BOŞLUKLU PERDELi- ÇERÇEVELİ YAPILARDA PERDE YERLERİNİN DEGİŞMESİNİN YAPI DA VRANIŞINA ETKİSİ

Transkript

1 SAV Fen Biimeri EnstitüsU Dergisi Cit ISay (Mart 00) Bşuku Perdei Çerçevei Yaparda Perde Yererinin Değişmesinin Yap Davranşana Etkisi H Kasap, T Baştürk BOŞLUKLU PERDELi ÇERÇEVELİ YAPILARDA PERDE YERLERİNİN DEGİŞMESİNİN YAPI DA VRANIŞINA ETKİSİ Hüseyin KASAP, Tüün BAŞTÜRK özet Bu çaşmada deprem etkisindeki knut ve işyeri türündeki kat bşuku perdei çerçevei tip yapnn perde en kesit aanar sabit tutuarak, perde yererinin değişmesiye perde ve knara geen kesme kuvveterinin dağm inceenmiştir Yapar "İDE YAPI" bigisayar prgram yardmya anaiz edidikten snra ; katiara etkiyen tpam kesme kuvveti, kattaki perdeerin adğ tpam kesme kuvveti, kattaki knarn adğ tpam kesme kuvveti değereri ede edimiş ve bu snuçar dğrutusunda önerierde buunumuştur Anahtar Keimeer Deprem, çerçeve, perdei çerçevei sistemer, bşuku perdei çerçevei sistemer, kat kesme kuvveti, dinamik anaiz, yap davranş Abstract In this study; during an earthquake, having tr with cuped frameshare waed, types f cnstructins tta shear frces and changing f shear frces ccurinn cumns and shearvas changing psitins are researched After the anays with "İDE YAPI" prgram, tta shear frces at strey eves, tta shearwa shear frces at the strey eves and cumns shear frces vaues are fund, finay resuts has been inspected and prrsas has been made abut it Yapnn emniyeti mas, yapya etki eden düşey ve yatay yüker için, yap sisteminin stabi mas ve yap eemanarnn yeteri dayanmda mas ie sağanr Yapnn taşyc sistemi; çerçeve, bşuku perde ve bşuku perde çerçeve arak seçiebiir Çerçeve sistem arak yapan yapar, hafif ve rta şiddeti deprem]erde eastik snrar aşmadğ sürece yapy hasar gönnekten krurar Perdei çerçevei yapar, eknmiktirer ve snr yatay öteenme yaparar Bu tür yaparda deprem annda perde duvararm hasar görnesinin ardndan çerçeve sisten devreye girerek yapnn ani göçmesini engeer Böyece can kayb önenmiş ur Bu nedene deprem etkisinin faza duğu yererde geneike perdei çerçevei taşyc sistemer kuanmaktadr Literatür Çaşmas Kasap H, ve diğererinin yaptğ çaşmaarda taşyc sistemi perdei çerçevei veya bşuku perdei çerçevei arak seçien yapara yatay yükerin (deprem, rüzgar yükü) etkimesi esnasnda kat kesme kuvveterinin düşey taşyc yap eemanar perdeer ve knar arasndaki dağmn inceemişerdir Burada kat kirişerinin veya bağ kirişerinin rij itikerindeki değişimin etkieri inceenmiştir kuvveti dağmnn kat adedine ve katn yerine göre nas değiştiğini araştunşardr Key Wrds Earthquake, frame, shear waed systems, cuped frame shear waed systems, shear frces at the frs, dynamic anaysis, behaviur f buiding I Prbemin Tanm I GİRİŞ Deprem etkisindeki yaparn; eknmik ve emniyeti mas için, titizike ee anarak prjeendirimesi gerekir H KASAP, SAÜ İnşaat Müh Böümü, SAKARYA T BAŞTÜRK, SA Ü İnşaat Müh BöiUmU, SAKARYA Akkaya