BETONARME ÇERÇEVE TÜRÜ YAPILARDA HASAR DÜZEYİ TAHMİN GÖSTERGELERİ. Engin YILMAZKUDAY 1, Kamuran ÖZTEKİN 2 enginyk@hotmail.com, kamuranoz@yahoo.

Transkript

1 BETONRME ÇERÇEVE TÜRÜ YPILRD HSR DÜZEYİ THMİN GÖSTERGELERİ Engn YILMZKUDY 1, Kamuran ÖZTEKİN 2 engnyk@hotmal.com, kamuranoz@yahoo.com ÖZ: Bu çalışmada herhang olaı br deprem önce mevcut yapıda oluşablecek muhtemel haarların ve mevcut yapının depreme karşı vereceğ tepknn ne olableceğ araştırılmıştır. Bunun yanında yne mevcut yapılarda (özellkle de bna türü yapılarda ) naıl ve ne gb netcelern ortaya çıkableceğn (deprem olmadan önce) öngörmeye çalışan, mühendlk prenplerne dayanan haar tahmn yöntemler ve götergeler ncelenmştr. Uygulamada pratk olarak kullanılablr olan yöntemlern tet edlme amacıyla değşk kat ayılı 10 adet orta haarlı betonarme çerçeve türü bna çeştl blgayar programlarıyla da kontrol edlerek ncelenmş ve elde edlen onuçlara göre yapılan haar tahmnlernn bazı yöntemlerde olaılık olarak yükek oranlarda, beklentler ağlayarak gerçek değerlere yaklaştığı görülmüştür. nahtar Kelmeler : Haar Tahmn, Deprem Hareketlerne Karşı Yapı Davranışı, Haar Rk, Smk Taarım, Deprem Dayanımı, Haar Olaılıkları Grş Varolan bnaların gelecektek depremlern etknden korunablme ve şmdden gerekl ön ncelemelerden geçrlerek depreme dayanıklılıklarının belrlenerek geleceğe yönelk haar tahmnlernn yapılmaı çalışmaları, özel ve kaçınılmaz br önem arz etmektedr. Ntekm ; dünyada yaşanan depremler onraı, varolan bnaların depreme dayanıklılıklarını belrleyen ; mevcut bna toklarını yleştrme ve yen üretlecek bnaların oluşturulmaına ışık tutacak blgler ednmemz ağlayan, haar tahmn yöntemler adı verlen yöntemlern gelştrldğ blnmektedr. Bu yöntemlern kullanılmaı ve eldek hazır blglern de değerlendrlmeyle bnaların gelecektek depremlere dayanıklılığı, ekonomk koşullar da gözetlerek, yaklaşık olarak belrlenmeye çalışılmaktadır. Bu çalışmada dünyada varolan haar tahmn yöntemlernn uygulanablrlkler açıından değerlendrlme yapılmakta, ülkemz açıından önem arz eden ekonomklk faktörü de göz önüne alınarak eçlen yöntemlern İzmt te yer alan ve ülkemzde de yaygın olarak gerçekleştrlen betonarme kelet teml (çerçeve) konut türü yapılarda ınanmaı yoluna gdlerek ; önerlerde bulunulmaktadır. Kullanılan Yöntemler Haar tahmn yöntemler ; öncek bölümde belrlenen koşullar çerçevende; verlern elde edlş ve değerlendrlmene bağlı olarak; a) mprk yöntemler b) Teork yöntemler, olmak üzere 2 temel grupta ele alınablmektedr.. mprk İşlemlere Dayanan Yöntemler: Depremlerde; yapıal haar derecen göteren amprk bağıntılara lşkn dğer bazı modellere örnek olablecek genel blgler aşağıda ayrıntılı açıklamalarıyla brlkte unulmaktadır: Yapıal haar derece (Ohta, Ohah ve Kagan, 1986): 1 I S0 F = exp di 2 2πσ 2σ (1) F= 0 (Herhang br yapıal haar yok) F= 0.5 (Orta düzeyde yapıal haar mevcut) 1 SarayBahçe Beledye İmar Müdürlüğü Yapı Ruhat Şb.,Kocael 2 Kocael Ünverte Mmarlık Bölümü,Kocael 1403

