Evaluation of reinforced concrete buildings in terms of seismic design faults in North Cyprus

Abstract

The most important phenomena in nature which cause many disasters, catastrophes, losses of life, and economic recession are earthquakes. Many engineers and scientists have been investigated this subject throughout the history, and it stands as one of the common matter nowadays. Numerous studies on this hazard lead to a better understanding of its effect on structures, and, therefore, a better engineering design. The aim of this study is to investigate the vulnerability of reinforced concrete buildings behaviour in city of Gazimağusa in North Cyprus which is situated in intensive seismic zone as a case study. In this region, structures have been commonly built by reinforced concrete. Generally, all the RC buildings in this area are between two and five stories. In this study, four RC buildings have been chosen as case studies. They have been modelled with SAP2000, and then nonlinear static analyses, also known as pushover analysis have been performed to evaluate the respective seismic capacities of these buildings, from which the respective damage states have been deducted considering the site seismic demand. These case studies have been loading with different lateral load patterns according to FEMA356 code. On the other hand, a rapid and practical assessment method which is named P25 method has been applied to evaluate collapse of these case studies. This method is a rapid scoring method which can evaluate vulnerability of reinforced concrete buildings without any conventional structural analysis. Finally the results of these two methods have been compared together, and the predicted performance levels have been discussed. At the end of this study, P25 method required the buildings on hand to be studied in details. Then, it has been found out from pushover analyses that case study 3 exhibits a performance level of grade 1: negligible to slight damage (no structural damage, slight nonstructural damage) according to EMS98, and the three remaining display a grade level 4: very heavy damage (heavy structural damage, very heavy nonstructural damage) according to the same classification.

ÖZ: Birçok afetlere, felaketlere, yaşam kayıplarına ve ekonomik durgunluk veya geriliklere yol açan, doğadaki en önemli fevkalade olay depremdir. Tarih boyunca, birçok mühendis ve bilim insanı bu konuyu araştırırken, bu haliyle günümüzün en yaygın sorunlarından biri olarak ortada durmaktadır. Bu tehlike üzerinde sürdürülen bir çok çalışma, onun yapılar üzerindeki etkisinin daha iyi anlaşılmasına ve dolayısıyla daha iyi mühendislik tasarımlarına yol açmıştır. Bu araştırmanın amacı, bir vaka çalışması olarak, yoğun sismik bölgede yer alan Kuzey Kıbrıs’ın Gazimağusa kentinde inşa edilmiş betonarme binaların deprem performanslarını araştırmaktır. Bu bölgedeki yapılar çoğunlukla betonarme olarak inşa edilmişlerdir. Tüm betonarme binalar, genellikle, iki ve beş kat arasındaki yapılardır. Bu araştırmada, vaka çalışması olarak dört adet betonarme bina seçilmiştir. Binaların deprem performanslarını değerlendirmek için SAP2000 ile modellenerek statik itme analizi uygulanmıştır. FEMA356 yönetmeliğine göre farklı yüklemeler göz önünde bulundurulmuştur. Öte yandan, P25 Metodu diye isimlendirilen hızlı değerlendirme yöntemi de seçilen örnek binalara uygulanarak deprem göçme riskleri belirlenmiştir. Bu metod hızlı bir puanlama metodu olup, herhangi bir geleneksel yapısal analiz yapılmaksızın, betonarme binaların performansını değerlendirebilmektedir. Çalışmanın sonunda, bu iki yöntemin sonuçları karşılaştırılmıştır. P25 Metodu sonuçlarına göre binaların detaylı analizleri yapılmalıdır. Yapılan statik itme analiz sonuçları kullanılarak seçilen örnek binalar EMS98’e göre değerlendirilmiş ve üçüncü örnek güvenli (Grade 1) diğer örneklerde ise ağır hasar (Grade 4) olacağı tesbit edilmiştir.