PROMER Müşavirlik Müh. A.Ş. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

Transkript

1 PROMER Müşavirlik Müh. A.Ş. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

2 Sunum Kapsamı I Bölüm TBDY 2018 Mevcut Durum Analizi Kesit Hasar Seviyeleri ve Deprem Yer Hareketi Düzeyleri Bilgi Düzeyleri Performans Hedefi ve Değerlendirme Yaklaşımları Hesap Yöntemi Seçimi Doğrusal Hesap Yönteminin Uygulama Sınırları Doğrusal Olmayan Analiz Yöntemleri ve Uygulama Sınırları Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Performans Analizi

3 Sunum Kapsamı II Bölüm Çelik Uzay Çatı Ardgerme Yöntemi ile Güçlendirilmesi Örneği Güçlendirmede Klasik ve Yeni Yöntemlerin Temel Farkları Sönümleme Yaklaşımı Sönümleyici Tipleri Dünyada Sönümleyici Kullanımı Türkiye de Sönümleyici Kullanımı, Gelişimi Betonarme ve Prefabrik Yapılarda Sönümleyici Kullanımı Türkiye den Uygulama Örnekleri Dışçerçeve Güçlendirme Tekniği Yapı Yükseltilerek Taban İzolasyonu Yapı İçinden Enjeksiyonlu Sürme Kazık

4 TBDY 2018 Performans Analizi TBDY 2018 Kesit Hasar Bölgeleri (2007 ile aynı)

5 TBDY 2018 Performans Analizi TBDY 2018 Kesit Hasar Bölgeleri (2007 ile aynı) TBDY 2018 Deprem Yer Hareketi Düzeyleri (2007 e göre DD-4 ilave)

6 Bilgi Düzeyleri Sınırlı Bilgi Düzeyi Kapsamlı Bilgi Düzeyi (2007 yönetmeliğindeki orta bilgi düzeyi artık yok )

7 TBDY 2018 Performans Analizi TBDY 2018 Performans Hedefi ve Değerlendirme Yaklaşımı Deprem hesabında bina önem katsayısı uygulanmayacaktır ( I=1.0 ). Binanın önem düzeyine göre farklı aşılma olasılıklı depremler için elastik spektrum üzerinde gerekli düzeltmeler yapılacaktır.

8 Hesap Yöntemi Seçimi Doğrusal Hesap Yöntemleri Eşdeğer Deprem Yükü (Uygulanabilecek yapılar Tablo 4.4) Mod Birleştirme Doğrusal Hesap Yönteminin Uygulama Sınırları Aşağıda belirtilen durumlardan herhangi birinin oluşması durumunda uygulanamaz. Bina yükseklik sınıfının 5 den küçük olması (BYS < 5). Binada de belirtilen B3 düzensizliğinin bulunması. Betonarme binalarda, binanın üst katı haricindeki herhangi bir katında, her bir deprem doğrultusu için düşey sünek elemanların (kolon, perde ve güçlendirilmiş bölme duvarlar) kesme kuvveti ile ölçeklendirilmiş EKO değerlerinin ortalamasının deprem yönündeki kirişlerin ortalama EKO değerinden büyük olması. Binanın üst katı haricindeki herhangi bir katında, her bir deprem doğrultusu için sünek perde, sünek kolon ve güçlendirilmiş bölme duvarların kesme kuvveti ile ölçeklendirilmiş EKO değerlerinin ortalamasının 3 den büyük olması. Binanın üst katı haricindeki herhangi bir katında, her bir deprem doğrultusundaki sünek kirişlerin ortalama EKO değerinin 5 den büyük olması.

9 Hesap Yöntemi Seçimi Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri Tek Modlu İtme Yöntemleri Sabit Tek Modlu İtme Yöntemi Değişken Tek Modlu İtme Yöntemi Çok Modlu İtme Yöntemleri Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz Doğrusal Olmayan Hesap Yönteminin Uygulama Sınırları Sabit Modlu İtme Yöntemi Uygulama Sınırı; 5B.1.6 Düşey yüklerin şekil değiştirmiş taşıyıcı sistemde meydana getirdiği ikinci mertebe etkileri nin önemli olabileceği binalarda, Sabit Modlu İtme Yöntemi nin taban kesme kuvvetine dayalı olması nedeni ile, bu etkiler uyumlu bir biçimde gözönüne alınamadığından, 5B.2 de verilen Değişken Modlu İtme Yöntemi kullanılmalıdır. Değişken Modlu İtme Yöntemi Uygulama Sınırı; En yakın fayın binaya uzaklığının 15 km den az olduğu durumlarda, İkinci mertebe etkileri nedeni ile modal kapasite diyagramının akma sonrasındaki eğimlerinin negatif olması durumunda.

