DEPREM İZOLASYON DERNEĞİ DEPREM YALITIMI YÖNETMELİĞİ

Transkript

1 DEPREM İZOLASYON DERNEĞİ DEPREM YALITIMI YÖNETMELİĞİ (Bayındırlık ve İskan Bakanlığının Deprem İzolasyon Derneğine cevaben gönderdiği tarihli olumlu yazısı üzerine, İTÜ, BÜ, ve ODTÜ den 4 öğretim üyesi ekibine taslak olarak hazırlatılan ve 10 Temmuz 2008 tarihinde Bayındırlık ve İskan Bakanlığına sunulan ve Bakanlıkça, oluşturulacak teknik komisyonlarda incelenerek ve son hali verilerek Resmiyet kazanması beklenen yönetmelik taslağıdır.)

2 Mayıs 2008

3 DEPREM YALITIMI YÖNETMELİĞİ İÇİNDEKİLER 1. GENEL HÜKÜMLER 1.1 Simgeler 1.2 Tanimlar 1.2 Kapsam 2. AMAÇ ve GENEL İLKELER 3. YALITIM BİRİMLERİ 3.1 Elastomer Yalıtıcılar Elastomer Yalıtıcıların Özellikleri Elastomer Yalıtıcıların Tasarım Kriterleri Elastomer Yalıtıcıların Bağlantıları 3.2 Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtıcılar Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtıcıların Özellikleri Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtıcıların Tasarım Kriterleri Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtıcıların Bağlantıları 4. YALITIMIŞ BİNANIN MODELLEMESİ 5. DEPREM YER HAREKETİ 6. HESAP YÖNTEMİ 6.1 Analiz Metodları 6.2. Eşdeğer Yatay Yük Yöntemi ile Doğrusal Analiz Tasarım Depremi Seviyesi Yerdeğiştirmesi Tasarım Depremi Seviyesinde Etkin Periyot Enbüyük Deprem Seviyesi Yerdeğiştirmesi Enbüyük Deprem Seviyesindeki Etkin Periyot Toplam Yalıtım Birimi Yerdeğiştirmeleri Eşdeğer Yatay Yükler Katlara Etkiyen Eşdeğer Deprem Yüklerinin Belirlenmesi Göreli Kat Ötelemeleri Yalıtım Sistemi Üzerine Etkiyecek Düşey Deprem Kuvveti 6.3. Doğrusal Dinamik Analiz (Mod Birleştirme Yöntemi veya Zaman Tanım Alanında Analiz) 6.4 Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Dinamik Analiz: 7. BAĞIMSIZ KONTROL HEYETİ

4 8. YALITIM BİRİMİ DENEYLERİ 8.1 Elastomer Yalıtıcılar Tip Testleri Kabul Testleri Elastomer Yalıtım Birimi Kabul Kriterleri 8.2 Eğimli Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtıcılar Tip Testleri Kabul Testleri Eğimli Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimi Kabul Kriterleri EK-A - ZEMİN SINIFLARININ TANIMLANMASI

5 1. GENEL HÜKÜMLER 1.1 Simgeler A p = Kurşun çekirdekli elastomer yalıtım birimlerinde kurşun çekirdeğin alanı A r = Tek bir elastomer tabakanın çelik plaka ile yapışmış, yüke maruz yüzey alanı B = Çelik plaka ile yapışmış elastomerin çapı B L = Kurşun çekirdek çapı B M = Enbüyük deprem seviyesi için yalıtım sisteminın eşdeğer viskoz sönüm oranı ile ilişkili olarak belirlenmiş spektrum azaltma katsayısı. B D = Tasarım yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin eşdeğer viskoz sönüm oranı ile ilişkili olarak belirlenmiş spektrum azaltma katsayısı. D = Yanal yerdeğiştirme miktarı, oluşan maksimum yerdeğiştirme DL = Sabit Yük D D = Tasarım depremi seviyesinde yalıtım sistemi etkin rijitlik merkezinde oluşacak yerdeğiştirme D M = Enbüyük deprem seviyesinde yalıtım sistemi etkin rijitlik merkezinde oluşacak yerdeğiştirme D y = Etkin Akma Yerdeğiştirmesi E c = Elastomer yalıtım biriminin basınç modülü e t, x, y =Yalıtım sisteminin sırasıyla x ve y yönlerindeki toplam dışmerkezlilik mesafesi. F = D yerdeğiştirmesine karşı gelen dayanım F a = Kısa periyot spektral genlik düzeltme katsayısı (zemin etkisi parametresi) F i = i. kat seviyesinde göz önüne alınan yönde etkiyen yanal kuvvet F v = 1s lik periyot spektral genlik düzeltme katsayısı (zemin etkisi parametresi) F VD = Tasarım depremi seviyesindeki düşey deprem hareketinden kaynaklanacak düşey kuvvet F VM = Enbüyük deprem seviyesindeki düşey deprem hareketinden kaynaklanacak düşey kuvvet F y = Etkin Akma Dayanımı G = Elastomer malzemenin kayma modülü g = Yer çekimi ivmesi(9.81m/sn 2 ) G AS = Elastomer malzeme kayma modülü alt sınırı G e = Etkin kayma modülü değeri G NOM = Elastomer malzeme kayma modülü nominal değeri G ÜS = Elastomer malzeme kayma modülü üst sınırı H i = Yalıtım arayüzü ile i. kat seviyesi arasındaki mesafe h i = i. kat ile (i-1). kat arasındaki mesafe K D, max = Tasarım depremi yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin maksimum etkin rijitliği k e = D yerdeğiştirmesine tekabül eden eşdeğer doğrusal (Sekant) Rijitlik = F / D k exı,k eyı = i. yalıtım biriminin sırasıyla x ve y yönündeki ortalama etkin rijitliği. K M, max = Enbüyük deprem yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin maksimum etkin rijitliği

