DEPREM YALITIMLI VERİ MERKEZİ TİPİ YAPILARDA EŞDEĞER STATİK KUVVET YÖNTEMİNİN İNCELENMESİ

Transkript

1 ÖZET: DEPREM YALITIMLI VERİ MERKEZİ TİPİ YAPILARDA EŞDEĞER STATİK KUVVET YÖNTEMİNİN İNCELENMESİ B. Erkuş 1, B. Kaapoğlu 2 ve M. D. Güler 3 1 Yrd. Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, İtanbul Teknik Üniveritei, İtanbul 2 Yük. Li. Öğr., İnşaat Müh. Bölümü, İtanbul Teknik Üniveritei, İtanbul 3 Yük. Müh., Neoi Mühendilik, İtanbul barierku@itu.edu.tr Bu bildiride, deprem yalıtımlı ve veri merkezi tipi yapılarda, eşdeğer tatik kuvvet yöntemi ile elde edilen ve üt yapı taarımında kullanılan taban keme kuvvetlerinin geçerliliği farklı yapı rijitliği ve yalıtım ütü döşeme kütlei değerleri için incelenmiştir. Deprem yalıtımlı yapılarda, üt yapı taarımı için gerekli olan taban keme kuvvetinin heabı için genellikle eşdeğer tatik kuvvet yöntemi kullanılmaktadır. Ancak, klaik eşdeğer tatik kuvvet yöntem yalıtımlı yapılarda gözlemlenen dinamik etkileri her zaman etkin bir şekilde yanıtamamaktadır. Eşdeğer tatik kuvvet yöntemin geliştirilerek tipik yalıtımlı yapıların dinamik davranışını daha iyi yanıttığı çalışmalar mevcut olup onuçlar bazı güncel yönetmeliklere yanıtılmıştır. Yalıtımlı veri merkezi tipi yapıların özellikleri tipik yalıtımlı yapılardan farklı olup bu tip yapılarda eşdeğer tatik kuvvet yönteminin geçerliliği ayrıca incelenmelidir. Bu amaçla, Türkiye de inşaı tamamlanan bir ve iki katlı iki deprem yalıtımlı veri merkezi binaı örnek yapılar olarak eçilmiştir. Analiz modeli olarak üt yapının doğrual keme yayları ve toplu kütlelerle ve tüm izolatörlerin bir adet çift-doğrual elemanla ifade edildiği bir model kullanılmıştır, ve iki yapı için iki temel model oluşturulmuştur. Bu temel modellerin üt yapı rijiliği ve yalıtım ütü döşeme kütlei değiştirilerek farklı modeller türetilmek ureti ile veri merkezlerinin olaı yapıal özellikleri de gözönünde bulundurulmuştur. Yapıların taarımında kullanılan depremelliklere yakın bir depremellik için tüm modellerin taban keme kuvvetleri eşdeğer tatik kuvvet yöntemi ve zaman-tanım alanında doğrual olmayan analizler ile elde edilmiştir. Zaman-tanım analizleri için bir 2500 yıllık taarım pektrumuna ölçeklendirilmiş 14 deprem kaydı kullanılmıştır. Sonuçlar eşdeğer tatik kuvvet yöntemi ile elde edilen kat keme kuvvetlerinin üt yapı rijitliğine ve yalıtım ütü döşeme kütleine bağlı olarak zaman-tanım alanı ile elde edilen değerlerden önemli oranda farklı olabileceğini götermektedir. ANAHTAR KELİMELER: imik yalıtım, deprem, eşdeğer tatik kuvvet yöntemi, veri merkezi, taban keme kuvveti INVESTIGATION OF EQUIVALENT LATERAL FORCE PROCEDURE FOR BASE-ISOLATED DATA CENTER-TYPE STRUCTURES ABSTRACT: Thi paper invetigate the validity of the bae hear force obtained from an equivalent lateral force procedure and that are ued for the deign of upertructure for bae-iolated data center-type tructure. Equivalent lateral force procedure i generally ued to etimate bae hear force that are required for the deign of the upertructure of a bae-iolated building. However, conventional method doe not reflect the dynamic behavior of bae-iolated tructure effectively. There are reearch on equivalent lateral force procedure to make it account for the dynamic behaviour of typical bae-iolated tructure more accurately, and the reult are reflected to ome of the recent code. Bae-iolated data center, on the other hand, have characteritic different than that of typical bae-iolated tructure, and effectivene of equivalent lateral force procedure hould be invetigated for thi type of tructure alo. For thi purpoe, a ingle-tory and a two-tory datacenter building that are recently contructured in Turkey are conidered a example. A model with linear hear pring and lumped mae for the upertructure and one bilinear element for the iolator i ued, and two bae model are etablihed for two building. Poible propertie of data-center tructure are conidered 1

