SİSMİK YALITIM TASARIMI VE TÜRKİYE DEPREM YÖNETMELİĞİ

Transkript

1 Yeni Yönetmelikler Işığında Sismik Temel Yalıtımının Geleceği Çalıştayı 3 Mayıs 2018 Ankara SİSMİK YALITIM TASARIMI VE TÜRKİYE DEPREM YÖNETMELİĞİ Ahmet Yakut ve Uğurhan Akyüz

2 İçerik Sismik yalıtım ve tasarım Tasarım aşamaları Türkiye sismik yalıtım yönetmelikleri Ülkemizdeki uygulamalar

3 Sismik Yalıtım Yapının hasar verici deprem yer hareketinden ayrıştırılması Üst yapıya etkiyen taban kesme kuvvetinin belirgin oranda azaltılması Üst yapı deformasyon ve titreşiminin azaltılması Yaklaşım Sismik yalıtım ile: Yapının daha esnek hale getirilmesi: yapı periyodunun uzatılması Yapıya etkiyen kuvvet/ivme taleplerinin azaltılması: sönümün artırılması Tasarım kriterleri Kat arası ötelenme oranının sınırlandırılması Kat ivmelerinin sınırlandırılması Üst yapı elemanlarının elastik sınırların ötesine geçmemesi (sınırlara yakın kalması)

4 Tasarım Aşamaları İzolatör düzleminin ve yerleşiminin belirlenmesi Bodrum kat üstü/temel üstü Mimari ve statik projeye bağlı olarak yerleşim Yapı düşey yük analizi Düşey yük faktörlü ve faktörsüz analiz İzolatör tiplerinin belirlenmesi Ön tasarım Sismik tehlike analizi veya tasarım spektrumu Tasarım depremi (DBE) Maksimum olası deprem tesiri (MCE) Deplasman taleplerinin belirlenmesi Hedef periyot seçimi Deplasman ve rijitlik hesapları Nihai tasarım Hedef spektrum ile uyumlu deprem yer hareketlerinin belirlenmesi İzolatör özelliklerinin belirlenmesi İzolatörlü üst yapı analizi Tasarım Kriterlerinin kontrolü Üst yapı kontrolü

5 Yönetmeliklerin kapsamı Genel tasarım yaklaşımı Yalıtım birimleri Analiz yöntemleri ve yalıtım birimi tasarımı Yalıtım birimi testleri

6 Ülkemizdeki Yönetmelikler Sağlık Bakanlığı Genelgesi 2013 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 Sağlık Bakanlığı Genelgesi 2018

7 Türkiye Deprem Yönetmeliği (2007) 1997 Yönetmeliğinin revizyonu (2007) 4 deprem bölgesi

8 2007 Yönetmeliğinde deprem yalıtımlı binalar kapsam dışıdır Bina taşıyıcı sistemini deprem hareketinden yalıtmak amacı ile, bina taşıyıcı sistemi ile temelleri arasında özel sistem ve gereçlerle donatılan veya diğer aktif ve pasif kontrol sistemlerini içeren binalar, bu Yönetmeliğin kapsamı dışındadır Bu Yönetmeliğin kapsamı dışındaki yapılara uygulanacak koşul ve kurallar, kendi özel yönetmelikleri yapılıncaya dek, ilgili Bakanlıklar tarafından çağdaş uluslararası standartlar gözönünde tutularak saptanacak ve projeleri bu esaslara göre Düzenlenecektir.

9 Sağlık Bakanlığı: 2013 Genelgesi Genel 1. ve 2. derece deprem bölgelerinde inşa edilecek 100 yatak ve üzeri kapasiteli hastaneler sismik yalıtımlı olmalıdır. Yalıtımlı hastane projeleri Bakanlık tarafından onaylanacaktır. Yalıtımlı bina tasarım ve inşaasında kullanılacak olan standartlar bakanlıkça belirlenecektir.