2 F= l (Çökmüş bna-yıkık bna) I= İnceleme yapılan nokta / yöredek deprem şddet S 0 = Bnanın mk dayanımı σ= Standart apma Japonya'dak depremlern değerlendrmeler onucunda bna türüne bağlı olarak S 0 ve σ büyüklükler şu değerler almaktadır: Tuğla bna S o =5.0, σ=0.125 hşap bna S o = 5.75, σ=5.75 Betonarme bna S o =6.25, σ= F= f (I, S o, σ) bna haar fonkyonunun bna türüne göre değşmler Şekl 1. de görülmektedr. Şekl 1. F= f (I, S o, σ) Bna Haar Fonkyonunun Bna Türüne Göre Değşmler Verlen br bna türü çn gözleneblecek haar derecenn, deprem şddetnn br fonkyonu olduğu açıktır. Örneğn, betonarme br bnanın, deprem şddet IX' ken; modfye edlmş Mercall Ölçeğ'ne göre haar derece yaklaşık olarak % 25 oranındayken, tuğla bnalarda VIII deprem şddetnde gözlenecek olaı haar derece "çok ağır olarak belrgnleşmektedr Teork İşlemlere Dayanan Yöntemler: 1. Kat araı ötelenme lmtler yöntem:. Bu yöntemde ea; bnanın görecel öteleme değerdr. Yöntem kapamında lk olarak çeştl kat araı ötelenme lmtler, tet blglernden veya çeştl yapı bleşenlernden heaplanmak uretyle belrlenr ve br tablo elde edleblr. Kat araı ötelenme blg, çeştl ötelenme lmtler çn yapı davranış pektrumu genlğnn heaplanmaında kullanılablr. σ = γ. 2. Saha (alan) nceleme ve analtk değerlendrme metodu. 3. Whtman ve Czernack yöntemler. 4. Blume ( ) yöntemler. (3 gruptur) d a) Mühendlk yoğunluk cetvel (EIS metodu) b) Spektral Matr Yöntem (SMM metodu) c) Başlangıç (Eşk ) Değerleme Yöntem (TEM metodu) d) 5. Kat araı rölatf yatay yer değştrme-öteleme ye göre haar tahmn fet Bölgelernde Yapılan Yapılar Hakkında Deprem Yönetmelğne göre (1998) şletme yükler altında kat araı rölatf yatay yer değştrme-öteleme ( / h ) nn değer; ( / h ) (2) 1404

3 ( ) 0.02/ R (3) / h koşullarından en elverşz olanı ağlamalıdır. / h nn değerne bağlı olarak; yapı performanını tanımlayan haar aralıkları,. aşağıda görüldüğü gb tanımlanmıştır. Bu aralıkların grafkel göterm Şekl 2 de verlmektedr. ( / h / h / h / h / h 0.007<( 0.02<( 0.046<( )< Elatk bölge )< Haff haar bölge )< Takvye edleblr bölge )< ğır haarlı, takvye yapılamaz bölge ( )> Yıkım Bölge (Yapı göçer ) Şekl 2. Kat raı Rölatf Yatay Yer Değştrme-Öteleme ye Göre Haar Tahmnnn Grafkel Göterm 6. Smk nd yöntemyle bna türü yapıların deprem güvenlğ ve olaı haar çn tahmn yöntem (Scarlat, 1996) Smk nd yaklaşık olarak.. I = f ε. h ck ( b. h )(. 1 + a ). n k k. Z.( 1 + f )W. (4) bağıntııyla belrleneblr. Değerlendrme şöyledr : I > Daha kapamlı br yapıal kontrol gerekl değldr. 1.1 < I < Daha kapamlı br yapıal kontrol aclen gerekl değldr. 0.9 < I < Yapı hemen daha kapamlı yöntemlerle kontrol edlmeldr. 0.9 > I... Yapının dayanımı kapamlı yöntemlerle kontrol edlmeldr, bnanın yapıal takvye gerekeblr. 1405

4 . Şekl 3. Beton Baınç Dayanımı (15 Cm. Küp) Ve Yapı İnşa Özellklerne Göre Smk İndn Değşm 7. Betonarme çerçevel bna türü yapıların ; pratkte kolaylıkla ulaşılablen bell bazı ver özellklernn kullanılmaı yardımıyla yapılan haar tahmn ve deprem güvenlklernn belrlenme (Haan, Sözen, 1996; Gülkan ve arkadaşları, 1997) [Haan, Sözen, 1996] yaklaşımında k temel büyüklük ea alınmaktadır. Duvar nd D ve kolon nd K Duvar İnd D : ef (5) D = x100 bt Kolon İnd K K = tek bt x100 (6) Heaplanan değerler (Haan ve Sözen, 1996) kaynağında gelştrlen ( D K ) dyagramına yerleştrlr. ( D K ) dyagramında noktalar orjnden uzaklaştıkça bna haar düzey azalmaktadır. Şekl 4. (Haan Ve Sözen, 1996) Tarafından Gelştrlen ( D K ) Dyagramı 1406