6 K M, min = Enbüyük deprem yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin minimum etkin rijitliği K v = Yalıtım sisteminin toplam düşey rijitliği k v = Elastomer yalıtım biriminin düşey rijitliği k 1 = Başlangıç Rijitliği (Elastik Rijitlik) k 2 = Elastik Ötesi Rijitlik L = Elastomer tabakaı kenar yüzeyi alanı LL = Hareketli Yük N = Yalıtım arayüzü üstünden itibaren binadaki toplam kat sayısı P = Elastomer üzerinde sabit ve hareketli yükten kaynaklanan toplam düsey yük P cr = Yanal yerdeğiştirme olmadığı zaman elastomer yalıtım birimlerinin burkulma yükü ' P cr = Yanal yerdeğiştirme olduğu zaman elastomer yalıtım birimlerinin burkulma yükü Q = Karakteristik dayanım veya etkin akma kuvveti R = Yalıtım birimi kayma yüzeyinin eğrilik yarıçapı r x,y = x ve y yönlerindeki burulma atalet yarıçapı değerleri R 1 = Yük azaltma katsayısı S D (T) = Tasarım Depremine karşı gelen %5 sönümlü Yatay İvme Spektrumu S D (T D ) = Tasarım depremi seviyesinde T D periyodundaki spektral ivme. S M (T) = Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü yatay spektral ivme (g) periyotlu spektral ivme (g) S M (T M ) = Enbüyük deprem seviyesinde T M periyodundaki spektral ivme. S M (0.2) = Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü kısa periyotlu yatay spektral ivme(g S M (1) = Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü 1s periyotlu yatay spektral ivme (g) S MR (0.2)= Enbüyük deprem seviyesinde referans zemin için, %5 sönümlü, yatay ve kısa periyotlu (T=0.2s) spektral ivme (g) S MR (1) = Enbüyük deprem seviyesinde referans zemin için, %5 sönümlü, yatay ve kısa periyotlu (T=1.0s) spektral ivme (g) S 1 = Birinci şekil katysayısı S 2 = İkinci şekil katsayısı T = Periyot (s) t = Elastomer tabaka kalınlığı T D = Tasarım yerdeğiştirmesi seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu T L = Uzun periyot bölgesine geçiş periyodu T M = Enbüyük yerdeğiştirme altında deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu T o = Spektrum köşe periyodu başlangıç değeri T r = Toplam elastomer kalınlığı T S = Spektrum köşe periyodu bitiş değeri T v = Elastomer yalıtım birimleri ile yalıtılmış yapının düşey yöndeki titreşim periyodu = Tasarım yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminde oluşacak kesme kuvveti. V b

7 Vs 30 = Zemin ortamının üst 30 metresi için hesaplanan ortalama kayma dalgası yayılma hızının değeri W = Üst yapının toplam ağırlığı W d = Bir histeriz eğrisinin içinde kalan alan w i = i. kat seviyesindeki ağırlık x i, y i = i. yalıtım biriminin yalıtım sistemi rijitlik merkezine göre koordinatları D = Yalıtım sisteminin tasarım yerdeğiştirmesi seviyesindeki eşdeğer sönüm oranı e = Eşdeğer Sönüm Oranı M = Yalıtım sisteminin enbüyük deprem yerdeğiştirmesi seviyesindeki eşdeğer sönüm oranı yp = Kurşun malzemenin kayma akma gerilmesi G = Sıcaklık, yaşlanma, çalışma etkilerinden kaynaklanacak özellik düzeltme katsayısı = Yaşlanma ve kirlenme etkilerinden kaynaklanacak özellik düzeltme katsayısı C = Birim şekil değiştirme S = Yanal yerdeğiştirme altında elastomer malzemede oluşan kayma birim şekil değiştirmesi Sürtünme katsayısı AS = Sürtünme katsayısının alt sınır değeri NOM = Sürtünme katsayısının nominal değeri ÜS = Sürtünme katsayısının üst sınır değeri xi, yi = Büyütme faktörleri 1.2 Tanımlar Yalıtım Sistemi Yapının ana kütlesi altında yer alan bir arayüze belirli bir düzenle yerleştirilmiş yalıtım birimleri topluluğudur. Yalıtım Arayüzü Yalıtım sisteminin yer aldığı yapı ara kesitidir. Altyapı Yalıtım arayüzünün altında kalan (temel dahil) yapı kısmı. Üstyapı Yalıtım arayüzünün üzerinde kalan yapı kısmı. Yalıtım Birimi Yalıtım sistemini oluşturan aşağıdaki elemanlar yalıtım birimleri olarak adlandırılacaktır. Elastomer Yalıtım Birimleri (Kurşun Çekirdekli, Çelik Plakasız ve Yüksek Sönümlü Elastomer Yalıtıcılar)