10 Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Performans Analizi Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Kapasite Diyagramı Elde Edilir. Kapasite diyagramı ordinatları modal sözde ivme-modal yerdeğiştirme çevrilir Yapı Deprem Spektrumu İle Çakıştırılarak Hedef Deplasman Hesaplanır hedef deplasman (m) Tx S(T) Sae(T) Sae(T)/g Sde (m) ay1 Ry1 CR1 Sdi1 uxn1 0,41 2,5 9,81 1 0,041 3,4137 2,8736 1,3115 0,0537 0,074 Ty S(T) Sae(T) Sae(T)/g Sde (m) ay1 Ry1 CR1 Sdi1 uyn1 0,38 2,5 9,81 1 0,036 4,4379 2,2104 1,3170 0,0472 0,065

11 Hesap Yöntemi Seçimi Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Performans Analizi Hedef Deplasman Miktarına Kadar Sabit tek Modlu İtme Analizi Tekrarlanır Eleman Uçlarında meydana gelen maksimum plastik yer değiştirme ve şekil değiştirmeler hesaplanır Hedef Deplasman X-Yönü İtme Analizi Hedef Deplasman Y-Yönü İtme Analizi

12 Performans Tespiti Hesaplanmış şekil değiştirme Sınırları için 5. bölüme yönlendirilme var. Hasar sınırları birim uzama limiti ile veriliyor.- Sargı donatısı etkinliği - Konrollü Hasar ve Sınırlı Hasar için de benzer şekilde limitler var

13 Hesap Yöntemi Seçimi Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Performans Analizi Hedef Deplasman Miktarına Kadar Sabit tek Modlu İtme Analizi Tekrarlanır Eleman Uçlarında meydana gelen maksimum plastik yer değiştirme ve şekil değiştirmeler hesaplanır Hasar Seviyeleri için Oluşturulmuş Sınırlar ile Kontrol Edilir.

14 PROMER Müşavirlik Müh. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

15 ÇELİK UZAY ÇATI ARDGERME YÖNTEMİ İLE GÜÇLENDİRİLMESİ Yapıdan Fotoğraflar 15/27

16 FOTOĞRAFLAR 16/27

17 FOTOĞRAFLAR 17/27

18 ANALİZ MODELİ Tx=2.909 sn / Ty=2.136 sn 18/27

19 KARSIZ MEVCUT DURUM TESPİTİ 19/27

20 MEVCUT DURUM TESPİTİ 20/27

21 MEVCUT DURUM TESPİTİ 10cm donatılı gazbeton döşeme plak yapı elemanı 0.64 kn/m2 Kar Yükü 0.75 kn/m2 21/27

22 MEVCUT DURUM TESPİTİ 22/27

23 MEVCUT DURUM TESPİTİ 23/27

24 KAR YÜKLERİ ALTINDA MEVCUT DURUM 24/27

25 KAR YÜKLERİ ALTINDA MEVCUT DURUM 25/27

26 GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ 26/27

27 GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ 27/27

28 GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ 28/27

29 ANALİZ MODELİ Undeformed Shape Deformed Shape (DL0) 29/27

30 ANALİZ MODELİ 30/27

31 ANALİZ MODELİ 31/27

32 ANALİZ MODELİ 32/27

33 GÜÇLENDİRME 33/27

34 GÜÇLENDİRME 34/27

35 GÜÇLENDİRME 35/27

36 GÜÇLENDİRME 36/27

37 GÜÇLENDİRME 37/27

38 GÜÇLENDİRME 38/27

39 PROMER Müşavirlik Müh. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

40 Yenilikci Güçlendirme Yöntemleri Sönümleme: Şekil 1: Sönümleme ile deprem yüklerindeki değişim 1- Sürtünme Türü Sönümleyiciler - Deplasmana bağlı doğrusal olmayan davranış ile sönümleme 2- Viskoz Sönümleyiciler - Deplasmanın hızına bağlı sönümleme 3- Ayarlı Kütle Sönümleyiciler Her üç model için tasarım sırasında farklı yollar izlenmektedir.