10 İçerik Kapsam Tasarımcı Yeterlilik Kriterleri Tasarım Kriterleri ve Esaslar Sahaya özel sismik tehlike analizi ve tepki spektrumu Genel Tasarım Kuralları Yalıtım Birimi Esasları Sismik yalıtım türleri Sismik yalıtım tasarım kriterleri Yeterlilik şartları Üretici Önyeterlilik şartları Üretici ve yüklenici bilgileri

11 İçerik Yalıtım birimi testleri Genel hususlar Prototip testler Üretim testleri Nakliye ve teslimat Montaj Kalite kontrolü, sertifikalar, bakım ve garanti

12 Türkiye Deprem Bina Yönetmeliği Komisyon Üyeleri Prof. Dr. Polat Gülkan (Çankaya Univ.) Prof. Dr. Nuray Aydınoğlu (Boğaziçi/Kandilli Üniv.) Prof. Dr. Haluk Sucuoğlu (ODTÜ) Prof. Dr. Erkan Özer (İTÜ) Atila Erenler (Çevre ve Şehircilik Bakanlığı) Dr. Nazan Kılıç ( AFAD) Prof. Dr. Mustafa Erdik (Boğaziçi/Kandilli Üniv.) Prof. Dr. Ahmet Yakut (METU) Prof. Dr. Zekai Celep (İTÜ) Prof. Dr. Alper İlki (İTÜ) Prof. Dr. Hasan Boduroğlu (İTÜ) Nejat Nayükle (ARTI Müh.) Prof. Dr. Ufuk Ergun (METU) Assoc. Prof. Dr. Özgur Avşar (Eskişehir Anadolu Üniv.)

13 Türkiye Deprem Bina Yönetmeliği Sismik Yalıtım Alt Komisyonu Prof. Dr. Haluk Sucuoğlu (ODTÜ) Prof. Dr. Mustafa Erdik (Boğaziçi/Kandilli Üniv.) Prof. Dr. Ahmet Yakut (ODTÜ) Prof. Dr. Hasan Boduroğlu (İTÜ) Prof. Dr. Uğurhan Akyüz (ODTÜ) Dr. Bahadır Şadan (Prota Müh.) Cem Özer (STATICA Müh.) Prof. Dr. Murat Dicleli (ODTÜ) Dr. Cüneyt Tüzün (Kandilli) Assist. Prof. Dr. Barış Erkuş (İTÜ)

14 Resmi Gazete 18 Mart 2018 Pazar Sayı: Bu Yönetmelik 1/1/2019 tarihinde yürürlüğe girer.

15 Yeni Türkiye Deprem Tehlike Haritası Yeni deprem tehlike haritası PGA, Sas, Sa1 (43, 72, 475 ve 2475 yıl için)

16 Türkiye Deprem Bina Yönetmeliği BÖLÜM 1 GENEL HÜKÜMLER BÖLÜM 2 DEPREM YER HAREKETİ BÖLÜM 3 DEPREM ETKİSİ ALTINDA BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE TASARIMI İÇİN GENEL ESASLAR BÖLÜM 4 DEPREM ETKİSİ ALTINDA BİNALARIN DAYANIMA GÖRE TASARIMI İÇİN HESAP ESASLARI BÖLÜM 5 DEPREM ETKİSİ ALTINDA BİNALARIN ŞEKİLDEĞİŞTİRMEYE GÖRE DEĞERLENDİRME VE TASARIMI İÇİN HESAP ESASLARI BÖLÜM 6 DEPREM ETKİSİ ALTINDA YAPISAL OLMAYAN BİNA ELEMANLARININ TASARIM ESASLARI BÖLÜM 7 DEPREM ETKİSİ ALTINDA YERİNDE DÖKME BETONARME BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 8 DEPREM ETKİSİ ALTINDA ÖNÜRETİMLİ BETONARME BİNA Taşıyıcı Sistemlerinin Tasarımı için Özel Kurallar BÖLÜM 9 DEPREM ETKİSİ ALTINDA ÇELİK BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 10 DEPREM ETKİSİ ALTINDA HAFİF ÇELİK BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 11 DEPREM ETKİSİ ALTINDA YIĞMA BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 12 DEPREM ETKİSİ ALTINDA AHŞAP BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 13 DEPREM ETKİSİ ALTINDA YÜKSEK BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 14 DEPREM ETKİSİ ALTINDA YALITIMLI BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 15 DEPREM ETKİSİ ALTINDA MEVCUT BİNA SİSTEMLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRME TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 16 DEPREM ETKİSİ ALTINDA TEMEL ZEMİNİ VE TEMELLERİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR BÖLÜM 17 DÜZENLİ YERİNDE DÖKME BETONARME BİNALAR İÇİN BASİTLEŞTİRİLMİŞ TASARIM KURALLARI