Y, Çaşmaarnda perdeerin deprem yükü gibi yatay kuvveterin taşnnasndaki önemini inceemiştir Perdeerin davranşnda sadece yatay yükterin etkii madğ, deprem kuvveterine karş perdeerde byutandrma yaparak prje yapan mühendiser açsndan sağanmas gereken kriterer (rijitik, dayanm, sünekik) inceenmiş ve baz perdei sistemer de ee anarak perde byutandrmasnda karşaşan srunar die getirimiş, bunara igii çeşiti sntandnnaar yapmştr Asanbaş H, Yaptğ çaşmaarda du veya bşuku perde çerçevei çk kat yaparn deprem kuvveti atndaki dinamik hesab bigisayar rtamnda yapmştr Sistemerde uç kuvvet ve defnnasynarn 3

2 SAU Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi Cit, Say (Mart 00) Bşuku Perdeü Çerçevei Yaparda Prrde ert Dmesinin Yap Da ram H ap g _ buunmasmda matris depasman yöntemi, dinamik kritererde ise stada metdu kuanmştr Bu çaşmann snucunda basc diinde yazmş an DINAN ve D INAN prgramar geiştirimiştir Kasap H, Var C, Çaşmaarnda perdei çerçevei sistemerde, panda perde yerinin değişmesi ie perdeer ve çerçeveer arasndaki kesme kuvveti dağmna etkisi inceenmiştir Perde yöneri ayn kamak şartya perdeer ayr şekide yereştirimiştir Perdeer dş aksarda ve yöneri ayn acak şekide iç aksiara kaydrarak inceemeer yapmştr Kasap H, Çaşmaarnda Perdei çerçevei yaparda perde en kesit şeki ve perde yerinin değişiminin perdeere ve knara geen kesme kuvvetindeki etkisi araştrmştr İnceenen binaarn deprem yönetmeiğine göre md bireştirne yöntemi ie çözümeri yaparak kat kesne kuvvetinin knar ve perdeer arasndaki dağm hesapanmştr Perdeer L ve T tipi seçien inceemeerde L tipi perdeerin T tipi perdeere göre daha faza kesme kuvveti adğ görümüştür 3 Çaşmann Amaç ve Kapsam Bu çaşnann amac, deprem etkisindeki knut ve işyeri türündeki bşuku perdei çerçevei sistemerdeki yapara daha çk yatay yük taşma kapasitesi sağayarak, yapnn yatay yükere karş daa az depasnan yapnas ve yap ri it iğin in arttrnasna yöneik sisteme dahi edien perdeerin sistemde yererinin değişmesiye yapda perdeere ve knara geen kesme kuvveterinin % arak değişiminin inceennesidir Çaşmada, kat, bşuku perdei çerçevei sistemde perdeer 30/50 byutunda seçimiştir Perde yereşimeri kenarda ve kenara parae, kenarda ve kenara dik, rtada, ve karşk mak üzere ayt şekide düzenenniştir Ayn statik ve dinanik etkiere manz kadğ varsayan bu sistemer arasnda perde yererinin değişiminin perdeere ve knara geen kesme kuvveti dağtnna etkisi inceenmiştir İnceenen yapardaki perde ve knarn yereşim şekieri Şeki, Şeki, Şeki 3, Şeki de verimiştir,s } 500 D ; s <IL! s SOO ), joo s r ( J n Şeki Perdeeri kenarda ve kenara parae an taşyc sistemin kat paru c Ir, Y t d) v " r ", " U "V ;, r i, 500! " UI " ; s " r g " f)) ED "fi O T g Şeki Perdeeri kenarda ve kenara dik an taş _ c sistemin kat pan Q,) Cj J)) r" ffi) (;,jl, t f 9 i tfn " n j! ii j it i! H W, cr i! i!! i! (i i+t,,_,_ J,_,, ;r i ; f H == " = r0== =? ===L, _t;, i i i n n! tr ii J, _, i C C = i r = i r { f 0 _, t, "" j i r ;;,!! ii!! ff p ; J ; Çf;= f, ==! K} 500 ) ô? s 500 (f J