2 by changing the iolation lab ma and upertructure rigidity of the bae model. Bae hear are obtained uing equivalent lateral force and time-hitory analyi procedure for a eimicity imilar to the eimicitie ued for the deign of the tructure. For the time-hitory analye, even pair of hitorical gound motion record that are pectrally matched to a deign pectrum with 2500 year return period. Reult how that bae hear obtained from equivalent lateral force method may differ ignificantly from the hear obtained from time-hitory analye baed on the upertructure rigidity and iolation lab ma. KEYWORDS: eimic iolation, earthquake, equivalent lateral force procedure, data center, bae hear 1. GİRİŞ Simik yalıtımlı yapı taarım aşamalarının ilki olan ön taarım birçok bakımdan oldukça önemlidir ve bazı zorluklar içerir. Bu aşamada hem yalıtıcıların genel özellikleri ve hem de üt yapının ana hatları ortaya çıkar ve ileriki aşamalarda büyük değişime uğramaı tüm proje açıından itenen bir durum değildir. Kullanılan yöntemlerin doğruluğu ne kadar yükek ve bu yöntemler gerçek davranışı ne kadar iyi yanıtıyor ie, eçilen itemin ileriki aşamalarda değişme olaılığı o kadar azalacaktır. Ancak, birçok yalıtıcı ve üt yapı eçeneği değerlendirildiğinden, ileri analizlerin yapılmaı genellikle mümkün olamamakta, hata oranı daha fazla, ancak heaplama ve yorumlama üreleri daha az, uygulamaı kolay olan bazı tatik yöntemler tercih edilmektedir. Sonuç olarak, baitleştirilmiş yöntemler kullanılarak onraki aşamalarda değişme olaılığı az olan bir taarım elde etmek ön taarımda karşılaşılan en önemli zorluktur. Bu durumda, çok güvenli taarım yaparak değişim rikini azaltmak bir eçenektir; ancak bu yaklaşımda maliyetler çok yükek olabilir. Diğer bir yaklaşım ön taarımda kullanılan baitleştirilmiş yöntemin etkin bir şekilde kullanılabilmei için yöntemin özelliklerinin ve gerçek davranışı ne kadar yanıyabileceğinin anlaşılmaıdır. Ön taarımda kullanılan yöntemlerin başında Eşdeğer Statik Kuvvet (ESK) Yöntemi gelir. Bu yöntemde yalıtıcı iteminin doğrual olmayan davranışı eşdeğer bir doğrual yay ve eşdeğer bir vikoz önümleme elemanlarının üperpoziyonu olarak ifade edilir. Tüm yapı kütleinin yalıtım döşemeinde toplandığı kabul edilerek, yalıtıcı yerdeğiştirmeleri ve keme kuvvetleri öngörülen bir depremellik için yinelemeli bir yöntem ile elde edilir. Yerdeğiştirmeler ve yalıtıcı ekenel kuvvetleri ile yalıtıcı ön taarımı yapılır. Üt yapı taarımında, yalıtım eviyei keme kuvvetleri taban keme kuvveti olarak kabul edilir. Bu kuvvet belli dağılım kabulleri ile üt yapıya dağıtılarak kat kuvvetleri elde edilir. Üt yapı bu kuvvetler etkiinde tatik analize tabi tutularak taarlanır. ESK yöntemi deprem yönetmelikleri kapamında kullanılabilmektedir ve değişik yönetmeliklerde, ana prenipleri aynı olmakla beraber, yukarıda özetlenen yaklaşımlarda farklılıklar olabilmektedir. Görüldüğü üzere, ESK yöntemi birçok baitleştirme ve kabul içermekte olup, yalıtımlı yapının ön