17 Deprem Etkisi Altında Yalıtımlı Bina Taşıyıcı Sistemlerinin Tasarımı İçin Özel Kurallar -TBDY 2018 Kapsam Yeni binalar ve güçlendirilecek yeni binalar Elastomer ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli İzolatörler Amaç Genel Tasarım İlkeleri Yalıtım sistemi, üstyapının altında yer alan bir yalıtım arayüzüne yerleştirilecektir. İki deprem yer hareketi düzeyi: Tasarım Depremi (DBE/DD2), En büyük Olası Deprem (MCE/DD1) Deplasmanlar MCE altında alt sınır değerleri ile, kuvvetler DBE altında üst sınır değerleri ile hesaplanır. Yapı modelinde sadece yalıtım birimlerinin doğrusal olmayan davranış için modellenmesi, üst ve altyapıların ise doğrusal elastik olarak modellenmesine. Bu bölümde belirtilmeyen hususlar için TS EN ve TS EN kullanılabilir. Yalıtım Birimlerinin Temel Özellikleri Elastomer ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım birimleri için farklı alt ve üst sınır değerleri Tasarımda Rüzgar, Sıcaklık, Yaşlanma, Sünme, Yorulma ve Nem gibi etkiler düşünülmelidir. Yalıtım birimlerinde çekme oluşmaması gerekir (özel durumlar hariç).

18 Yalıtım Sisteminin Kararlılığı MCE depremi altında alt sınır değerleri kullanılarak Yalıtım sisteminin tüm elemanları en büyük deplasmandaki eksenel kuvvetleri taşıyabilmelidir. Rüzgar, Yangın ve Çevresel Etkiler Rüzgar yükü altında hesaplanan maksimum göreli öteleme DBE için verilen sınırdan küçük olmalıdır. Yalıtım birimlerinin mekanik özelliklerinde zamanla meydana gelebilecek değişimler tasarım aşamasında en elverişsiz durumlar için göz önüne alınacaktır Yalıtım Sisteminin İncelenmesi, İzlenmesi ve Bakımı Değiştirme için erişim ve geçiş alanı Periyodik bakım Onaylar ve Belgeler CE Belgesi Peformans Hedefleri Hedef Performans R D KK SH

19 Tasarım Yük Kombinasyonları Yalıtım arayüzü ve altındaki elemanlar 1.4 G+1.6 Q 1.2 G+Q±Ed 0.9G±Ed Yalıtım seviyesi üzerindeki elemanlar G+0.5Q 1.2G+0.5Q±Ed Yalıtım Sistemi Hesap Esasları MCE altındaki deplasman ve yükleri karşılayacak kapsiteye sahip olmalı Yalıtım birimi özelliklerinin eksenel yük, sıcaklık ve hıza bağlı değişimi dikkate alınmalıdır.

20 Elastomer Yalıtım Birimleri Tasarımda kullanılacak alt ve üst sınır değerleri Kurşun çekirdekli ve yüksek sönümlü

21 Birim Şekildeğiştirme Sınırları Tüm yükler altında birim şekildeğiştirme ve kararlılık Birim şekildeğiştirme bileşenleri Basınç Yatay etkiler(rüzgar, sıcaklık) Göreli dönme γc,st 3.5 veya γc,st εb / 3 γc,st +γs,st +γr,st 5.0 veya γc,st + γs,st + γr,st < 0.75εb Deprem γc,e γs,e 0.5γr,st 6.0 γs,e 2.0

22 Yalıtım Birimlerinin Düşey kararlılığı Kurşun Çekirdekli ve Yüksek Sönümlü Yalıtım Birimleri Burkulma yükü hesabı ve kontrolü Yalıtım Birimi Bağlantıları Üst ve alt yapı bağlantıları maksimum deplasmana karşılık gelen yatay ve düşey kuvvetleri taşımalıdır.