3 SAU Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi Cit, Say (Mart 00) Bşuku Perdei Çerçevei Yaparda Perde Yererinin Değişmesinin Yap Davramşna Etkisi H Kasap, T Baştürk Şeki3 Perdeeri rtada an taşyc sistemin kat paru, f U 9 ap "W c s s II, BETONARME TAŞYCI SİSTEMLER Taşyc sistemer, binaya etkiyen yatay ve düşey yükeri karşayarak bunar mesnetediği zemine güveni bir şekide ieten eemanardr Deprem etkisi atnda buunan ükemizde geneike çerçevei, perdei ve perdei çerçevei taşyc sistemer kuanr O O i { ( ; i! rt a c $ J 500 OO 500 )500 Şeki Perdeeri karşk an taşyc sistemin kat pan Çaşmada Geçeri Oan Varsaymar kd İnceenen yaparda sisten, bşuku perdei çerçevei ve/veya perdei çerçeve} i seçimiş up, binaarn kuanm amaçan knut ve bür duğu varsayarak, kat yüksekiği hkat=3m, aks açkkar her iki yönde de Sm anmştr Sistenin katarda yatay taşycar arak kuanan kirişerin byutar deprem yönetmeiğinin ön gördüğü ninimum kiriş genişiği bw = 50 mm kşuuda göz önüne anarak 5/0 (cm) arak beirenmiştir Yaparn derece depren bögeerinde buunduğu ve Z yere zemin snfua sahip bögede inşa edidiği kabu edimiştir Perdei Taşyc Sistemer Çk kat yaparda perdeer yatay yüker attnda kns kiriş gibi davrandkar hade, taşyc sistem içerisinde bağ kirişeri veya bu işevi yapan döşeme eeman etkieşimi ie mment diyagramar knsunkinden farkk gösterir ve böyece perdenin yana burkuma tehikesi de azatr Perdeer yatay yükere karş rijit] ikierinin faza mas nedeniye önemi eğime rrmenterini taşdkar hade, düşey yükerden geen nnna kuvveteri büyük değidir Bu nedene kesiterinde eğime mmentinin hakim duğu bu durum temeerde prben arak rtaya çkar Çerçevei Taşyc Sistemer Çerçevei taşyc sistem; Kn ve kiriş döşene sisteminin yapya sünekik sağayacak şekide birdöküm (mnitik) yapn ie ede edien taşyc sistemdir Çerçeve yatay yükerin kn, kirişdöşeme sünekiği sayesinde taşnmasn sağar Hesapamaarda kirişeri bağayan knarn kütesiz dukan ve yapnn kat küteerinin döşeme seviyeerinde tpu arak buunduğu kabu ediir Bu yaparn statik ve dinamik anaizinde Eyü 99 Deprem Yönetmeiğine uyuarak (İDESTATİK) bigisayar prgram kuanmştr Yaparda kuanan mazemeerin hmjen, iztrp ve ineer eastik duğu yaparda betn snf arak C 0, betname çeiği arak S 0 kuanjdğ kabu edimiş ve kuanan betnun mekanik özeikeri Tab de dnatnn mekanik özeikeri ise Tab de verimiştir 3 Perdei Çerçevei Taşyc Sistemer Birçk eknnik ve ssya nedenden day, yüksek yaparn yapmas zrunu hae gemiştir Pananan çk kat yaparda sadece knardan meydana geen sistemerde knar üzererine düşen eksene nrma kuvveteri taşdkar hade yüksek yaparda deprem gibi yatay etkieri, temeeri araycğya zemine aktararak sönümemeeri ve kabu ediebiir yerdeğiştirneerin sağanmasnda yeteri mamaktadr Tab B etnun Mekanik Özeikeri 3etn asnf C0 Ygunu "(BA (gr/cm3) 