YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ

Abdullilah Yilmaz; Ahmet Budak

TR EN

YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ

Abstract

6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri, ağır hasar gören birçok betonarme yapıda zemin kat yüksekliğinin artırılması ve/veya dolgu duvarların bulunmaması nedeniyle yumuşak kat düzensizliğinin ortaya çıktığını göstermiştir. Bu tür düzenlemeler, sistem rijitliğini azaltarak yapının sismik kırılganlığını artırmaktadır. Literatürde bu düzensizliklerin giderilmesine yönelik çeşitli güçlendirme yöntemleri önerilmiş olsa da çoğu, taşıyıcı sistem konfigürasyonunda değişiklik gerektirmektedir. Bu çalışmada, yumuşak kat düzensizliği bulunan betonarme bir çerçevenin küresel deprem performansı, sistem geometrisi değiştirilmeden yalnızca zemin kat kolonlarındaki sargı donatısı aralığının azaltılmasıyla değerlendirilmiştir. Bu kapsamda sargı aralığı 200 mm’den 80 mm’ye kademeli olarak düşürülmüştür. TBDY-2018’e uygun doğrusal olmayan statik itme analizleri yapılmış ve dolgu duvarlar eşdeğer diyagonal basınç çubuğu olarak modellenmiştir. Katlar arası ötelenmeler, kapasite eğrileri, performans noktası parametreleri ve hasar dağılımları karşılaştırmalı incelenmiştir. Sonuçlar, sargı aralığının azaltılmasının maksimum göreli kat ötelenmesini düşürdüğünü, kritik kattaki hasarı azalttığını ve performans düzeyini daha güvenli bir aralığa taşıdığını göstermektedir. Bu bulgular, yerel donatı detaylandırmasının etkili ve uygulanabilir bir güçlendirme stratejisi sunduğunu ortaya koymaktadır.

Keywords

EFFECT OF TRANSVERSE REINFORCEMENT SPACING ON THE SEISMIC PERFORMANCE OF REINFORCED CONCRETE FRAMES WITH SOFT-STOREY IRREGULARITY

Abstract

The February 6, 2023 Kahramanmaraş earthquakes revealed that many heavily damaged reinforced concrete buildings exhibited soft-story irregularities due to increased ground-story height and/or the absence of infill walls. Such configurations reduce structural stiffness and significantly increase seismic vulnerability. Although various strengthening methods have been proposed in the literature, most require modifications to the structural system configuration. This study quantitatively evaluates the global seismic performance of a reinforced concrete frame with soft-story irregularity by reducing the transverse reinforcement spacing only in the ground-story columns, without altering the structural geometry. The spacing was gradually reduced from 200 mm to 80 mm. Nonlinear static pushover analyses were performed in accordance with TBEC-2018, and infill walls were modeled using the equivalent diagonal strut approach. Interstory drifts, capacity curves, performance point parameters, and damage distributions were comparatively examined. The results indicate that reducing transverse reinforcement spacing decreases the maximum interstory drift, improves damage levels at the critical story, and shifts the structural performance to a safer range. The findings demonstrate that local reinforcement detailing can provide an effective and practical strengthening strategy for buildings with soft-story irregularities.