taarımının ne kadar başarılı olduğunu anlamak için ESK yönteminde kullanılan kabullerin ve baitleştirilmelerin anlaşılmaı ve araştırılmaı gerekmektedir. ESK yönteminde kullanılan kabulleri yalıtıcılar ve üt yapı için yapılan kabuller olmak üzere ikiye ayırmak mümkündür. Yalıtıcılar için yapılan tipik kabullerden ilki kuvvet-yerdeğiştirme ilişkiinin birincil ve ikincil rijitliklere ahip tipik çift-doğrual eleman ile ifade edilmeidir. Diğer bir kabul doğrual olmayan davranışın eşdeğer doğrual bir yay-önümleyici itemi ile ifade edilmeidir. Ayrıca, eşdeğer özellikler heaplanırken genellikle modal birim şekildeğiştirme enerjii yöntemi kullanılır. Üt yapı için yapılan kabullerden ilki üt yapı taarımında kullanılan taban keme kuvveti ile ilgilidir. Bir yaklaşımda, bu değer doğrudan yalıtıcı keme kuvveti olarak alınır. Diğer bir yaklaşımda, yapı birinci katında kat keme kuvveti yalıtım keme kuvvetin üt yapı katlarına dağılımı enaında belirlenir. İkinci bir kabul, kat keme kuvvetlerinin belirlenmeinde kullanılır. Bu kabul için önerilen bazı yöntemler, her kata eşit kuvvet dağıtılmaı, kuvvetlerin kat kütleine ve yükekliklere bağlı olarak dağıtılmaıdır ve bazı araştırmalara dayanan ampirik bir dağıtım kullanılmaıdır. ESK yönteminin gerçek davranışını ne kadar yanıttığı, kullanılan kabullerin davranışa hangi yönde etkilediği değişik araştırmacılar tarafından incelenmiştir. Theodoiou ve Contantinou (1991); Winter ve Contantinou (1993) ESK yönteminin dönemin yönetmeliklerinde tanımlandığı halini, zaman-tanım alanındaki analizler ile karşılaştırmışlardır. Sonuçlar, ESK yönteminin birçok bakımdan kabul edilebilir onuçlar verdiğini, ancak üt yapı dinamik davranışını etkin bir şekilde yanıtamadığından kat keme kuvvetlerini daha güveniz olarak heaplayabileceğini götermiştir. York ve Ryan (2008) tarafından yapılan çalışmada, farklı üt yapı rijitliğine ve yalıtım döşeme kütleine ahip olan yapılar için bu parametrelerin üt yapı kat keme kuvvetlerine olan etkileri incelenmiş ve kat kuvvetlerinin dağılımı için ampirik bir formül önerilmiştir. 2

3 ESK yöntemi deprem yönetmeliklerden birçok bakımdan benzer olarak uygulanmaktadır. Örnek olarak tüm yönetmelikler eşdeğer önümleme ve eşdeğer rijitlik heabında modal birimşekildeğiştirme enerjii yöntemini ve ekant rijitliği kullanırlar. Ancak, önüme bağlı pektrum azaltma katayıları farklı olabilmektedir. Yönetmeliklerdeki bir farklılık, kat keme kuvvetlerindeki dağılımında kullanılan yöntem olabilir. Örnek olarak, ASCE/SEI-7-10 (2010) ve TDY-Talak (2017) yönetmelikleri kat keme kuvvetini üçgen dağılımı kabulü ile yaparken, ASCE/SEI (2014) ve ASCE/SEI-7-16 (2016) yönetmelikleri York ve Ryan (2008) çalışmaı tarafından önerilen ampirik yaklaşımı kullanır. ESK yönteminde kullanılan kabullerin onuçları önemli oranda etkileyebileceği bir yapı türü veri merkezi binalarıdır. Simik yalıtımlı veri merkezleri genellikle bir ya da iki katlıdır. Kullanımı nedeni ile yapıal item açıklıkları geniş olabilir. Eğer üt yapıda ana taşıyıcı item perdeiz çerçeve ie üt yapı rijitliği oldukça düşük olabilir. Veri merkezlerinde yalıtım döşemeinin kütlei ekipman ağırlıklarından dolayı diğer katlara göre oldukça fazladır. Tüm bu özelliklerinden dolayı, veri merkezi yapıları tipik yalıtımlı yapılardan oldukça farklı olabilir. Yukarıda bilgileri verilen çalışmalar daha çok tipik yalıtımlı yapılar için yapılmış olup, benzer çalışmaların veri merkezi tipi yapılarında yapılmaı ve