5 Karakterist Bastnç Dayanm fa (N/mn) Hesap Basnç Dayanm fcd 0 3 Tab Dnatnn Mekanik Özeikeri Karakteri s Hesap Ygunugu Akma Çeik Dayanm Dayanm Snf Ys f (gr/cm3) yd fyk Karakteri s Eastiste Çekme Mdüü Dayanm Ec fctk (N/rnm) 500 Çekme Dayanm fytk Eastiste MdOH Es (Nimm) Bu nedene perdeerin knara birikte kuanmaar gündeme geir Perdeer ise rijitikeri nedeniye büyük eğime mmenterini taşmaarna karşn eksene yük taşmada pek başan değidir buradaki eksikikerini knar giderir Ayrca perdeerin büyük eğime mmenteri taşmaar neticesinde temeerinde büyük dönme mmenteri rtaya çkar Yapnn diğer knarnn temeeri ie bireştirimeeri depren esnasnda temeerindeki dönme etkisinin knardan geen düşey yükerje azatmas sağanr 33

4 SAU Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi Cit, Say (Mart 00) Bşuku Perdti Çerçevei Yaparda Perdt ererinin Değişmesinin Yap DaYramşna Etkisi H Kasap, T Baştür ID Y APNIN DİNAMiK ANALİZİ IV DEPREM ETKİSİ ALTINDA ÇÖZÜMLEME İnceenen sistemerde, yükerin kabuerinde ve döşeme kanğ, kiriş byutar ve düşey taşycarn beirenmesi esnasnda TS 500 ve Deprem Yönetmeiği hükümerindeki minimum snr değerer göz önüne anarak kabuer ve hesapamaar yapmştr Döşeme kanğ hr; h f > [L sn [ 5 + ( O m ) ] ] * [ ( a5 ) ] ( ) bağnts ie buunmuştur Sistemerde kn kesit aan tespit ediirken döşeme ağrğ, kiriş yükeri, kn ve perde ağrkan ve üst katardan geen yükjer göz önüne anarak, karakteristik kn yükü; Karakteristik Kn yükü = Döşemeden geen yük+ Kiriş yükü + Kn ağrğ + Üst katardan geen yüker () bağnt s ie bu un ur Knun byutunu beireyen tasarm yükü Nd ; (3) IV Birinci Dğa Titreşim Periydu T Binann birinci dğa titreşim periydu T Deprem Yönetmeiği () bağnts gereği ve Ct = 00 anarak (Deprem Yönetmeiği b ) aşağdaki () bağntya hesapanabiir T = T A Ct H <3 ) N () IV Spektrum Katsays S(T) Yapnn birinci dğa titreşim periydu T ve spektrurn karakteristik periy tar( TA ve TB ) ye bağ arak spektrum katsays S(T); (O<T<TA) (TA<T<Ta) ( T >Ta) bagntsya hesapanr S(T) = + 5 T/TA S(T) = 5 S(T) = 5 ( TB T) 0 () Spektrum katsays S(T)nin yapnn birinci dğa titreşim periydu T ve ( TA TB ) ye göre değişjm i _ Şeki IV de gösteri Imiştir bağnts ie buunur Gereki kn kesit aan deprem yönetmeiği 3 gereği bağnts ie hesap anmştr Hesapanan gereki kn kesit aanna göre kc byutar seçiir İnceenen ayr yapda kn byuta ayn seçimiştir Ön byutanduma snucunda seçit kn byutar Tab 3,de verimiştir S(T) 5 r / J "! t,, r T Tab 3 Kn Byutan (cm) Katn Yeri Kn Byutu (cm) Şeki V Spektrum Katsaysnn Değişimi 30/30 0/0 0/0 5 50/50 50/ /50 0/0 0/0 IV3 Spektra ivme Katsays A(T) Spektra ivme katsays tespit ediirken IV den buunan spektrwn kat says S(T), etkin yer ivme katsays A0 ve bina önem katsays (I) yererine yazarak; A(T) = A0 I S(T) () bağntsya ede ediir 3