41 Sürtünme Tipi Sönümleyici Örnekleri: Şekil 2: Damptech Dairesel Sönümleyici Şekil 3: Pall Dynamics Tek Yönlü Sönümleyici Şekil 4: Oiles Boru Tipi Sönümleyici Şekil 5: Tipik Sürtünme Tipi Sönümleyici Kuvvet-Deplasman

42 Giriş: Neden Sönümleyici (Damper)? Yapıdan beklenen süneklik ihtiyacını azaltır veya kaldırır Yüksek enerji sönümleme dayanım artışını ekonomik maliyetler ile sağlanması Kolay ve süratli montaj-demontaj, tekrar kullanılabilme, yerinde kolaylıkla ayar yapılabilmesi, Mevcut yapıyı boşaltmadan kısa sürede uygulama imkanı Kolay, süratli, ekonomik bakım maliyetleri, Maksimum performansını sürekli konuma Çok farklı problemlerin çözümü için çok farklı tipte üretim Güvenilir performans Compact, hafif tasarım Çok dar alanlarda uygulanabilme

43 1/1 Ölçekli Test: National Centre for Research on Earthquake Engineering (NCREE) Taiwan Kat yüksekliği: 3 mt, Kiriş Açıklığı : 4.5 mt, Kolon: H200*200*8*12, Kiriş : I200*150*6*9 Kaynaklı birleşim (C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002) Dünyanın 2. büyük Sarsıntı Tablası

44 Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları: (C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002)

45 Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları: Damper Uygulanmış ve Uygulanmamış yapı; El Centro Deprem Hareketi 0.20g etkisi ile yapı tepe noktası hareketi. (C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002)

46 Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları: Damper Uygulanmış ve Uygulanmamış yapı; Kobe Deprem Hareketi 0.175g etkisi ile yapı tepe noktası hareketi. (C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002)

47 Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları: Damper Uygulanmış Yapının Deneysel ve analiz sonucu tepe hareketi karşılaştırılması; El Centro Deprem Hareketi etkisi ile yapı tepe noktası hareketi. (C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002)

48 Sonuçlar: Yapıda sismik titreşimlerin etkili bir şekilde sınırlanması. Yüksek Dayanıklılık: 14 Test serisi sonunda hiçbir yapı elemanında veya sönümleyicilerde hasar veya kapasite azalması tespit edilemedi. Sürtünme pad lerinde hiçbir hasar ve çizilme tespit edilmedi. Analiz sonuçları ile yüksek oranda uyumlu test sonuçları. Yapıdan yüksek süneklik beklentisinde azalma veya tamamen kalkma, Yapı Vibrasyonu ve deplasmanında belirgin azalma, Deprem sonrası yapının hemen kullanımına devam imkanı veriyor. Yeni yapı tasarımında veya Güçlendirmede süneklik tabanlı tasarıma ekonomik ve etkili bir alternatif..

49 Dünyadan Kullanım Örnekleri: Güçlendirme Örnekleri (C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002)

50 Dünyadan Kullanım Örnekleri: Güçlendirme (C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002)

51 Dünyadan Kullanım Örnekleri: Güçlendirme (A.Malhotra,D.Carson,P.Gopal, A.Braimah, G.Di Giovanni, R.Pall -2004)

52 Dünyadan Kullanım Örnekleri: (A.Malhotra,D.Carson,P.Gopal, A.Braimah, G.Di Giovanni, R.Pall -2004)

53 Dünyadan Kullanım Örnekleri:

54 Dünyadan Kullanım Örnekleri:

55 Dünyadan Kullanım Örnekleri:

56 Türkiye den Bir Güçlendirme Çalışması: Zeytinburnu İlçe Emniyet Müdürlüğü Yapı Bilgileri: Beton kalitesi : 16.5 Mpa. Hakim Periyodlar: X=1.712 sn. Y=1.496 sn.