8 Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimleri (Düzlem veya Küresel yüzeyli, Tek veya Çift taraflı kızaklı) Etkin Rijitlik Merkezi Yalıtım sistemindeki birimlerin tasarım depremine karşı gelen etkin yanal rijitliklerine ve altyapı rijitlik dağılımına bağlı olarak bulunmuş rijitlik merkezidir. Yalıtım arayüzünün zemin katın ortasında yer alması gibi özel durumlar dışında altyapı tamamen rijit olarak kabul edilebilir. Tasarım Depremi 50 yılda %10 aşılma olasılığına sahip deprem yer hareketi Tasarım Yerdeğiştirmesi Tasarım Depremi etkisi altında yalıtım sisteminin arayüzdeki etkin rijitlik merkezinde, göz önüne alınan yatay doğrultuda oluşan maksimum göreli yerdeğiştirme (üstyapının altı ve altyapının üstü arasındaki göreli yerdeğiştirme) Toplam Tasarım Yerdeğiştirmesi Tasarım Depremi etkisi altında yalıtım arayüzündeki yalıtım birimlerinin herbirinde yapının yanal ve burulmalı davranışı sonucu, göz önüne alınan yatay doğrultuda oluşan maksimum göreli yerdeğiştirme (üstyapının altı ve altyapının üstü arasındaki göreli yerdeğiştirme) Enbüyük Deprem 50 yılda %2 aşılma olasılığına sahip deprem yer hareketi. Enbüyük Yerdeğiştirme Enbüyük deprem etkisi altında yalıtım sisteminin arayüzdeki etkin rijitlik merkezinde, göz önüne alınan yatay doğrultuda oluşan maksimum göreli yerdeğiştirme (üstyapının altı ve altyapının üstü arasındaki göreli yerdeğiştirme) Toplam Enbüyük Yerdeğiştirme Enbüyük deprem etkisi altında yalıtım arayüzündeki yalıtım birimlerinin herbirinde yapının yanal ve burulmalı davranışı sonucu, göz önüne alınan yatay doğrultuda oluşan maksimum göreli yerdeğiştirme (üstyapının altı ve altyapının üstü arasındaki göreli yerdeğiştirme) Etkin Sönüm Oranı Yalıtım sisteminin belirli genlikli yerdeğiştirmeler altında göstereceği eşdeğer viskoz sönüm oranı. (Tasarım yerdeğiştirmesi ve enbüyük yerdeğiştirme için ayrı ayrı belirlenir). Etkin Rijitlik Yaltıcı sistemde oluşan toplam kesme kuvvetinin rijitlik merkezindeki göreli yerdeğiştirmeye bölünmesi ile elde edilen rijitlik değeri. (Tasarım yerdeğiştirmesi ve enbüyük yerdeğiştirme için ayrı ayrı belirlenir).

9 Etkin Yalıtım Periyodu Kütlesi üstyapı kütlesine eşit ve rijitliği yalıtım sisteminin etkin rijitliğine eşit tek serbestlik dereceli bir sistemin doğal titreşim periyodu. (Tasarım yerdeğiştirmesi ve enbüyük yerdeğiştirme için ayrı ayrı belirlenir) 1.3 Kapsam Bu şartname yatay deprem yalıtımı uygulanacak (yeni yapılacak veya mevcut) bina ve bina türü) yapıların deprem tasarımı esaslarını kapsamaktadır Deprem yalıtım birimleri olarak elastomer yalıtım birimlerinin, düz ve eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimlerinin kullanımı kapsamaktadır Bina düşey yüklerinin çelik yaylar vasıtasıyla taşındığı yalıtım birimleri kapsam dışındadır Bu şartname belirli bir arayüz yerine yapının değişik yerlerine dağıtılmış yalıtım birimlerine dayalı tasarımları kapsamamaktadır Bu şartname kapsamında yapılacak deprem yalıtımı tasarımlarının bağımsız uzmanlar (Bağımsız Kontrol Heyeti) tarafından bütün aşamalarında kontrol edilerek onaylanması zorunludur. Bağımsız uzmanların nitelikleri, belirlenmesi ve atanmasına ilişkin kurallar Bölüm 7 de verilmiştir Madde de kapsanmış yalıtım birimlerine ilave olarak yerleştirmiş harici söndürücüleri içeren yalıtım sistemlerinin tasarımı Bağımsız Kontrol Heyeti nin onayına tabidir.