5 SAU Fen Biimeri Enstitust Dergisi Cit, Say (Mart 00) Bşuku Perdei Çerçevei Yaparda Perde Yererinin Deşmesinin Yap Davranşna Etkisi H Kasap, T Baştürk IV Tpam Eşdeğer Deprem Yükü (V ) Deprem yükeri yapya döşemeeri düzeyinde etkiyen yatay yükerdir Burada yapya etkiyen yatay yük temee taban kesme kuvveti ve devirici mment arak ietiir buradaki tpam eşdeğer deprem yükü; Deprem yönetmeiği I maddesinden anan aşağdaki (9) bağntsy a buunur Vt= W A(T) Ra (T) (9) IV5 Eşdeğer Deprem Yükeri ( F i ) Deprem durumunda ivme nedeniye meydana geen Fi atajet kuvveteri yapya küteerin yğunaştiğ kat döşemesi seviyesindeki kuvveterdir Bu kuvveter, değer Deprem yönetneiği 3 den anan aşağdaki ( O) bağntsya hesapanr Tab 5 TİP Perdeeri kenarda ve kenara dik an taşyc sistemde kesme kuvveti dağm Kat Geen Tpam Kat Katn Kuvveti Perdenin Adağ Knun Adğ Sayrs Yri (kn) Kuvveti Kuvveti s 3 900,0 Miktar (kn) 0/ Miktar( /,5 0,55, 53,5, 9 5,5 9, 0 05,9 3_ 33,,3 599,5 53,95,0 9,9 53,9 3, 50,3, 3}9,5 030,53 33,93,5 3 0,0 5,5 «),3 3,5 3,3 3S0 5, 0, 5,0, 33,0 3,5 Tab 53 TİP3 Perdeeri rtada an taşyc sistemde kesme kuvveti dahn (0) ( HN < 5 m için t FN =O atnr V KESME KUVVETLERİNİN KOLON VE PERDELER ARASINDA DiGILIMI İnceenen tip yapda perde ve kn byutar ayndr Ancak perde yereri değiştiği için deprem etkisi snucunda yaparda uşan kat kesme kuvveteri perde ve knara fark ranarda dağmştr Bu dağm inceenerek snuçar; Tab arak, Tab 5, 5, 53, 5te Grafkarakta Şeki5, 5, 53, 5te verimiştir Kata Gfen Tpam Ka Ka tm KUVtti Perdenin Adğ Knun Adğa Sa as Yeri (kn) Kuvveti Kuneti 5 ) 9,9 Miktan JkN % Mikta njk 0,3, 3,59 5, 3 00,09,33 0,, 39_)5 99,5 39, 5,3 339,3 5,9,3, % 509,9 30,3 5,9 59 3,0 30, 50,5 5, 5, 3,9 00_05 93, 3,,,9 90,05 93,9,3 95,,3 Tab 5 TİP I Perdeeri kenarda ve kenara Parae an taşyc sistemde kesme kvveti dagm Kata Geen Tpam Kat Katn Kuvveti Perdenin Adğa Knun Adağa Says Yeri (kn) Kuvveti Kuvveti Tab 5 TİP Perdeeri karşk an taşyc sistemde kesme kuvveti dağn Kata Geen Tpam Kat Katan Kuvveti Perdenin Adğ Knun Adğ Miktara (kn)_ % MiktM(kN) % Sayas Yeri (kn) Kuvveti Kuvveti 5 3 9,9,33 9, 33 30,59 0, 3, J5J,5 59,53 3, 39,,,5 33, 3 3_)5 99,5 3 J 5,_33 5,3 3 5, 39,03,3 95, 33, 30) 5 L_5 3, 5_0, 00,00 53,, 5,5, 90,05 5},,39 3) ,93 9_} Miktan (kn) % 53,5 0,99, 59,3 395, 530,0 3 9,05, 5,3 59,5 3,59, 3, 35,3 5,09,9 3,,5 Miktan % 9,09 55,3 0,, 33 09,33, 339,95 5, 59,0 3,9 3, 33,3 5, 3,5,5 5, 3,5 35

6 SAU Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi Cit, Say (Mart 00) Bşuku Perdei Çerçevei Yaparda Perd Yererinin Değişmesinin ap Davran na Etkisi H Ka ap, T Baştrk a TiP 3 sa s CKn% 3,39 T, i, 33,,3 33,3S 30, Perde%,, 3,,3 5,3,5,5 9,33 Q DO! ! "! j() 00 CD TP 3 i s s r a c Kn% 3,5 33,3 i 3,9 5,,!,33 0,,55 i Perde%,5,5 5,09, 53 3, 59, Şeki 5 L TİP Perdeeri kenarda ve kenara Parak an taşyc sistemde kesme kuvveti dağm Şeki 5 TP Perdeeri kanşk an taşyc sistemde kesme kuvveti da5m VI SONUÇ O K 0/ a 30 s e b a s r;r i 3,5 5, rde%, 3,3 TIP 3 5 i i 5,5,5 53,9,3 5,5,55 J 5r 0 3,,5, i t