Seismic Assessment and Retrofitting of an Existing RC Building by Shear Walls Constructed with Mixture of Crushed Waste Tires Rubber

Abstract

The seismic actions that happen in Turkey and some other neighboring countries puts the region in great danger. Also, a variety of soil conditions can amplify ground motions in different ways. Over the past 20 years, both scientists and engineers began to study available structures and the ways they can resist their lateral loading potential, earthquake hazard, and vulnerability. These structures can be adjusted to incorporate new techniques and improvements to oppose quake and seismic burdens, which are considered the most critical source of financial and social disaster in urban areas. This thesis introduces a case study on strengthening a five-story reinforced concrete structure with RC shear walls constructed using waste crushed rubber that was built in 1988 and is located in Antakya, Turkey. This work consists of three stages. First, collecting data, which included building plans, material properties that were determined using a non-destructive testing method called the forced vibration test, structural condition, and reinforcement details. In the second stage, the model calibration was done by modeling a structure with dominant periods and mode shapes similar or identical to the existing building, which were determined using forced vibration tests. A nonlinear static pushover analysis of the model was conducted to evaluate its seismic performance according to the procedures outlined in ATC-40. In the third step, the existing building that showed low performance based on the code requirements has been strengthened using shear walls constructed with waste crushed rubber. Several different shear wall locations were tested to determine the most appropriate configuration. The shear walls have been attached to the building in a Y-direction to both sides of the building which have poor performance. It is emphasized that this strengthening technique is an appropriate method according to the performance and cost analysis. Keywords: Earthquake Evaluation, Pushover analysis, Strengthening, Forced vibration test

ÖZ:Türkiye'de ve diğer bazı komşu ülkelerde gerçekleşen sismik hareketler, bölgeyi büyük bir tehlikeye sokmaktadır. Ayrıca, çeşitli zemin koşulları, farklı yer hareketi büyütmelerine neden olmaktadır. Son 20 yıl boyunca, hem bilim adamları hem de mühendisler mevcut yapıları ve bu yapıların yanal yüklere karşı koyma potansiyellerini, deprem hasarlarını ve hasar görebilirliklerini incelemektedirler. Bu yapılar, kentsel alanlarda en kritik finansal ve sosyal felaket olarak kabul edilen deprem ve sismik yüklere karşı yeni teknikleri ve iyileştirmeleri içerecek şekilde ayarlanabilirler. Bu tez, 1988 yılında inşa edilmiş ve Antakya'da bulunan beş katlı betonarme bir yapının, atık kırma kauçuk katkısı ile inşa edilecek olan betonarme perde duvarları ile güçlendirilmesine yönelik bir çalışmayı sunmaktadır. Bu çalışma üç aşamadan oluşmaktadır. İlk aşama, bina planlarını, zorlanmış titreşim denilen tahribatsız test yöntemi kullanılarak varsayılan malzeme özelliklerinin tespit edilmesini, yapısal durumunun test edilmesi ve donatı detaylarını içeren veri toplama aşamasıdır. İkinci aşama, model kalibrasyonu, modellenen yapının, mevcut binanın zorlanmış titreşim testleri kullanılarak ölçülmüş olan baskın periyot ve mod şekillerine benzer veya yakın olacak şekilde modellenmesiyle yapılmıştır. Model kalibrasyonundan sonra, ATC-40 yöntemlerine dayanan sismik performans değerlendirmesi için doğrusal olmayan statik itme analizi yapılmıştır. Son olarak, yönetmelik gereksinimlerine göre düşük performans gösteren mevcut bina, atık parçalanmış kauçuk katkısı ile yapılmış perde duvarları kullanılarak güçlendirilmiştir. En uygun güçlendirmenin bulunması için birkaç farklı perde duvar yeri denenmiştir. Binanın düşük performans gösterdiği Y-yönünde binanın her iki tarafında simetriyi sağlayacak şekilde eklenmişlerdir. Bu güçlendirme tekniğinin performans ve maliyet analizine göre uygun bir yöntem olduğu vurgulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Deprem Değerlendirmesi, Statik itme analizi, Güçlendirme, Zorlanmış titreşim deneyi