Direct Displacement Based Seismic Design Compared with Force Based Design Approach

Abstract

An important advancement in earthquake engineering has been the development of performance-based concepts for the seismic design of structures. Performance-based seismic design approaches overcome the shortcoming of the traditional force-based approach. The first step in the Direct Displacement-based Seismic Design (DDBSD) procedure is the definition of the target displacement that the building should not exceed under a given seismic hazard level. Indeed, the procedures require inelastic analysis. Direct Displacement-Based Seismic Design procedures appeared in recent seismic design codes (e.g., EC 8, etc.) in addition to the traditional forced-based approach. The design of several buildings via EC 8 Displacement Based approaches and traditional forced-based approaches will be discussed in this thesis. Low-Rise, mid-rise, and high-rise RC has been designed based on both approaches. Seismic Performance levels of the designed buildings have been re-evaluated via the nonlinear dynamic analysis procedure. The effect of design strategy on the performance and cost of each type of building have been compared. Building performance has slightly increased in terms of displacement. Furthermore, a considerable amount of improvements has been observed in plastic hinge formations. On the other hand, the cost difference between the two methods was acceptable.

ÖZ: Deprem mühendisliğindeki önemli bir gelişme, yapıların sismik tasarımı için performansa dayalı konseptlerin geliştirilmesi olmuştur. Performansa dayalı sismik tasarım yaklaşımları, geleneksel kuvvet temelli yaklaşımın eksikliklerinin üstesinden gelir. Doğrudan Deplasmana Dayalı Sismik Tasarım (DDBSD) prosedürünün ilk adımı, binanın belirli bir sismik tehlike seviyesi altında aşmaması gereken hedef yer değiştirmenin tanımlanmasıdır. Gerçekte, prosedürler plastik ozellikleri goz onunde bulunduran analiz gerektirir. Doğrudan Deplasmana Dayalı Sismik Tasarım prosedürleri, geleneksel zorunlu temelli yaklaşıma ek olarak son sismik tasarım kodlarında (örneğin EC 8 vb.) ortaya çıktı. EC 8 Deplasman Temelli yaklaşımlar ve geleneksel kuvvet temelli yaklaşımlar aracılığıyla yasarlanan binanin performansi bu tezde tartışılacaktır. Az, orta ve yüksek katlı RC, her iki yaklaşıma göre tasarlanmıştır. Tasarlanan binaların sismik performans seviyesi doğrusal olmayan dinamik analiz prosedürü ile yeniden değerlendirildi. Tasarım stratejisinin her bina türünün performansı ve maliyeti üzerindeki etkisi karşılaştırılmıştır. Tavan deplasmani açısından bina performansı biraz artmıştır. Ayrıca, plastik menteşe oluşumlarında önemli miktarda gelişme gözlenmiştir. Öte yandan, 2 yöntem arasındaki maliyet fark dikkate alinmayacak kadar ufaktir.