Şeki 5 TİP Perdeeri kenarda ve kenara dik an taşyc sistemde kesme kuvveti dahm r Bu çaşmada bşuku perdei çerçevei ve/veya perdei çerçevei tip yap inceenmiştir İnceeme ide_ ST ATİK Bigisayar prgramnda yaparak kat tip binann perdeere ve knara geen kesme kuvveti Tab 5, 5, 53, 5te, bu değererin grafkse ifadesi de Şeki 5, 5, 53, 5 te verimiştir İnceeme snucunda katarda; Perdeeri kenarda ve kenara Parae an taşiyc sistemde perdeerin adğ kesme kuvveti %,, Perdeeri kenarda ve kenara dik an taşyc sistende perdeerin adğ kesme kuvveti 0/,, Perdeeri rtada an taşyc sistemde perdeerin adğ kesme kuvveti 0/,3, Perdeeri karşk an taşyc sistemde ise perdeerin adğ kesme kuvveti %,5 ranndadr Burada görüdüğü gibi kenarda ve kenara Parae arak yereştirien perdeerin uşturduğu sistem an TipI de perdeer en faza kesme kuvvetini amştr Ayrca inceenen yaparm bütünü karşaştrdğnda da Tip "de bütün katarda perdeerin en yüksek kesme kuvvetini adğ görümüştür, JO e 000 a e 0000 Snuç arak deprem etkisindeki knut ve işyeri arak kuanacak kat bşuku perdei çerçevei ve/veya perdei çerçevei binaarda perdeerin yereşiminin binann emniyetini etkiediği görümüştür Perdeerin kenarda ve kenara parae yereşiminde en faza kesme kuvveti adğndan tasarm esnasnda perdeerin bu ve buna yakn şekide yereştirimesi uygun acaktr 3 5 C Kn%,3,9 3,9 3,0 33,0ja 5, Perde%,3 3, 5, 5,9 9,3 5,9,33, Şeki 53 TİP3 Perdeeri rtada an taşyc sistemde kesme kuvveti dahm 3

7 SAU Fen Biimeri Cit, Say (Mart 00) Enstitüsü Dergisi Bşuku Perdei Çerçevei Yapaarda Perde Yererinin Deişnesinin Yap Davranşana Etkisi H Kasap, T Baştürk KAYNAKLAR [) Afet Bögeerinde Yapacak Yapar Hakknda Yönetmeik, İnşaat Mühendiseri Odas İzmir Şubesi Yayn N 5 [] TS 9 Yap Eemanarnn Byutandrmasnda Anacak Yükterin Hesap Değereri ", Türk Standartar Enstitüsü Yayn Ankara, Kasm 9 [3] TS 500 " Betnanne Yaparn Hesap ve Yapm Kuraar ", Türk Standartar Enstitüsü Yayn Ankara, 000 [] KASAP H, YELGİN A N, ÖZYURT MZ, " K iriş Rij ittikerindeki Değişimin Perde ve Çerçeveer Arasndaki Kuvveti Dağmna Etkisi", GAP I Mühendisik Kngresi Bidirier Kitab, Harran Üniversitesi Yaynar N 3, Mays 99 [5] AKKAYA Y, " Deprem Kuvveterine Karş Betnarn e Perdeerin Davranş ve Byutandrmas ", Yüksek isans Tezi, İTÜ Kütüphanesi İstanbu 99 [] ASLANBAŞ H, " Çk Kat Perdei Çerçevei Yaparn Yatay Yüker Atnda Dinamik Anaizi ", Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Kütüphanesi İstanbu I 995 []KASAP H, V AROL C, "Perdei Çerçevei Sistemerde Panda Perde Yerinin Değişmesinin Perdeer ve Çerçeveer Arasndaki Kuvveti Dağmna Etkisi", SAÜ Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi, Sakarya Üniversitesi yaynar Ci t Say Mart 003 [] KASAP H,ÖZYURT M, "Perde Enkesit Şekinin ve Panda Perde Yerinin Değişmesinin Perdeer ve Çerçeveer Arasndaki Kuvveti Dağmna Etkisi", SA Ü Fen Biimeri Enstitüsü Dergisi, Sakarya Üniversitesi yaynar Ci t Say Mart 00 3