ESK yönteminin geçerliliğin bu yapı tipi için araştırılmaı oldukça faydalı olacaktır. Bu bildiride, deprem yalıtımlı ve veri merkezi tipi yapılarda, ESK yöntemi ile elde edilen ve üt yapı taarımında kullanılan taban keme kuvvetlerinin geçerliliği farklı yapı rijitliği ve yalıtım ütü döşeme kütlei değerleri için incelenmiştir. Bu amaçla, Türkiye de inşaı tamamlanan bir ve iki katlı iki deprem yalıtımlı veri merkezi binaı örnek yapılar olarak eçilmiştir. İlk önce, ESK yöntemi ve bu makale kapamında kullanılan modelleme, analiz ve deprem ölçeklendirme yöntemleri hakkında teorik bilgiler verilmiştir. Analiz modeli olarak üt yapının doğrual keme yayları ve toplu kütlelerle ve tüm izolatörlerin bir adet çift-doğrual elemanla ifade edildiği bir model kullanılmıştır. Taarım pektrumuna uyumlu deprem kayıtlarının elde edilmeinde, pektral eşleştirme yöntemi kullanılmıştır. Sonra, örnek olarak eçilen yapıların özellikleri açıklanmıştır ve iki yapı için iki temel model oluşturulmuştur. Seçilena örneklerde üt yapı çeliktir ve yapıal item olarak çerçeve item ve çarprazlı item kullanılmıştır. Yalıtım döşemei betonarme kiriş-döşeme itemidir. Yalıtıcılar üçlü ürtünme pendulum tipi yalıtıcılardır, ancak analizlerde çift-dorğual model kullanılmıştır. Seçilen temel modellerin üt yapı rijiliği ve yalıtım ütü döşeme kütlei değiştirilerek farklı modeller türetilmek ureti ile veri merkezlerinin olaı yapıal özellikleri de gözönünde bulundurulmuştur. Yapıların taarımında kullanılan depremelliklere yakın bir depremellik için tüm modellerin taban keme kuvvetleri ESK yöntemi ve zaman-tanım alanında doğrual olmayan analizler ile elde edilmiştir. Zaman-tanım analizleri için bir 2500 yıllık taarım pektrumuna ölçeklendirilmiş 14 deprem kaydı kullanılmıştır. Her iki yöntem ile elde edilen, yalıtım yerdeğiştirmeleri, keme kuvvetleri ve üt yapı kat keme kuvvetleri grafikler ve tablolar ile karşılaştırılarak, ESK yönteminin veri merkezi tipi yapılarda geçerliliği irdelenmiştir. 1. TEORİK BİLGİLER Bu bölümde bu makale kapamında kullanılan yöntemler ve modellemeler hakkında teorik bilgiler verilmiştir. Bunlar ESK yöntemi, yalıtımlı yapı modellemei, doğrual olmayan analiz yöntemi ve pektral eşleştirme yöntemidir Eşdeğer Statik Kuvvet (ESK) Yöntemi ESK yönteminde amaç, yalıtımlı yapıyı eşdeğer tek erbetlik dereceli (TSD) olarak ifade etmektir. Bunun için tüm yapı doğrual olmayan bir TSD iteme çevrilir (Şekil 1a). TSD itemin kütlei, yalıtım eviyei ütünde kalan tüm yapı kütleidir. TSD yayı ie, tüm yalıtıcıların davranışlarını ifade eden doğrual olmayan bir yaydır (çift-doğrual yay). Elde edilen TSD itemin doğrual olmayan yayı eşdeğer doğrual bir yay ve eşdeğer bir vikoz önümlemenin toplamı olarak ifade edilir (Şekil 1b). Eşdeğer ya da efektif olarak adlandırılan yay rijitliği makimum yerdeğiştirmeye denk gelen ekant rijitliktir (k eş). Bu rijitliğe denk gelen TSD item periyodu eşdeğer ya da efektif periyot olarak adlandırılmaktadır (T eş). Eşdeğer önümleme abiti ie eşdeğer önümleme ile önümlenen enerjinin çift-doğrual yayın önümlediği enerjiye eşit olmaı ile bulunur: eş = E ön / 4E bşe. Burada, E ön doğrual olmayan yay tarafından bir çevrimde önümlenen enerji; E bşe makimum yerdeğiştirme anında eşdeğer doğrual yayda depolanan birim şekildeğiştirme enerjii ve eş eşdeğer vikoz önümleme abitidir. 3