10 2. AMAÇ ve GENEL İLKELER 2.1 Bu şartname kapsamına girecek yapılarda yalıtım birimlerinden oluşan yalıtım sistemi yapının ana kütlesi altında yer alan bir yalıtım arayüzüne yerleştirilmiş olmalıdır. 2.2 Uygulanacak yalıtım sisteminin ana amacı, yapının yatay yük yaşıyıcı sistemine gelecek deprem kuvvetlerinin azaltılmasıdır. Bu azaltımın sağlanması için, yalıtılmış yapının doğal titreşim periyodunun uzatılması ve/veya yapı etkin sönüm oranının arttırılması gereklidir. 2.3 Yalıtım Sistemi aşağıdaki özellikleri içermelidir: Yüksek düşey rijitlik Yalıtım işlevini sağlayabilecek ölçüde düşük yatay rijitlik Düşey yük taşıyabilme Enerji yutma özelliği Deprem sonrası yeniden merkezlenme Deprem harici yatay yükler (Rüzgar gibi) karşısında yeterli akma dayanımı 2.4 Tasarımda aşağıda belirtilen iki seviyeli deprem yer hareketi göz önüne alınacaktır. Tasarım Depremi - 50 yılda %10 aşılma olasılığına sahip deprem yer hareketi. Enbüyük Deprem 50 yılda %2 aşılma olasılığına sahip deprem yer hareketi. 2.5 Bu şartname kapsamında projelendirilmiş ve deprem yalıtım sistemi uygulaması yapılmış binalarda Tasarım Depremi etkisi altında yapısal sistemde herhangi bir hasar oluşmayacak ve tasarım depremi sonrasında doğrusal elastik davranışa yakın bir davranış elde edilecektir. Etkin bir yalıtım sistemi uygulanmış binada yanal yerdeğiştirmelerinin çok büyük bir oranının yalıtım sisteminde yer alması gereklidir. Bu amaçla üst yapı yüksek rijitlikli (küçük göreli kat ötelemeleri) olarak tasarlanır. 2.6 Bu şartname kapsamında projelendirilmiş deprem yalıtım sistemi uygulanmış binalarda Enbüyük Deprem etkisi altında deprem yalıtım sistemi stabil olacaktır. Deprem etkisi altında üstyapıda en az Can Güvenliği performans düzeyi sağlanacaktır. 2.7 Yalıtılmış üstyapıya bağlı tüm boru, kablo ve diğer tesisat ve elemanlar Tasarım Depremi etkisi altında hasar görmeyecek şekilde düzenlenecektir. Enbüyük Deprem etkisi altında ise bu elemanlar tamir edilebilecek ölçüde hasar görebilecek, ancak Can Güvenliği ni sağlayacak şekilde davranış gösterecektir. 2.8 Kullanılacak yalıtım sistemi birimleri toplam enbüyük yerdeğiştirme ve düşey yükün ortak etkisi altında, artan yanal yerdeğiştirmelerle artan direnç göstermeli ve tekrarlı yükler altında fiziksel özelliklerindeki değişimler bu şartnamede belirtilmiş sınırlar içinde kalmalıdır. 2.9 Yalıtım sisteminde enbüyük yerdeğiştirme altında oluşacak yatay kuvvetle