57 Klasik Yöntem Güçlendirme Çalışması Şekil 7: Klasik Güçlendirme Perspektif Görünüm ve Tipik Kat Planı Mevcut Yapı Klasik Güçlendirme Yapılan İşlemler Güçlendirme Sebepli Maliyetler 1- İlave Betonarme Perde Eklenmesi, 2- Gerekli Kolonlara Betonarme Manto, 3- Bazı Kolon ve Perdelere FRP sargı, 4- Temellerde ilave Radye ve ilave Ambatman. 1- İlave Perdeler sebebiyle iç mimari kullanım değişti, yeniden tasarlandı, Yüksek mimari onarım maliyeti. 2- Geçiş kapandığı için sol cephedeki konsollar kırıldı, 3- İnşaat Süresi 8 ay (gerçekte 10 ayı geçiyor). 4- İnşaat süresince kullanıcının taşınması gerekli.

58 Türkiye den Bir Güçlendirme Çalışması: Sismik Sönümleyici Uygulaması: - Planda görülen şekilde sönümleyiciler oluşturulan çelik çerçeveler içine yerleştirildi. - 7 katın 5 katına sönümleyici yerleştirmek yeterli oldu.

59 Sismik Sönümleyici ile Güçlendirme Çalışması Sönümleyici uygulamasının yanında beton kolonların kapasiteleri çelik profillerle artırılmıştır. Sönümleyiciler, oluşturulan çelik çerçevelerin içine yerleştirilmiştir. Ulaşılan toplam eşdeğer modal sönümleme sönümleme oranı % 22. Şekil 10: Sönümleyici Uygulanmış Yapı 3D-Perspektif

60 Sismik Sönümleyici ile Güçlendirme Çalışması Şekil 11: Zaman Tanım Aralığı Analizinde sönümleyici kuvvet-deplasman hareketleri Kapasite ve deplasman kontrollerinin dışında sönümleyicilerin kuvvet-deplasman grafikleri ile sönümleyicilerin çalıştığı kontrol edildi. Yapının daha az deplasman yapan noktalarına yerleştirilen sönümleyiciler çalışmayabilir. Öngörülen performans kriterlerini sağlayan deplasman limitlerinde sönümleyicilerin yeterli sönümleme yaptıkları görüldü ve yapının yanal yerdeğiştirmelerinin yönetmelikler sınırları içinde kaldığı tespit edildi.

61 Türkiye den Bir Güçlendirme Çalışması: Sismik Sönümleyici Uygulaması ile Tepe deplasmanı Sönümleyicili ve sönümleyicisiz yapının tepe deplasmanı değişimi. Not:İki model arasındaki tek fark sönümleyici olup olmamasıdır.

62 Türkiye den Bir Güçlendirme Çalışması: Sismik Sönümleyici Uygulaması ile Kat Ötelemelerindeki Değişim 7 Öte. Oranı (%) X Yönü Sönümleyicisiz Sönümleyicili 1. Kat Kat Kat Kat Kat Kat Kat X yönü Göreli Kat ötelemesi değişimi Sönümleyicisiz Sönümleyicili 0 0,01 0,02 0,03 0,04 Öte. Oranı (%) Y Yönü Kat Sönümleyicisiz Sönümleyicili 1. Kat Kat Kat Kat Kat Kat Kat Y yönü Göreli Kat ötelemesi değişimi Sönümleyicisiz Sönümleyicili 0 0,01 0,02 0,03 0,04

63 Türkiye den Bir Güçlendirme Çalışması: Sismik Sönümleyici Uygulaması ile Taban Kesme Kuvvetlerindeki Değişim Sönümleyicili ve sönümleyicisiz yapının taban kesme kuvveti değişimi. Not:İki model arasındaki tek fark sönümleyici olup olmamasıdır.

64 Türkiye den Bir Güçlendirme Çalışması: Farklı Güçlendirme Yöntemlerinin Taban Kesme Kuvvetine Etkisi

65 PROMER Müşavirlik Müh. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

66 Giriş Proje Kapsamında İzmir, Menemen, Manisa, Denizli, Isparta, Eğridir bölgelerinde 96 adet Betonarme Prefabrik yapı incelenmiştir. Deprem Bölgesi : 1 Tip No Akslar arası mesafe (m) Kiriş Altı Yükseklik (m) Aks Açıklığı (m) 1 16,0 8,0 4, ,0 8,0 3, ,0 8,0 4, ,0 8,0 3,5 5 Tablo 1: Tipleştirilebilen Yapı Tipleri İncelenen Adet Zemin Cinsi : Z4 Kar Yükü : 135 kg/m2 Uygulanan Analiz Yöntemi : 3 boyutlu Elastik yapı, zaman tanım aralığında analiz. Kullanılan Deprem : Düzce Merkez kaydı Aranılan Performans : TDY 2500 Yıllık Deprem Spectrumuna Scale Yapılmıştır. 500 yıllık Deprem için Hemen Kullanım 2500 Yılık Deprem için Göçme Öncesi Tablo 2 : Analiz Parametreleri

