelerin güçlendirilmesinde ankraj bulonlarının kesme performansının deneysel olarak incelenmesi,” Doktora Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2024.
- C. Chrysostomou vd., “Seismic Retrofitting of RC Frames with RC Infilling (SERFIN Project),” SERIES Transnational Access Report, Ispra, Oca. 2014. doi: www.doi.org/10.2788/630.
- F. Çelik, “Mevcut Yığma Binalarda Güçlendirme Ankrajlarının Çap ve Ankraj Derinliğine Bağlı Çekme ve Kesme Performanslarının Deneysel Olarak İncelenmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2018.
- H. Tekeli vd., “Betonarme Çerçevede Dolgu Duvarların Hasır Çelik Donatılı Sıva ile Güçlendirilmesi,” Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 3, sy. 2, ss. 179–191, Ara. 2014, doi: 10.17798/beufen.25105.
- Ö. Anıl ve S. Altın, “An Experimental Study on Reinforced Concrete Partially Infilled Frames,” Engineering Structures, c. 29, sy. 3, ss. 449–460, Mar. 2007, doi: 10.1016/j.engstruct.2006.05.011.
- Redwan-Ul-Islam, Z. Fariha, M. A. Bashar Bhuiyan ve R. Islam, “Analysis of RC Buildings Under Seismic Zones in Bangladesh Concerning Shear Wall, Aspect Ratio and Breadth to Length Ratio,” Journal of Physics: Conference Series, c. 2521, sy. 1, s. 012005, Haz. 2023, doi: 10.1088/1742-6596/2521/1/012005.
- A. Nishtala ve A. Radke, “Review of Using Shear Walls and Bracings for Seismic Strengthening of High-Rise RC Structures,” International Research Journal on Advanced Engineering Hub (IRJAEH), c. 2, sy. 03, ss. 574–578, Mar. 2024, doi: 10.47392/IRJAEH.2024.0083.
- J. M. Rao ve K. Rajasekhar, “Seismic Evaluation of RC Framed Building With and Without Shear Walls (Performance Based Design),” International Journal of Science and Research (IJSR), c. 5, sy. 6, ss. 261–269, Haz. 2016, doi: 10.21275/v5i6.NOV164112.
- İ. Zıvralı, “Mevcut betonarme binada güçlendirme ankrajlarının çap ve derinliğine bağlı çekme performansının deneysel olarak incelenmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2024.
- T. İ. Karadağlı, “Düşük dayanımlı betonlarda kimyasal ankrajlı çelik çubuğun çap ve gömme derinliğinin deneysel olarak belirlenmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale, Türkiye, 2024.
- A. Hakim ve A. Masri, “Case Study of Seismic Evaluation and Strengthening of Existing Low-Rise Reinforced Concrete Building,” Proceedings of International Structural Engineering and Construction, c. 5, sy. 1, Tem. 2018, doi: 10.14455/ISEC.res.2018.13.
- Yoldaş, “MEMOCHEM STE-410 Kimyasal Dübel Teknik Bilgi Formu,” Nisan 2021. [Çevrimiçi]. Erişim: https://yoldasgrup.com/wp-content/uploads/TBF-MEMOCHEM-STE-KIMYASAL-DUBEL.pdf
Ayrıntılar
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Betonarme Yapılar, Deprem Mühendisliği, İnşaat Yapım Mühendisliği, Yapı Mühendisliği |
| Bölüm | Araştırma Makalesi |
| Yazarlar | |
| Proje Numarası | BAP 2023-139 |
| Yayımlanma Tarihi | 31 Mayıs 2025 |
| Gönderilme Tarihi | 20 Şubat 2025 |
| Kabul Tarihi | 7 Nisan 2025 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 4 Sayı: 1 |