11 bu yerdeğiştirme miktarının yarısında oluşacak kuvvet arasındaki fark toplam yapı ağırlığının 1/40 ından daha büyük olacaktır Burulma etkilerinin azaltılması için yalıtım sisteminin etkin rijitlik merkezi ile üstyapı ağırlık merkezinin yalıtım arayüzündeki düşey izdüşümü mümkün olduğunca birbiri ile çakıştırılmalıdır Yalıtım arayüzünün üstünde ve altında oluşacak kuvvetleri emniyetle dağıtabilecek rijitlik ve dayanımda bir yapısal sistem oluşturulacaktır Üstyapı ve altyapı arasında yalıtım birimlerinin denetim, bakım, yeniden merkezlenmesi ve değiştirilmesine izin verecek açıklık ve yapısal düzen bulunmalıdır Yalıtım birimlerinin yangın, kimyasal madde ve patlamalardan korunması için önlemler alınacaktır. Yalıtıcı sistemi için istenecek yangın güvenliği, yalıtıcı arayüzünde bulunan diğer yapısal elemanlara eşdeğer olacaktır Yalıtım sisteminin tasarımında yalıtım birimlerine herhangi bir çekme kuvveti gelmemesi esastır. Ancak, özel durumlarda çekme kuvvetlerinin karşılanabilmesi için özel nitelikli yalıtım birimleri kullanılabilir. Bu birimlerin gelecek çekme kuvvetlerini karşılayabildiği deneylerle doğrulanacaktır Doğal titreşim periyodu 1.5s nin üzerinde olan binalarda veya çok yumuşak zemine (Zemin Sınıfı F, Ek-A) oturan binalarda yapılacak deprem yalıtımı uygulamaları Bağımsız Kontrol Heyetinin iznine tabidir Herbir yalıtım birimi tipinin yatay yükler altındaki mekanik davranışı tam ölçekli deneylere dayalı olarak tesbit edilecektir Herbir yalıtım biriminin mekanik özelliklerini ve davranışını açıklayan rapor gereklidir. Mekanik özelliklerde üretim ve yerleştirme nedenleri ve zamanla meydana gelecek değişimler ancak gerekli kontrollerin yapılmış ve tasarım aşamasında en elverişsiz koşulların göz önüne alınmış olması durumunda kabul edilebilir Yalıtım birimlerinin üretim, yerleştirme ve fiziksel özellikleri ile ilgili analitik ve deneysel kontrolleri de içeren bir kalite planı ve belgesi olmalıdır. Bu belge yalıtım birimlerinin ayrıntılarını, boyutlarını, kalite düzenlemelerini ve yerleştirme toleranslarını içermelidir Yalıtım birimleri için bir bakım programı geliştirilecektir. Program kapsamında yalıtım birimlerinin yerleştirilmesi ve gerekli durumlarda değiştirilmesi ile ilgili işlemler, yalıtıcı birimlerinin yaşlanmasını hızlandırabilecek çevresel etki ve unsurlar, yangından korunma, periyodik kontrol ve bakımları tüm binanın ömrünü kapsayan bir süre için tanımlanacaktır.

12 3. YALITIM BİRİMLERİ Bu şartnamede kapsanan hükümler dışında yalıtım birimlerinin tasarımı ve tahkikleri için European Standard EN :2005: Structural Bearings - Elastomeric Bearings dökümanında yer alan hususlar göz önüne alınacaktır. 3.1 Elastomer Yalıtım Birimleri Elastomer Yalıtım Birimlerinin Özellikleri Elastomer yalıtım birimleri çelik plaka ve elastomer tabakaların ardalanmasından oluşur. Birimlerin yanal rijitliğini elastomer malzemenin kayma rijitliği sağlar. Sönümü kurşun çekirdek veya yüksek sönümlü elastomer malzeme sağlar (Şekil 1). Elastomer yalıtım birimleri kendilerine özgü yatay kuvvet-yerdeğiştirme (histeresiz) eğrileri, eşdeğer doğrusal rijitlikleri ve eşdeğer sönüm oranları ile tanımlanır. Kurşun çekirdekli elastomer yalıtım biriminin teorik histeresiz eğrisi Şekil 2 de gösterilmiştir. Sekil 1. Kurşun çekirdekli elastomer yalıtım biriminin basitleştirilmiş kesiti

13 Şekil 2. Kurşun çekirdekli elastomer yalıtım birimi için tipik kuvvet-yerdeğiştirme (histeresiz) eğrisi Şekil 2 de Q = Karakteristik Dayanım k 1 = Başlangıç Rijitliği (Elastik Rijitlik) k 2 = Elastik Ötesi Rijitlik k e = D yerdeğiştirmesine karşı gelen eşdeğer doğrusal rijitlik (Sekant Rijitliği) F = D yerdeğiştirmesine karşı gelen dayanım F y = Etkin Akma Dayanımı D y = Etkin Akma Yerdeğiştirmesi Verilen bir yükleme çevrimindeki (histeresiz eğrisi) eşdeğer doğrusal rijitlik (ke) e o çevrimde ulaşılan maksimum dayanımın (F) maksimum yerdeğiştirmeye (D) bölünmesi ile elde edilir. k e = F/D (1) Eşdeğer sönüm oranı ( e ) bir yerdeğiştirme çevriminde yutulan enerjinin (histeresiz eğrisinin içinde kalan alan =W d ) 2 F D değerine bölünmesi ile elde edilir. e W d 1 2 FD (2)