Keywords

References

Adalier, K., & Aydingun, O. (2001). Structural engineering aspects of the June 27, 1998 Adana–Ceyhan (Turkey) earthquake. Engineering Structures, 23(4), 343–355. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(00)00046-8
Ahiwale, D. D., & Khartode, R. R. (2020). Evaluation of seismic response for soft-storey buildings retrofitted with infill, steel bracing and shear wall. Journal of Structural Technology, 5(2), 1–13. https://doi.org/10.46610/JOST.2020.v05i02.001
AKBAŞ, A., & ÇALIŞKAN, Özlem. (2023). DEPREM ETKİSİNDE HASAR ALAN BETONARME YAPILARIN DÜZENSİZLİK TÜRLERİ YÖNÜ İLE İNCELENMESİ. International Conference on Scientific and Academic Research, 1, 428–435. Retrieved from https://as-proceeding.com/index.php/icsar/article/view/334
ASCE. (2000). FEMA 356: Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings. American Society of Civil Engineers.
Avigdor, R., Jennings, P. C., & Housner, G. W. (1982). The response of Veterans Hospital Building 41 in the San Fernando earthquake. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 10(3), 359–379. https://doi.org/10.1002/eqe.4290100303
Aydın, A. C., & Bayrak, B. (2017). Betonarme Kirişlerin Deneysel ve Teorik Burulma Momenti Değerlerinin Karşılaştırılması. Sakarya Üniversitesi Bilim Dergisi, Sakarya. https://doi.org/10.16984/saufenbilder.268874
Aydın, Y. F. (2018). Betonarme binaların deprem davranışına dolgu duvarlı çerçeve sistemlerinin etkisi (Yüksek lisans tezi). Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi.
Bai, J. W., Center, M. A. E., & Hueste, M. B. (2003). Seismic retrofit for reinforced concrete building structures. Mid-America Earthquake Center, CM-4.