4 (a) (b) Şekil 1. ESK yönteminde yalıtımlı yapının (a) doğrual olmayan TSD iteme çevrilmei ve (b) çevrimel davranışın eşdeğer özellikler ile ifadei Şekil 2. ESK yönteminde ASCE/SEI (2014) de belirtilen kat kuvvetleri dağılımı ESK yönteminde kullanılacak eşdeğer TSD itemin parametrelerin bulunmaı için makimum yalıtıcı yerdeğiştirmeinin bilinmei gerekir. Bu değer genellikle bir pektrum ile ifade edilen depremelliğe bağlıdır. Bu değerin bulunmaı için yinelemeli bir yöntem uygulanır. Bu yöntemde ilk önce T eş için bir öngörü yapılır. Bu periyoda denk gelen eşdeğer yay kuvveti ve yerdeğiştirme verilen pektrumdan elde edilir. Elde edilen yeni yerdeğiştirme için eşdeğer önümleme ve eşdeğer periyot değerleri heaplanır. Spektrum bu yeni önümleme için azaltma katayıları ile güncellenir ve yeni periyot bilgii ile yerdeğiştirmeler tekrar heaplanır. Bu yineleme hedeflenen bir toleran ağlanana kadar devam eder. Bu şekilde yalıtıcılarda oluşan yerdeğiştirme ve keme kuvveti heaplanır. Üt yapı kuvvetlerini bulmak için yalıtıcı keme kuvvetleri üt yapı katlarına dağıtılarak tatik analiz yapılır. Kat kuvvetlerinin dağılımı farklı yönetmeliklerde farklı olabilir. Bir örnek Şekil 2 de göterilmiştir. Bu dağılım York ve Ryan (2008) çalışmaına dayanmaktadır Yalıtımlı Yapıların Doğrual Olmayan Modellemei Yalıtımlı yapıların doğrual olmayan analizi için birkaç modelleme yöntemi kullanılabilir. Bu makalede katların toplu kütle ve keme yayları ve yalıtıcıların bir adet doğrual olmayan eleman ile ifade edildiği bir model kullanılmıştır (Erku ve Johnon, 2006). Doğrual olmayan eleman tipik çift doğrual elemandır. Bu modelde, x yal yalıtım yerdeğiştirmei; x i, m i, k i ve c i i. katın ıraı ile yalıtım döşemeine göre yerdeğiştirmei, kütlei, rijitliği ve önümleme abiti;, V yal yalıtım keme kuvveti ve x g yer yerdeğiştirmeidir. Bu itemin hareket denklemi şu şekilde ifade edilebilir: 0 0 K 0 K ü M= Mx( t) Cx( t) F ( t) P ( t) (1) T T R MüR myal R Mü M R ü M ü c C= 0 yal 0 C ü P T R M ür myal ( t) xg ( t) MR ü Burada, M ü, C ü ve K ü üt yapı kütle, önümleme ve rijitlik matrii; m yal yalıtım döşeme kütlei; c yal yalıtım önümlemei; R 1 ayıından oluşmuş N kat 1 boyutunda vektör ve F doğrual olmayan yalıtım kuvvetidir Doğrual Olmayan Analiz (DOA) Yöntemi Bu makalede doğrual olmayan analiz (DOA) için Newmark- ve dengelenmiş kuvvet düzeltme yöntemleri kullanılmıştır. Yöntemin detayları Erku (2004) da verilmiş olup burada kıaca özetlenmiştir. Denk. (1) İle verilen denklemin t anındaki hali ve t + t anındaki halinden çıkarılıra aşağıdaki denklem elde edilir: Mx Cx F P (3) t t t t (2) 4

5 Burada [ ] t, büyüklüğün t + t ve t anlarındaki değerleri araındaki farklı götermektedir. Newmark- yöntemi ile aşağıda göterilen artımal ve cebirel forma çevrilebilir: A 2 t M t C, Ax F P ˆ (4) t t t ˆ t t 1 t 1 t P P M Cx M t 1Cx (5) t 2 2 Burada, ve Newmark parametreleridir. Analizde, her zaman adımında için artımal doğrual olmayan kuvvet için bir kabul edilir. Bu kabul, item tanjant rijitliği üzerinden olabilir. Bu durumda t,kabul t,kabul t,kabul F KT x ve T ˆ t A K x P (6) olur. Kabul edilen yer değiştirme için, bünye fonkiyonlarından doğrual kuvvet F t,çiftdoğ heaplanabilir. Bu durumda, t adımı için dengelenmemiş kuvvet şu şekilde olur: F F F (7) t,denge t,kabul t,çiftdoğ Dengelenmemiş kuvvet düzeltmei yönteminde, bu kuvvet bir onraki zaman adımında ek dış kuvvet olarak yapıya etkitilerek item çözülür: Ax F Pˆ F (8) t 1 t 1 t 1 t,denge Şekil 3. Bu makalede kullanılan doğrual olmayan yalıtımlı yapı modellemei 1.4. Spektral Eşleştirme Yöntemi Bu makalede, tarihel deprem kayıtlarının öngörülen bir depremelliğe uyumla hale getirilmeinde Atik ve Abrahamon (2010) tarafından önerilen pektral eşleştirme yöntemi kullanılmıştır. Yöntemin eaı, ivme kayıtlarını dalgacık fonkiyonları ile güncellemeye dayanır. Detayları öz konuu makalede bulunabilir. 