14 Kurşun çekirdekli elastomer yalıtım birimlerinde: Q F y = A p yp (3) olarak alınabilir. Burada A p kurşun çekirdeğin alanını, yp ise kurşun malzemenin kayma akma gerilmesini göstermektedir. Kurşun çekirdekli elastomer yalıtım birimlerinde başlangıç rijitliği büyük ölçüde kurşun çekirdeğin elastik rijitliği tarafından belirlenir. Tüm elastomer yalıtım birimlerinde elastik ötesi rijitlik, elastomer malzemenin kayma modülü (G) ile elastomer tabakanın kapalı (çelik plaka ile yapışmış) yüzey alanının (A r ) çarpımının toplam elastomer kalınlığına T t) bölünmesi ile bulunur. ( r k 2 = G (A r / T r ) (4) 2 2 Dairesel kesitli ve kurşun çekirdekli elastomer yalıtım birimlerinde Ar ( / 4)( B BL) olarak hesaplanır (Şekil 2). Yalın (kurşun çekirdek içermeyen) elastomer yalıtım birimlerinde k e = k 2 alınır. Elastomer yalıtım birimlerinin eşdeğer doğrusal rijitlikleri ve eşdeğer sönüm oranları elastomer malzemenin kayma modülünün (G) alt ve üst sınır değerlerine (G AS ve G ÜS ) bağlı olarak değişir. Tasarım amaçlı olarak bu sınır değerler, üretim farkını ve sıcaklık, yaşlanma ve çalışma (scragging) etkilerini yansıtacak şekilde Denklem 5 ve 6 vasıtası ile belirlenecektir. G AS = 0.9 G NOM (5) G ÜS = 1.1 G G NOM (6) Burada G NOM elastomer malzeme kayma modülünün nominal değerini, G ise sıcaklık, yaşlanma ve çalışma (scragging) etkilerinden kaynaklanan düzeltme katsayısını göstermektedir. Bu katsayının enküçük değeri G = 1.2 olarak alınacaktır. Elastomer yalıtım birimlerinin Birinci Şekil Katsayısı (S 1 ) herbir elastomer tabakanın çelik plaka ile yapışmış, yüke maruz yüzey alanının (A r ) elastomer tabakanın kenar yüzeyi alanına (L) bölünmesi ile bulunur. S 1 değeri genellikle 30 dan küçük olmalıdır. S 1 = A r / L (7) Dairesel kesitli ve kurşun çekirdekli elastomer yalıtım birimleri için S 1 değeri S B B Bt (8) ( L ) / (4 )

15 olarak bulunur. Burada: B = Çelik plaka ile yapışmış elastomer çapını B L = Kurşun çekirdek çapını t = Elastomer tabaka kalınlığını göstermektedir. Kurşun çekirdek içermeyen (yalın) elastomer yalıtım birimleri için B L =0 alınacaktır. İkinci şekil katsayısı (S 2 ) herbir çelik levhanın karakteristik plan boyutu veya çapının (B) elastomer tabakalarının toplam kalınlığına (T r ) bölünmesi ile bulunur. S 2 = B/T r (9) Elastomer yalıtım birimlerinin düşey rijitliği (k v ) Denklem 10 ile verilir. E A c r kv (10) Tr Burada E c elastomer yalıtım biriminin basınç modülüdür ve ifadesi ile verilir. E c 3G(1 S GS (11) 2 1 ) Elastomer yalıtım birimlerinin imalatında kullanılacak malzemeler pren numaralı Avrupa Standardı Bölüm de kapsanan spesifikasyonlara, eşdeğer Japonya (JIS), eşdeğer ABD (ASTM) standartlarına veya üreticilerin (Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından kabul edilmiş) özel kalite kontrol programlarına uyacaktır Elastomer Yalıtıcı Birimlerinin Tasarım Kriterleri Elastomer yalıtım birimleri: Hiç bir yanal yerdeğiştirme olmadan 1.5(DL+LL) büyüklüğünde bir düşey kuvveti emniyetle taşıyacaktır. Toplam enbüyük yanal yerdeğiştirme altında (0.8DL E ) büyüklüğünde bir düşey kuvveti çekme gerilmesine maruz kalmadan taşıyacaktır. Toplam enbüyük yanal yerdeğiştirme ve (1.2D+LL+ E ) yük kombinasyonu altında düşey ve yatay kuvvetleri emniyetle taşıyacaktır. Burada DL sabit yükü ve LL hareketli yükü göstermektedir. E deprem yükünün belirlenmesinde düşey deprem bileşeni de göz önüne alınacaktır. Elastomer yalıtım birimlerinde deprem, sabit ve hareketli yükler altında oluşacak kayma birim şekildeğiştirmesi ve kararlılık durumları kontrol edilecektir.

