Seismic response of multi-span highway bridges with two-column reinforced concrete bents including foundation and column flexibility

Karayolu köprülerinin sismik tasarımı, son otuz yıldaki büyük depremlerden kazanılan tecrübelerin sonucunda gelişmiştir. Süneklilik istemi ve rezerv kapasite, hedef hasar seviyelerinin değerlendirilmesi için yeni köprü tasarımlarında kullanılan son derece önemli tepki ölçüleridir. Ancak köprü tasarım yönetmeliklerinde belirtilen pratik tasarım yaklaşımlarının uygulaması, esnek temeller üzerindeki köprüler için iyi tanımlanmamıştır. Bu araştırma kapsamında, değişken kolon boy/çap oranı, kolon boyuna donatı oranı ve zemin esnekliği parametrelerine sahip otuz iki köprü modeli, 1000 senelik tekrarlama periyoduna sahip ?güvenlik değerlendirmesi depremi? altındaki tepki spektrumu analizi ve elastik ötesi zaman tanım analizi, ve artımsal itme analizi gibi bir dizi analiz aracılığıyla incelenmiştir. Analiz sonuçları kullanılarak incelenen köprülerin deprem davranışları, kolonların maksimum beton ve donatı birim şekil değiştirmeleri ile birlikte deplasman kapasite istem oranı, global deplasman süneklilik istemi, tepki modifikasyon faktörü gibi çeşitli tepki ölçülerine gore belirlenmiştir. Çokça kullanılan tepki ölçüleri ile hasar seviyelerini tahmin etmek için beton ve donatı birim şekil değiştirmeleri ve sismik tepki ölçüleri arasında bir ilişki kurulmuştur. Bu araştırmadaki bulgular, global deplasman süneklilik isteminin hasar seviyelerinin tayini için uygun bir tepki ölçüsü olmadığını göstermiştir. Diğer taraftan; hasar seviyelerinin tahmini için, özellikle zemin esnekliği etkisinin çok olduğu yerlerde sistemin akması dikkate alınmadığından dolayı deplasman kapasite istem oranları önerilebilir. Seismic design of highway bridges has improved as a result of the experience gained from large earthquakes of the last thirty years. Ductility demand and reserved capacity are extremely important response measures used in new bridge designs to assess target damage levels. However, the application of practical design approaches specified in bridge design codes is not well-defined for bridges over flexible foundations. Within the scope of this research, thirty two bridge models having varying column aspect ratio, amount of column longitudinal reinforcement and foundation flexibility parameters are investigated through a series of analyses such as response spectrum analysis and inelastic time-history analysis under ?safety evaluation earthquake? hazard level with a return period of 1000 years, and push-over analysis. Using the results of analyses, seismic response of the investigated bridges are identified with several measures such as displacement capacity over demand ratio, global displacement ductility demand, and response modification factor, along with maximum concrete and steel strains of columns. A correlation between concrete and steel strains and seismic response measure values is constructed to estimate damage levels with commonly used response measures. The findings of this research revealed that global displacement ductility demand is not a favorable response measure for assessing damage levels. On the other hand, displacement capacity over demand ratios can be suggested for estimation of damage levels especially where foundation flexibility effects are extensive as system yielding is not taken into consideration. 215