2. ÖRNEK YAPILAR VE DEPREMSELLİK Bu makalede iki yapı incelenmiştir. Bu yapılar 2017 yılında inşaının tamamlanan iki veri merkezinin özelliklerinden yaklaşık olarak elde edilmiştir (Tablo 2). Her iki yapıda betonarme yalıtım döşemei bulunmaktadır ve üt yapı çeliktir. Yapı-A taşıyıcı itemi çerçeve, Yapı-B ie çaprazlı çerçevedir. Veri ekipmanlarından dolayı yalıtım döşeme kütlei kat kütlelerine göre oldukça yükektir. Şekil 4. Kayıtların %2/50 yıl hedef depreme eşleştirilmei 5

6 Bu çalışma kapamında kullanılan deprem kayıtları Tablo 1 de göterilmiştir. Yukarıda özellikleri verilen yapıların taarımında kullanılan 50 yılda aşılma olaılığı %2 olan (yaklaşık olarak 2500 yıl dönüş periyotlu) depremellik birbirlerine çok benzer olduğundan bu çalışmada tek katlı yapı için hazırlanan ve Şekil 4 de göterilen depremellik kullanılmıştır. 3. NÜMERİK ANALİZ VE DEĞERLENDİRME Yukarıda ana parametreleri verilen iki yapı, eşdeğer tatik yöntem ile incelenmiş, yalıtıcı yerdeğiştirme ve keme kuvvetleri ve birinci kat keme kuvvetleri elde edilmiştir. Birinci kat keme kuvvetleri heaplanırken, ASCE/SEI (2014) de belirtilen kat kuvvet dağılım yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca önümleme azaltma katayıı için (AASHTO, 2010) de verilen yöntem kullanılmıştır. Daha onra yapılar hedef depremelliğe uyumlu hale getirilen tarihel depremlerin her iki bileşeni için toplam 14 adet DOA e tabi tutulmuştur. Bu analiz için (MATLAB, 2016) paketi ile yukarıda teorii verilen ve doğrual olmayan dinamik analiz yapabilen bir program geliştirilmiştir. Bu program ile elde edilen onuçlar, doğruluğu genel kabul görmüş olan (SAP2000, 2016) programının onuçları ile karşılaştırılarak yazılan programın doğruluğu teyit edilmiştir. ancak bu onuçlar burada göterilmemiştir. Veri merkezi tipi yapılardaki olaı kütle ve rijitlik farklılıklarını yanıtmak için yalıtım döşeme kütleinin ve üt yapı rijitliğinin Tablo 2 de verilen değerlerden %50 daha az ve %50 daha fazla olduğu durumlar da göz önüne alınmıştır. Birçok bakımdan bu değerler çok ektrem durumları ifade etmektedir. Ancak, farklı yapı tiplerinde ESK yöntemi ile elde edilen onuçların doğruluğunu anlamak açıından bu değişken tanım alanın eçilmei uygun görülmüştür. Bu ek analizlerde yalıtım efektif periyotlarının değişmemei için yalıtım çiftdoğrual parametreleri, yapı kütlei ile normalleştirilmiştir. Bu şekilde, adece yalıtım döşeme kütlei, üt yapı kütlei ve üt yapı rijitliğinin etkilerinin incelenmei ağlanmıştır. ESK ve DOA onuçları Tablo 3 de göterilmiştir. Bu onuçlar, özellikleri Tablo 2 de verilen aıl yapı içindir. Bu tabloda ayrıca ESK yöntem ile elde edilen onuçların DOA onuçlarından farkının DOA onuçlarına oranı yüzde olarak göterilmiştir. Bu onuçlara göre örnek veri merkezi yapılarında ESK yöntemi ve DOA yöntemleri ile elde edilen yerdeğiştirmelerde %60- %70 mertebelerinde farklılık görülmektedir. Bu farklığın ESK yönteminin yaklaşık bir yöntem olmaı nedeni ile oluştuğu ve tipik yalıtımlı yapılarda da oluşacağı düşünülmektedir. Yalıtım keme kuvvetlerindeki farklılık %20-%30 mertebelerindedir. Kuvvetlerdeki farklılığın yerdeğiştirmelere göre daha az