67 Doğrusal Analiz: Duvarlı ve Duvarsız Model (Duvar Modellemesi için Mainstone Kullanılmıştır.) Mevcut Yapı Dinamik Analiz Sonuçları Mevcut Yapı Performans Analiz Sonuçları

68 2- X yönü kiriş devrilme riski Çözüm: Devrilme önleyici yanak destekleri Devrilme önleyen Takviye Basit Oturtulmuş Kiriş

69 Kullanılan Güçlendirme Yöntemleri: Çerçeve x yönü kirişin basit mesnetlenmesi sebebiyle yüksek deplasmanlar ve basit oturan kirişin stabilite problemi. Çerçeve x yönü (çerçeve yönü) deplasmanlarını azaltmak ve yapıya gelen deprem etkisini azaltmak amaçlı her kolon kiriş birleşimine sismik sönümleyici uygulaması.

70 Yapının Tesbit Edilen Başlıca Problemler: 1- Çerçeve y yönü deplasmanlarının eşitlenmesini sağlayacak bağlantı eksikliği: Y yönünde kullanalan aşık ve oluk kirişi basit bağlanmış olması ve bu amaçla tasarlanmaması sebebiyle yeterli rijitliğe sahip olmaması. Y yönü basınç çubukları

71 Tip 3 Yapı Şekil 9: Tip 3 Yapı Kesiti Tablo 5: Tip 3 Maksimum depl. ve ötelemeler Şekil 10: Analiz modeli!!!! Yapı Mevcut hali Yapı davranışı göstermiyor. Yapı İyileştirilmiş halinin davranışı yapıya benziyor Şekil 11: Tip 3 X yönü damperli yapı taban kesme kuvveti / zaman Şekil 12: Tip 3 Y yönü damperli yapı taban kesme kuvveti / zaman

72 Tip 1 Yapı Damper Hareketleri: Şekil 5: Y yön Damper D / zaman ve F / D Şekil 5: X yön Damper İç Aks D / zaman ve F / D Şekil 7: X yön Damper Dış Aks D / zaman ve F / D

73 Analizde Kullanılan Yazılım Sap2000 V15 Takip Edilen Yönetmelik ASCE41-06: Güçlendirilmiş Yapı Ek Sönüm Oranları: Güçlendirilmiş Yapı Performans Durumu:

74 Güçlendirme Aşaması Görüntüleri Güçlendirme Sonrası Görüntüleri

75 Beton Prefabrik Yapı Güçlendirmesi-Balıkesir

76 Güçlendirme Aşaması Görüntüleri Güçlendirme Sonrası Görüntüleri

77 Türkiye den Kullanım Örnekleri: Bilkent Üniversitesi Restoranı

78 Türkiye den Kullanım Örnekleri: Bilkent Üniversitesi Restoranı

79 Türkiye den Kullanım Örnekleri: Bilkent Üniversitesi Restoranı

80 Dış Çerçeve: Yapı Dışından Sönümleyicili Dışçerçeve Uygulaması Yapıya Etkileri: Yapı davranışına uygun eklenen (rijitliği fazla artırmadan) dış çerçeye yük aktarımı, Dış Çerçeve işinde sönümleyici ile yapı sönümünün artırılması

81 Dış Çerçeve: Yapı Dışından Sönümleyicisiz Dış Çerçeve Uygulaması

82 PROMER Müşavirlik Müh. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

83 Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu Yapı Dışından Sönümleyicisiz Dış Çerçeve Uygulaması

84 Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu İlave Radye Eklenmesi

85 Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu Yapıyı Yükseltecek Hidrolik Liftler

86 Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu İzolatör Yerleşimi

87 Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu Yapının Tamamı

88 Yapı İçinden Enjeksiyonlu Sürme Kazık

89 Teşekkürler... PROMER Müşavirlik Müh.