23 Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimleri Tasarıma yönelik alt ve üst sınır değerleri Çevresel etkilerden korunmuş (izole edilmiş) ve yağlanmamış PTFE sürtünme tabakası içeren eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri æ deney spek alt üst Üst ve alt yapı bağlantıları maksimum deplasmana karşılık gelen yatay ve düşey kuvvetleri taşımalıdır.

24 Hesap Yöntemleri 1. Etkin Deprem Yükü Yöntemi Tek dereceli dinamik sistem düşünülerek DBE için yalıtım birimi deplasmanı ve bina etkin periyot hesabı g W DD TD2ηDSae(DD-2)(TD) TD 2π gk D 4π MCE için yalıtım birimi deplasmanı ve bina etkin periyot hesabı g DM TM2 ηm Sae(DD-1) (TM ) 4π TM 2π W gk M DBE ve MCE altında üst yapıya etkiyen kuvvet hesabı

25 2. Mod Birleştirme Yöntemi Düzenli binalarda Yerdeğiştirmeler > 0.80 *etkin deprem yükü yöntemi değerleri Düzensiz binalarda (A1, B2, B3) Yerdeğiştirmeler > 0.90 *etkin deprem yükü yöntemi değerleri Etkin sönüm oranı >0.30

26 3. Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap 11 Deprem yer hareketi İki yönde deprem kayıt çifti Yalıtım birim yerdeğiştirmeleri her iki yönün vektörel bileşkesi Yerdeğiştirmeler > 0.80 *etkin deprem yükü yöntemi değerleri

27 Göreli Kat Ötelemesi Sınırları Kesintisiz kullanım için 0.005h Sınırlı Hasar için 0.015h Deprem derz genişliği > maksimum yalıtım deplasmanı + katarası öteleme

28 Yalıtım Birimi Testleri Test koşulları Tasarım mühendisi gözetimi ve denetimi Deneylerin belgelenmesi Üreticiden bağımsız akredite laboratuvarlar (TS ISO/IEC 17025)

29 Prototip Testler Amaç: Yalıtım birimi parametrelerinin belirlenmesi (etkin sönüm, etkin rijitlikler) Her tip için an az iki adet 10 adet test Düşey Yük En büyük değer Ortalama değer Yatay yerdeğiştirme/kuvvet Tasarım deplasmanı oranları (add) Maksimum deplasman (DM) Çevrim sayısı Tek yönlü 3, 10 Kabul koşulları Deney parametreleri ile tasarım parametrelerinin karşılaştırılması Sınırlar içerisinde kalınması (alt ve üst limit) Kalıcı yerdeğiştirme olmayacak

30 Üretim Testleri Amaç: Üretimdeki değişimin belirlenen sınırlar içerisinde kaldığını teyid etmek Her tip için yüzde 30 u: Kabul kriterinin sağlanmaması durumda yüzde 100 ü 2 adet test Kabul koşulları Deney parametreleri ile tasarım parametrelerinin karşılaştırılması Sınırlar içerisinde kalınması (alt ve üst limit)

31 Sağlık Bakanlığı: 2018 Genelgesi Kapsam 1. ve 2. derece deprem bölgelerinde inşa edilecek 100 yatak ve üzeri hastaneler sismik yalıtımlı olmalıdır. Proje Yüklenicisi ve Uygulama Yapım Yüklenicisi bu asgari standart kapsamından sorumludur. Burada belirtilmeyen hususlarda AFAD tarafından yayınlanan Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği hükümleri kullanılacaktır.

32 Proje Yüklenicisi ve Statik Proje Mühendisi Şartları Statik Proje Mühendisi En az bir yalıtımlı tasarım yapmış veya Uzman kurum/kuruluşlardan alınmış sertifikalı eğitim/kurs Değerlendirme komisyonu onayı Deprem Yalıtım Danışmanı Kriterlere uygun danışman ile sözleşme Deprem müh. konusunda Doktoralı, ilgili konuda çalışma yapmış ve bu konuda danışmanlık deneyimi olan kişiler Deprem müh. Konularında uzman, Üniversitelerde görevli, ilgili konuda deneyimli akademisyen veya emekli akademisyen. Değerlendirme komisyonu onayı Taahhüt sözleşmesi