Cardone, D., & Gesualdi, G. (2014). Seismic rehabilitation of existing reinforced concrete buildings with seismic isolation: A case study. Earthquake Spectra, 30(4), 1619–1642. https://doi.org/10.1193/110612EQS323M
Doğangün, A. (2004). Performance of reinforced concrete buildings during the May 1, 2003 Bingöl earthquake in Turkey. Engineering Structures, 26(6), 841–856. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2004.02.005
Dya, A. F. C., & Oreta, A. W. C. (2015). Seismic vulnerability assessment of soft-story irregular buildings using pushover analysis. Procedia Engineering, 125, 925–932. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.103
Egi, E. (2021). Statik itme analizi yöntemiyle betonarme yapılarda çeşitli taşıyıcı sistem tasarımlarının performanslarının değerlendirilmesi (Yüksek lisans tezi). Sakarya Üniversitesi, Sakarya.
Elmas, M. C. (2022). Betonarme taşıyıcı sistemlerde kolon boyutlarının ve sargı donatısının deprem performansına etkisi üzerine sayısal bir çalışma (Yüksek lisans tezi). Sakarya Üniversitesi, Sakarya.
Elyiğit, B., & Ekinci, C. E. (2023). A research on structural and non-structural damages and damage assessment in reinforced concrete structures. NWSA Academic Journals, 18(2), 19–42. https://doi.org/10.12739/nwsa.2023.18.2.1a0485
Esteva, L. (1992). Nonlinear seismic response of soft-first-story buildings subjected to narrow-band accelerograms. Earthquake Spectra, 8(3), 373–389. https://doi.org/10.1193/1.1585686
FEMA. (1989). A handbook for seismic evaluation of existing buildings (FEMA 178). Federal Emergency Management Agency.
Garip, Z. Ş., & Dibekoğlu, Ş. (2023). Deprem Etkisindeki Betonarme Binalarda Dolgu Duvarların Davranışa Etkilerinin İncelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 15(2), 344-360. https://doi.org/10.29137/umagd.1178219
Ghosh, S. K. (1995). Observations on the performance of structures in the Kobe earthquake of January 17, 1995. PCI Journal, 40(2), 14–22. https://doi.org/10.15554/pcij.03011995.14.22
Gkournelos, P. D., Triantafillou, T. C., & Bournas, D. A. (2021). Seismic upgrading of existing reinforced concrete buildings: A state-of-the-art review. Engineering Structures, 240, 112273. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.112273
Govindan, P., Lakshmipathy, M., & Santhakumar, A. R. (1986). Ductility of infilled frames. Journal Proceedings, 83(4), 567–576. https://doi.org/10.14359/10450
Grgić, N., Radnić, J., Matešan, D., & Banović, I. (2017). Stirrups effect on the behavior of concrete columns during an earthquake: Auswirkung der Haltebügel auf das Verhalten von Betonsäulen bei Erdbeben. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 48(5), 406-419. https://doi.org/10.1002/mawe.201700014
Humar, J. M., Lau, D., & Pierre, J. R. (2001). Performance of buildings during the 2001 Bhuj earthquake. Canadian Journal of Civil Engineering, 28(6), 979–991. https://doi.org/10.1139/cjce-28-6-979
Izadpanah, M., Zibasokhan, H., Roussis, P. C., & Asteris, P. G. (2023). Pure-bending yielding dissipater for the seismic retrofitting of reinforced concrete buildings with soft-story irregularity. Structures, 55, 933–950. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.06.078
Karasu, T. O., Erdem, R. T., Demir, A., & Bağcı, M. (2011). YUMUSAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME BİR BİNANIN PERFORMANSININ İNCELENMESİ- PERFORMANCE EVALUATION OF A REINFORCED CONCRETE BUILDING INCLUDING SOFT STORY IRREGULARITY. Celal Bayar University Journal of Science, 7(2), 61-69. https://izlik.org/JA92EG89YZ
Koçak, İ. (2007). Seçilen bir kamu binasının doğrusal ötesi davranışında beton dayanımı ve etriye aralığının etkisi (Yüksek lisans tezi). Pamukkale Üniversitesi, Denizli.
Korkmaz, A., & Uçar, T. (2006). Yumuşak Kat Düzensizliğinin Betonarme Binaların Deprem Davranışında Etkisi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 11(2). https://doi.org/10.17482/uujfe.30831
Krawinkler, H. (1996). Pushover analysis: Why, when and not to use it. In Proceedings of the 1996 Convention of the Structural Engineers Association of California (pp. 17–36).
Kumbasaroğlu, A. (2010). Dolgu duvarlı çerçeve sistemlerde ankraj çubuklarının etkisi üzerinde bir deneysel çalışma (Doktora tezi). Atatürk Üniversitesi., Erzurum.
Li, W., Sun, L., Zhao, J., Lu, P., & Yang, F. (2018). Seismic performance of reinforced concrete columns confined with two layers of stirrups. Structural Design of Tall and Special Buildings, 27(12), e1484. https://doi.org/10.1002/tal.1484
Mahin, S. A., Bertero, V. V., Chopra, A. K., & Collins, R. G. (1976). Response of the Olive View Hospital main building during the San Fernando earthquake (Report No. EERC 76-22). University of California, Berkeley.
Matiyas, S., Workeluel, N., Mohanty, T., & Saha, P. (2023). Review of different analysis and strengthening techniques of soft-story buildings. Materials Today: Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.04.231
Noorifard, A., Tabeshpour, M. R., & Saradj, F. M. (2020). New approximate method to identify soft story caused by infill walls. Structures, 24, 922–939. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.01.050
Özdemir, H. (2008). Dolgu duvarlı çerçevelerin hasır çelik donatılı sıva ile güçlendirilmesi (Doktora tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
Özyurt, M. Z., & Burukoğlu, S. (2020). Konsol Kirişlerde %20 Demir Tozu Katkı Maddesi Kullanımının ve Etriye Aralığı Değişiminin Yapısal Davranışına Etkisi. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 9(3), 112-122. https://izlik.org/JA25MC47AK
Poluraju, P., & Rao, N. (2011). Pushover analysis of reinforced concrete frame structure using SAP 2000. International Journal of Earth Sciences and Engineering, 4(6), 684-690.
Sağlıyan, S. (2018). Dolgu Duvarların Modellenme Yaklaşımlarının Betonarme Çerçeve Davranışına Etkisi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 30(2), 165-174. https://izlik.org/JA62XZ33RB
Selvaduray, G., Vukazich, S., Arnold, S., & Tran, J. (2003). Inventory of soft-first story multi-family dwellings in Santa Clara County. San Jose, CA.
Sezen, H., Whittaker, A. S., Elwood, K. J., & Mosalam, K. M. (2003). Performance of reinforced concrete buildings during the August 17, 1999 Kocaeli, Turkey earthquake, and seismic design and construction practice in Turkey. Engineering Structures, 25(1), 103–114. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(02)00121-9
Taş, Ö. F., Sayın, E., & Öncü, M. E. (2022). Yeni betonarme binalar için etkin kesit rijitlikleri ve statik itme analizleri. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 34(2), 505–516. https://doi.org/10.35234/fumbd.1074221
TBDY. (2018). Deprem etkisi altında binaların tasarımı için esaslar. Ministry of Public Works and Settlement, Ankara.
Vintzeleou, E. (1989, April). Infilling of reinforced concrete frames as a strengthening intervention. In Seminar on the Assessment and Redesign of Reinforced Concrete Structures. İzmir, Türkiye.
Yılmaz, A., & Öncü, M. E. (2025). Deprem etkisi altında yumuşak kat düzensizliğine sahip betonarme binaların hasar görebilirlik analizi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(3), 1574–1590. https://doi.org/10.17780/ksujes.1735286
Yoshimura, K., & Kuroki, M. (2000). Damage to building structures caused by the 1999 Chi-chi earthquake in Taiwan. 大分大学工学部研究報告, 41, 49-56.
Yön, B., Dedeoğlu, İ. Ö., Yetkin, M., Erkek, H., & Calayır, Y. (2025). Evaluation of the seismic response of reinforced concrete buildings in the light of lessons learned from the February 6, 2023 Kahramanmaraş, Türkiye earthquake sequences. Natural Hazards, 121(1), 873–909. https://doi.org/10.1007/s11069-024-06859-9