16 Deprem olmadığı durumlarda, basınç altında elastomer malzemede oluşacak kayma birim şekildeğiştirmesi Denklem 12 ile bulunacaktır. 6SP AE DLLL 1 C DL LL (12) r C P Burada DL LL, elastomer yalıtım birimi üzerinde DL sabit ve LL hareketli yükünden kaynaklanan toplam düşey yükü göstermektedir. E c elastomer yalıtım birimi basınç modülünün hesaplanmasında elastomer malzemenin kayma modülünün (G) nominal değeri kullanılacaktır. Deprem olduğu durumlarda, basınç altında elastomer malzemede oluşacak kayma birim şekil değiştirmesi Denklem 13 ile bulunacaktır. 6SP (13) AE DL 0.5 LL E 1 DL 0.5 LL E C re C Burada, PDL 0.5 LL E elastomer yalıtım birimi üzerinde DL sabit, LL hareketli (%50) ve E deprem yükünden kaynaklanan düşey yükü göstermektedir. E deprem yükünün belirlenmesinde düşey deprem bileşeni de göz önüne alınacaktır. A re ise tanımı Şekil 3 de yapılmış olan azaltılmış elastomer alanıdır. E c elastomer yalıtım birimi basınç modülünün hesaplanmasında elastomer malzemenin kayma modülünün (G) nominal değeri kullanılacaktır.

17 Sekil 3. Elastomer yalıtım biriminde azaltılmış elastomer alanının tanımı. Yanal yerdeğiştirme altında elastomer malzemede oluşacak kayma birim şekildeğiştirmesi ( S ) Denklem 14 ile bulunacaktır. D S (14) T r Burada D yanal yerdeğiştirme miktarı, Tr ise elastomer tabakalarının toplam kalınlığıdır. Yanal yerdeğiştirme olmadığı durumlarda elastomer yalıtım birimlerinin burkulma yükü ( P cr ) Denklem 15 ile bulunacaktır. P GA BS r 1 cr (15) Tr Bu denklemde B, çelik plaka ile yapışmış elastomer çapını (dairesel kesitli elastomer yalıtım birimi için) veya küçük boyutunu (dikdörtgen kesitli elastomer yalıtım birimi için) göstermektedir. A r çelik plaka ile yapışmış elastomer tabaka yüzeyinin (kurşun çekirdek alanı dışında kalan) alanıdır. Kayma modülünün (G) belirlenmesinde nominal değer kullanılacaktır. katsayısı dairesel kesitli elastomer yalıtım birimi için 1.1 ve dikdörtgen kesitli elastomer yalıtım birimi için 1.3 olarak alınacaktır.

18 Yanal yerdeğiştirme olduğu durumlarda elastomer yalıtım birimlerinin burkulma yükü ( P ) Denklem 17 ile bulunacaktır. ' cr sin Pcr Pcr ( ) ; (17) 1 2cos ( DMi / B) Burada D Mi enbüyük deprem seviyesindeki toplam yanal yerdeğiştirmeyi (Madde 6.2.5) göstermektedir. P yükünün tayininde kayma modülünün etkin değeri ( G ) kullanılacaktır. cr G e kt A e r (18) r e Burada k e enbüyük deprem durumuna (yerdeğiştirmesine) karşı gelen eşdeğer doğrusal rijitliktir. Elastomer yalıtım birimlerinde oluşacak elastomer malzeme kayma birim şekildeğiştirmeleri, burkulma yükleri ve yanal yerdeğiştirmeler aşağıdaki koşulları sağlayacaktır. Elastomer malzemede enbüyük yanal yerdeğiştirmeye karşı gelen kayma birim şekildeğiştirmesi 2.5 değerinin altında kalacaktır. S 2.5 Elastomer malzemede deprem yükü hariç düşey yüklerden (DL+LL) meydana gelen kayma birim sekildeğiştirmesi 2.5 değerinin altında olacaktır. 2.5 DL LL C Elastomer malzemede deprem yükü dahil düşey yüklerden (DL+0.5LL+ E ) ve enbüyük yanal yerdeğiştirmeden meydana gelen toplam kayma birim sekildeğiştirmesi 6.0 değerinin altında olacaktır. DL0.5 LL E C 6.0 S Elastomer yalıtım birimlerinin yanal yerdeğiştirme olmadığı durumlardaki burkulma yükü P cr, PDL LL düşey yükünün enaz 3 katı olacaktır. P P cr DLLL 3.0