olmaının, yalıtım elemanlarının ikincil rijitliğinin düşük olmaından kaynaklandığı düşünülmektedir. İlk kat keme kuvvetlerinin mutlak değerleri ve normalleştirilmiş değerleri incelendiğinde ilk gözlemlenen, ilk katta yalıtım eviyei normalleştirilmiş keme kuvvet değerlerinden daha yükek normalleştirilmiş keme kuvvetlerinin oluştuğudur. Bu onuçlar, York ve Ryan (2008) tarafından yapılan çalışma onuçları ile örtüşmekte olup, veri merkezi tipi yapılarda farkın daha yükek olacağı anlaşılmaktadır. Sonuçlara göre ASCE/SEI (2014) ile önerilen ve York ve Ryan (2008) çalışmaına dayanan ampirik kat kuvveti dağılım yaklaşımı tek katlı veri merkezi yapıı %14 fark yaratmıştır ancak bu fark iki katlı veri merkezi için %30 mertebeine çıkmıştır. Bu durum, tek katlı veri merkezi yapıındaki kütle oranlarının bahi geçen çalışmalarda öngörülen yapılardaki kütle oranlarına yakın olmaı ile açıklanabilir. Tablo 2. İncelenen veri merkezlerinin özellikleri Özellik Yapı-A Yapı-B Kat Adedi 1 2 Yalıtım Döş. Kütlei m yal = ton Yalıtım Rijitliği k 1 yal = 1.07e7 kn/m k 2 yal = 2.32e4 kn/m x ak yal = 1 mm m yal = ton k 1 yal = 1.14e7 kn/m k 2 yal = 4.16e4 kn/m x ak yal = 2 mm Yalıtım Vikoz Sön. yal = 0.5 yal = 0.5 Üt Yapı Kütlei Üt Yapı Rijitlikleri m 1 = 2500 ton k 1 = 3.0e5 kn/m Üt Yapı Sönüm. ü = % 5 m 1 = 4000 ton m 2 = 1700 ton k 1 = 2.5e6 kn/m k 2 = 2e5 kn/m ü = % 5 (T ü = 5 n) ü = % 5 (T ü = 0.1 n) Üt Yapı Periyodu T ü = n T ü =0.520 n Tablo 1. Kullanılan PEER-GMD (2016) deprem yer ivme kayıtları Kayıt No Deprem Süre / t Büyük. Fay. Uz. RSN882 Lander, n / n 7.28 M 26.8 km RSN1110 Kobe, n / n 6.90 M 24.8 km RSN1166 Kocaeli, n / n 7.51 M 30.7 km RSN1762 H. Mine, n / n 7.13 M 43.1 km RSN3758 Lander, n / n 7.28 M 36.9 km RSN5836 El Mayor, n / n 7.20 M 26.8 km RSN6953 Darfield, n / n 7.00 M 24.8 km 6

7 Tablo 3. ESK ve DOA yöntemlerinin aıl yapı için karşılaştırmalı onuçları Özellik Yapı-A Yapı-B ESK 1 DOA ESK 1 DOA Efektif Periyot, T eş 3.93 n n - Eşdeğer Sönümleme, eş %32 - %36 - Yerdeğiştirme, x yal m (61 %) m m (71 %) m Keme Kuvveti, V yal kn (23 %) kn kn (22 %) kn V yal / W T Oranı 12.0 % (23 %) 9.7 % 12.3 % (22 %) 10.1 % Keme Kuvveti, V kn (41 %) kn kn (61 %) kn V 1 / W ü Oranı 57.2 % (41 %) 40.6 % 59.1 % (61 %) 36.7 % V 1 / V yal Oranı 67.0 % (14 %) 58.6 % 83.9 % (32 %) 63.4 % (V 1 / W ü ) / (V yal / W T) Or (14 %) (32 %) : Parantez içeriinde göterilen değerler, ESK onuçları ile DOA onuçları araındaki farkın DOA onuçlarına bölümüdür. Şekil 5. Normalleştirilmiş yalıtım eviyei ve 1. kat keme kuvvetleri Sonuçların daha iyi irdelenebilmei için, onuçlar grafikel olarak Şekil 5 de göterilmiştir. Bu grafiklerde ilk önce yalıtım eviyei ve birinci kat eviyei normalleştirilmiş taban keme kuvvetleri karşılaştırılmıştır. Görüldüğü üzere, örnek veri merkezi yapılarında birinci kat normalleştirilmiş taban keme kuvveti % 40 7

8 mertebelerindedir ve yalıtım eviyei değerinden (%10 mertebeleri) oldukça farklılık götermektedir. ESK yöntemi ile elde edilen birinci kat keme kuvvetleri yalıtım döşeme kütlei tipik yalıtımlı yapılara benzer olmaya başladıkça DOA onuçlarına yaklaşmaktadır. Şekil 5 de ikinci olarak göterilen grafik normalleştirilmiş keme kuvvetlerin oranını götermektedir Burada da keme kuvvetlerinde gözlemlenen onuçlar teyit edilmiştir ve ASCE/SEI (2014) ile önerilen ve York ve Ryan (2008) çalışmaına dayanan ampirik yöntemin veri merkezleri için kütle oranlarının uygunluğu durumunda kullanılabileceği anlaşılmıştır. 