Effects of Staircases on Seismic Performance of RC Buildings

Abstract

In recent years, the design for seismic resistance has been undergone a critical reassessment with the emphasis of altering from strength to performance. The recent earthquakes in some parts of the world have exposed a catastrophic impact on civil areas. Turkey has been hit by several moderate to large earthquakes over the last decades, which have led to significant loss of life and property, the extreme damage and building collapse has indicated to insufficient seismic behaviour of multi-storey reinforced concrete buildings. Staircases are the main emergency exist in buildings and they are significantly important for escaping after earthquake, damages have been experienced in structures during earthquake because of the interaction of staircase and structure elements. This study investigates the impact of staircase and its location on the seismic performance of reinforced concrete building. Eight structures have been modelled by ETABS 16 program, four of them with considering staircase in four locations and four without considering staircase. Linear Static, Non linear Static Push over and Non-linear Time History analysis methods have been conducted by utilizing ETABS 16 program to evaluate the staircase effect on seismic performance of reinforced concrete buildings. It was observed that the staircase presence and its location affect the steel reinforcement ratio of columns, displacements, base shear force, stiffness, formation of short columns and formation of plastic hinges. Keywords: seismic performance, reinforced concrete buildings, staircases, push over analysis, time History analysis.

ÖZ:Son yıllarda, yapıların sismik etkilere karşı tasarımı, dayanımdan performansa değişim vurgusuyla yeni kritik bir değerlendirmeden geçirilmiştir. Dünyanın bazı bölgelerinde son zamanlarda meydana gelen depremler sivil alanlar üzerinde yıkıcı bir etki yaratmıştır. Türkiye, son 20-30 yılda önemli ölçüde can ve mal kaybına neden olan birkaç büyük ve orta şiddetli depremden etkilenmiştir. Gözlenen aşırı hasar ve bina çökmeleri, çok katlı betonarme yapıların yetersiz sismik davranışına işaret etmiştir. Merdivenler, binalarda var olan ve hayati önem taşıyan, acil durumlarda ve depremden sonra kaçmak için çok önemli yapı elemanlarıdır. Merdiven ve yapı elemanlarının etkileşimi nedeniyle deprem sırasında yapılarda hasar meydana geldiği gözlemlenmiştir. Bu çalışmada, merdivenin ve bulunduğu yerin, betonarme yapının sismik performansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sekiz yapı ETABS 16 programı ile, dördü farklı dört yerde merdiven düşünülerek, ve diğer dördü de merdiven düşünülmeden modellenmiştir. Merdivenlerin betonarme yapıların sismik performansı üzerindeki etkisini değerlendirmek için Doğrusal Statik, Doğrusal Olmayan Statik İtme ve Doğrusal Olmayan Zaman Tanım Alanında analiz yöntemleri kullanılarak ETABS 16 programı ile analizler yapılmıştır. Merdiven mevcudiyetinin ve bulunduğu yerin, kolon donatı oranını, yer değiştirmeleri, taban kesme kuvvetini, rijitliği ve plastik mafsal oluşumunu etkilediği gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Sismik performans, betonarme binalar, merdivenler, push over analizi, time History analizi.