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Reinforced Concrete Buildings, Earthquake Engineering, Numerical Modelization in Civil Engineering, Structural Dynamics

Journal Section

Research Article

Authors

Abdullilah Yilmaz ^*
0000-0001-8584-1359
Türkiye

Ahmet Budak
0000-0001-8664-4381
Türkiye

Publication Date

June 3, 2026

Submission Date

January 9, 2026

Acceptance Date

March 12, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 29 Number: 2

IZ

https://izlik.org/JA68NM93FE

Cite

RIS / Bibtex

APA

Yilmaz, A., & Budak, A. (2026). YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(2), 755-768. https://izlik.org/JA68NM93FE

AMA

1.Yilmaz A, Budak A. YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ. KSU J. Eng. Sci. 2026;29(2):755-768. https://izlik.org/JA68NM93FE

Chicago

Yilmaz, Abdullilah, and Ahmet Budak. 2026. “YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 (2): 755-68. https://izlik.org/JA68NM93FE.

EndNote

Yilmaz A, Budak A (June 1, 2026) YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 2 755–768.

IEEE

[1]A. Yilmaz and A. Budak, “YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ”, KSU J. Eng. Sci., vol. 29, no. 2, pp. 755–768, June 2026, [Online]. Available: https://izlik.org/JA68NM93FE

ISNAD

Yilmaz, Abdullilah - Budak, Ahmet. “YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/2 (June 1, 2026): 755-768. https://izlik.org/JA68NM93FE.

JAMA

1.Yilmaz A, Budak A. YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ. KSU J. Eng. Sci. 2026;29:755–768.

MLA

Yilmaz, Abdullilah, and Ahmet Budak. “YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 29, no. 2, June 2026, pp. 755-68, https://izlik.org/JA68NM93FE.

Vancouver

1.Abdullilah Yilmaz, Ahmet Budak. YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ BULUNAN BETONARME ÇERÇEVELERDE SARGI ARALIĞININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİSİ. KSU J. Eng. Sci. [Internet]. 2026 Jun. 1;29(2):755-68. Available from: https://izlik.org/JA68NM93FE