5 8. Japon Smk Kodu le Tahmn (Scarlet Yöntemnden Yararlanarak ) Japon mk kodu 1987 de belrtlen ( kn m) 1800 p tk > Z. W / (7) koşulu [Scarlat, 1996] ] formülü dkkate alınarak tahkk edleblr. Kolon toplam alanlarının karşılaştırılmaıyla tahkk ve tahmn yapılır: 9. Deprem ndek değerlendrme yöntem: Taşıyıcı temn I deprem ndek yapının her katı ve her doğrultuu çn heaplanır: I = E S T (8). 0 D. Değerlendrme onucunda bulunan nd I, br karşılaştırma ndek I0 le kıyalanarak, bnanın depreme karşı (depremde toptan göçmeye karşı) güvenl olduğuna (I > I0 ); veya depremdek davranışı nın belrz olduğuna (I < I0 ) karar verlr. Karşılaştırma ndek I0 çn: I E. Z. GU = 0. formülü kullanılmaktadır. 10. Japon deprem yönetmelğne göre br yöntem.. Japon Deprem Yönetmelğ düşey taşıyıcı elemanlarla lgl br haar göterge ortaya koymaktadır: Bu yönetmelğe göre 20 m. den daha az yükeklktek yapılarda her kat çn her k doğrultuda aşağıdak eştzlk ağlanmalıdır. h<20m.çn : Z.. W W + 7 C + 10 S W α = W n 1 2 T = 1 + α α T Kullanılan Verler Betonarme bna türü yapıların haar tahmnlern yapablmek çn, toplanablen grş verlerne htyaç bulunmaktadır. Bu verler en batten en karmaşık olanına kadar çeştl ver tplern çerrler. Yöntemler e değşk özellklere ahp blglern br araya getrlmen gerekl kılarlar. Bu çalışmada daha öncek anlatılan yöntemlerden, güvenl grş verlernn elde edleblme ve uygulanablrlk açıından; Kat araı ötelenme lmtler yöntem, Yaklaşık analtk nceleme yöntem, Kat araı rölatf yatay yer değştrme-öteleme ye göre haar tahmn, Smk İnd Yöntemyle bna türü yapıların deprem güvenlğ ve olaı haar çn tahmn yöntem [Scarlet Yöntem], Betonarme çerçevel bna türü yapıların; pratkte kolaylıkla ulaşılablen bell bazı ver özellklernn kullanılmaı yardımıyla yapılan haar tahmn ve deprem güvenlklernn belrlenme [Haan, Sözen Yöntem], Japon Smk Kodu le Tahmn (Scarlet yöntemnden yararlanarak ve Japon Deprem Yönetmelğne göre oluşturulan br yöntem olmak üzere eçlmşlerdr. Depremde haar görerek orta haar raporu almış betonarme bna türü örnek yapılara eçlen yöntemler uygulanarak onuçlar ncelenmştr. Sonuçlar Belrlenen yöntemlern eçlen bnalara uygulanmaı onucu elde edlen onuçlara göre Scarlet ve Haan-Sözen Yöntemlernn büyük oranda gerçeğe yaklaştığı görülmektedr. Japon deprem yönetmelğnden de yararlanarak (Scarlet yöntem yardımıyla) tahmnde bulunan Japon Smk Kodu Yöntem de yapıların depreme dayanıklılık ve deprem önce ahp olmaı gereken koşullar açıından öneml br göterge olarak öne çıkmaktadır. Bu yöntemde eçlen bnaların on katları dışında dğer katlarının tenen şartları ağlamadığı görülmüştür. Kat raı Ötelenme Lmtler Yöntem e Sd yöntem le beraber deprem önce yapı davranışı ve olaı haar durumu tahmnnde dğer göterge yöntemlerne göre zayıf kalmaktadırlar. Sonuç olarak yapıların olaı depremler önce davranış ve haar düzeylern belrlemede; anılan yöntemlern tümünün brlkte kullanılmaıyla; orta düzeyde daha güvenlr ve npeten daha haa tahmnler yapılablecektr. Ekonomklk faktörü de göz önüne alındığında öz konuu göterge yöntemlernn yapı davranışı ve haar durumlarının tahmnnde çok faydalı olableceğ açıktır. 1407

6 Teşekkür Bu konuda bana çalışma olanağı veren ayın Prof.Dr. Kamuran ÖZTEKİN e (KOÜ); büyük yardımlarını gördüğüm ayın Yrd.Doç.Dr. Şevket ÖZDEN e (KOÜ), rş.gör.inş.yük.müh. Hlal MEYDNLI ya (KOÜ), rş.gör.inş..müh. bdurrahman ÇUKDR (KOÜ), İnş.Müh. Recep l YMN a (Yadaş Yapı Denetm.), Mmar Şna TOPUZ a (Saraybahçe Bel.) deteklern ergemeyen rş.gör.inş..müh. Cüneyt YILMZ a (KOÜ) teşekkürlerm unarım. KYNKLR 1. RIOĞLU, ERGİN, Normal ve Yükek Dayanımlı Betonlarda Numune Şekl-Boyut Etk, Hazır Beton Derg 2. BYINDIRLIK VE İSKN BKNLIĞI fet Bölgelernde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelk, T.M.M.O.B. İnş. Müh. Odaı İzmr Şube Yayın No:25, İzmr 3. GÜLKN, P., SÖZEN, M.., ERSOY, U., YORULMZ, M., ŞKR, G Betonarme Bnaların Deprem Güvenlğnn Tept çn lternatf Br Yaklaşım, Türkye Deprem Vakfı Yayını, TDV/TR , TDV-İTÜ, yazağa. 4. SCRLT,., pproxmate Method n Structural Semc Degn, E&FN Spon, London 5. URS / JOHN. BLUME & SSOCİTES, ENGİNEERS, 1975, Effect predcton gudelne for tructure ubjected to ground moton : San Francco, Calforna. Report JB : San Francco, Calforna. 6. RPİD VİSUL SCREENİNG OF BUİLDİNG SEİSMİC HZRDS / PREP. FEDERL EMERGENCY MNGEMENT GENCY Redwood Cty, Ca : ppled Technology Councl. 1408