4. SONUÇLAR Bu makalede, imik yalıtımlı veri merkezi yapı tipi için eşdeğer tatik kuvvet (ESK) yönteminin geçerliliği incelenmiştir. Bu amaçla iki veri merkezi yapıı örnek olarak alınmıştır. ESK kuvveti yönteminde kat kemelerinin dağılımı için en güncel yönetmelikler kullanılmıştır. Doğrual olmayan analizler (DOA) için örnek projelerden ilkinin taarımında kullanılan depremellik çalışmaı kullanılmıştır. Nümerik analiz onuçları örnek veri merkezi yapıları için ESK yöntemi ile elde edilen yalıtım yerdeğiştirme ve keme kuvvetlerinin DOA ile elde edilen değerlerden oldukça yükek olduğunu götermektedir. Bunun nedenlerinden biriinin ESK yönteminin doğaında bulunan güvenlik olduğu düşünülmektedir. Diğer bir nedenin ie, uzun periyotlarda pektrumun şeklinden dolayı ESK yönteminin haaiyetini kaybetmei olduğu düşünülmektedir. Diğer bir onuç normalleştirilmiş kat keme kuvvetleri ile ilgilidir. 1. Katta elde edilen normalleştirilmiş kuvvetin yalıtım eviyeindeki değerinden çok daha yükek olduğu görülmüştür. Bu değerler adece ESK yönteminden gelen güvenli onuçlara atfedilememektedir. Özellikle, yükek yalıtım döşemei rijitliği, düşük üt yapı rijitliği, tipik yalıtımlı yapılardan farklı bir dinamik davranışın oluşmaına ebebiyet vermiştir. Bu faklı davranışı ampirik bir formülle ESK yöntemine yanıtan güncel yaklaşımlar, bu yaklaşımlarda öngörülen kütle oranlarının oluşmaı durumunda iyi onuç vermekle beraber, öngörülmeyen kütle oranları oluşmaı durumunda, çok güvenli eviyelerde ilk kat keme kuvvetleri üretmektedirler. Bundan dolayı, ESK yöntemi ile yalıtım taarımı önemli olduğu projelerde, bu güvenlik göz önünde bulundurulmalıdır. KAYNAKLAR AASHTO (2010). LRFD bridge deign pecification, American Aociation of State Highway and Tranportation Official. ASCE/SEI-7-10 (2010). "Minimum Deign Load for Building and Other Structure." ASCE/SEI American Society of Civil Engineer, Reton, Virginia. ASCE/SEI-7-16 (2016). "Minimum Deign Load for Building and Other Structure." ASCE/SEI American Society of Civil Engineer, Reton, Virginia. ASCE/SEI (2014). "Seimic Evaluation and Retrofit of Exiting Building." ASCE/SEI American Society of Civil Engineer, Reton, Virginia. Atik, L. A., ve Abrahamon, N. (2010). "An Improved Method for Nontationary Spectral Matching." Earth. Spec., 26(3), Erku, B. (2004). "Comparion of the technique ued in the Newmark analyi of nonlinear tructure." Proc., 17th ASCE Engineering Mechanic Conference, Newark, Delaware. Erku, B., ve Johnon, E. A. (2006). "Smart bae-iolated benchmark building Part III: A ample controller for bilinear iolation." Struct. Contr. Health Monit., 13(2-3), MATLAB MATLAB, verion 2016a, The MathWork, Inc., Natick, Maachuett. PEER-GMD (2016). "PEER Ground Motion Databae." < (June, 2016, 2016). SAP SAP2000, verion v18, Computer and Structure, Inc., Berkeley, California. TDY-Talak (2017). "Türk Deprem Yönetmeliği." Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. Theodoiou, D., ve Contantinou, M. C. (1991). "Evaluation of SEAOC Deign Requirement for Sliding Iolated Structure." Report No: NCEER NCEER, SUNY, Buffalo, NY. Winter, C. W., ve Contantinou, M. C. (1993). "Evaluation of Static and Repone Spectrum Analyi Procedure of SEAOC/UBC for Seimic Iolated Structure." Report No: NCEER NCEER, SUNY, Buffalo, NY. York, K., ve Ryan, K. L. (2008). "Ditribution of lateral force in bae-iolated building conidering iolation ytem nonlinearity." J. Earth. Eng., 12(7),