33 Projelerde uyulması gereken kurallar ve Tasarım Kriterleri Sahaya özel deprem spektrumu İlgili konularda uzman (akademisyen veya deneyimli) Sahanın Zemin etüdü ve diğer jeofizik/jeolojik çalışmalar 475 ve 2475 tekrar aralıklara sahip ivme spektrumu AFAD deprem tehlike haritaları ile kıyaslanarak en büyük ivme değerleri kullanılır 11 deprem yer hareketi kayıt çifti (475 ve 2475 yıl için) Genel tasarım kuralları Tüm yalıtım elemanları aynı kotta olacak (asansör çevresindekiler hariç) Güvenirliliği ispatlanmış yazılım programları Deplasmanlar MCE altında alt sınır değerleri kullanılarak hesaplanır Üst yapıya etkiyen kuvvet DBE altında üst sınır değerleri ile hesaplanır. Yalıtım ve bağlantı elemanlarının tasarımı MCE altında yapılır.

34 Projelerde uyulması gereken kurallar ve Tasarım Kriterleri Genel tasarım kuralları Yapı çevresi boşluk miktarı >50 cm veya 1.5*ötelenme Kesintisiz performans seviyesi için üst yapıda R=1.2, alt yapıda R=1.0. DBE altında katarası ötelenmes oranı < Üst yapıya aktarılan deprem kuvveti < 0.2 (G+0.3Q) Kat ivmeleri < 0.3 g

35 Yalıtım Elemanı Tipleri Eğri yüzeyli sürtünmeli sarkaç Kurşun çekirdekli elastomer yalıtım elemanı Yüksek sönümlü elastomer yalıtım elemanı

36 Yeterlilik Kriterleri Deprem Yalıtım Danışmanı Yalıtım Elemanı Üreticisi Ön Yeterlilik Kriterleri Yalıtım Elemanları Kriterleri CE ve kalite kontrol belgeleri Garanti belgeleri Onaylı test sonuç belgeleri Tasarımda öngörülen değerler Uygulanacak test bilgileri Çevrimsel özelliklerin değişimi (kuvvet, hız, ısı, zaman) Test üst ve alt sınırları.. Uygulama Yapım Yüklenicisi Kriterleri

37 Testler Amaç: Yalıtım birimleri özelliklerinde gözlenen değişimin belirlenmesi Yalıtım elemanlarının özelliklerinin tasarım ile uyumunun tespiti Prototip testler Her tip için 2 adet örnek Çekme durumunda bağlantı elemanı testleri Yapılarda kullanılmaz Üretim testleri Yapıda kullanılacak üretilmiş yalıtım elemanlarının tamamı Gerçek boyutta ve proje yükleri altında Başarız elemanlar inşaatta kullanılmaz

38 Ülkemizdeki Önemli Projeler: elli Dünyadaki en büyük 10 Yalıtımlı Bina Entegre Sağlık Kampüsü, nbul 330-yatak kapasiteli klaşık 2000 izolatör ünyadaki en büyük yalıtımlı bina

39 Ülkemizdeki Önemli Projeler: Dünyadaki en büyük 10 Yalıtımlı Bina #2: Adana Entegre Sağlık Kampüsü

40 #2: Adana Entegre Sağlık Kampüsü Bitiş tarihi: Mayıs, ,000 m2 Toplam yatak kapasitesi: 1,5 beds 1,512 yalıtım birimi (Eğri Yüzeyli Sütünmeli ) -Foto: Ronesans

41 Ülkemizdeki Önemli Projeler: Dünyadaki en büyük 10 Yalıtımlı Bina #4: Isparta Şehir Hastanesi

42 #4: Isparta Şehir Hastanesi Bitiş tarihi: Aralık, 221,000 m2 Toplam yatak kapasitesi: Yalıtım Birim (Eğri Yüzeyli Sürtünmeli) Foto: Dost İnşaat

43 Ülkemizdeki Önemli Projeler: Dünyadaki en büyük 10 Yalıtımlı Bina #8: Sabiha Gökçen Uluslararası Havaalanı Terminal Binası, Istanbul