19 Elastomer yalıtım birimlerinin yanal yerdeğiştirme olduğu durumlardaki ' burkulma yükü P cr, PD 0.5L E düşey yükünün enaz 1.1 katı olacaktır. P P cr D0.5LE 1.10 Elastomer yalıtım birimlerde meydana gelecek enbüyük toplam yerdeğiştirmeler (D Mi, Madde 6.2.5) aşağıdaki sınırlar içerisinde kalacaktır. D Mi 3 (1.5 ) B ve D 0.7B P ( cr ) PDL LL Elastomer Yalıtıtım Birimlerinin Bağlantıları Elastomer yalıtım birimlerinin üst- ve alt-yapı bağlantılarının tasarımı toplam enbüyük yerdeğiştirme altında 1.5(DL+LL+ E ) yük kombinasyonundan kaynaklanan yatay ve düşey kuvvetleri taşıyacak şekilde yapılacaktır. Burada DL sabit yükü, LL hareketli yükü ve E deprem yükünü göstermektedir. E deprem yükünün belirlenmesinde düşey deprem bileşeni de göz önüne alınacaktır. Elastomer yalıtım birimlerinin üst ve alt yapı bağlantıları için Şekil 4 deki standart civatalı bağlantı şekilleri kullanılabilir. Bu bağlantı şekillleri dışındaki uygulamaların yeterlililiği ayrıca kanıtlanacak ve Bağımsız Kontrol Heyeti nin iznine tabi olacaktır. Şekil 4 a,b. Elastomer yalıtım birimlerinin için standart civatalı bağlantı şekilleri. Yalıtım birimleri ile üst ve altyapı bağlantılarının çekme alabilen düzende (Şekil 4a) olmadığı ve yanal yüklerin kesme kuvveti aktarıcıları (Shear Key) vasıtasıyla yapıldığı

20 (Şekil 4b) durumlarda elastomer yalıtım birimlerde yuvarlanma (Rollout veya Rollover) kararlılığının sağlanması için aşağıdaki tahkik yapılacaktır. D Mi (2 / 3) P 0.8 DL E ( ) k H P e 0.8 DL E B (19) Burada P 0.8 DL E, elastomer yalıtım birimi üzerindeki 0.8DL sabit ve çekme (negatif) yönünde alınan E deprem yükünden kaynaklanan enaz (minimum) düşey yükü göstermektedir. E deprem yükünün belirlenmesinde düşey deprem yer hareketi de göz önüne alınacaktır. H yalıtıcı birimin üst ve alt çelik başlık plakaları arasındakı mesafedir (Şekil 1). Yalıtıcı birimin enbüyük deprem yanal yerdeğiştirmesi D Mi (Madde 6.2.5) ve buna karşı gelen eşdeğer doğrusal (sekant) yanal rijitliği k e ile gösterilmiştir. 3.2 Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimleri Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimlerinin Özellikleri Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimleri içinde bir kayıcı elemanın yer aldığı bir veya iki taraflı içbükey çelik elemanlardan oluşur (Şekil 5). Bu tip yalıtım birimlerinin teorik histeresiz eğrisi Şekil 6 da gösterilmiştir. Yalıtım biriminin elastik ötesi rijitliğini (k 2 ) içbükey kayma yüzlerindeki eğrilik yarıçapı, sönümünü ise teflon kaplamalı kayıcı birim ve paslanmaz çelik kayma yüzeyi arasında sürtünme nedeni ile oluşan enerji kaybı sağlar. Düz yüzeyli yalıtım birimlerindeki yatay rijitlik (k 2 ) sıfır olarak alınabilir. Eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri kendilerine özgü yatay kuvvet-yerdeğiştirme (histeresiz) eğrileri, eşdeğer doğrusal rijitlikleri ve eşdeğer sönüm oranları ile tanımlanır. Şekil 5. Bir ve İki Taraflı Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım biriminin basitleştirilmiş kesiti

21 Şekil 6. Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimleri için tipik kuvvetyerdeğiştirme (histeresiz) eğrisi Sekil 6 da: Q = F y = Karakteristik Dayanım veya Etkin Akma Kuvveti k 1 = Başlangıç rijitliği (fiktif) k 2 = İkinci Rijitlik k e = D yerdeğiştirmesine karşı gelen eşdeğer doğrusal rijitlik (Sekant Rijitliği) = F / D F = D yerdeğiştirmesine karşı gelen dayanım D y = Etkin Akma Yerdeğiştirmesi (çok küçük fiktif akma yerdeğiştirmesi) Karakteristik Dayanım veya Etkin Akma Kuvveti sürtünme katsayısı (ile yalıtım birimi üzerine etkiyen düşey kuvvetin (P) çarpımına eşittir. (İki taraflı eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri için olarak alınabilir) Q = F y = P (20) Başlangıç rijitliği, hesaplarda çok yüksek bir değer olarak alınacak fiktif bir rijitliktir. İkinci rijitlik, düşey kuvvetin (P) Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım birimi kayma yüzeyinin eğrilik yarıçapına (r) bölünmesi ile belirlenir. (İki taraflı eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri için yaklaşık olarak rr r alınabilir) k 2 = P / r (21) Verilen bir yükleme döngüsündeki (histeresiz eğrisi) eşdeğer doğrusal rijitlik (k e e), o döngüde uygulanan kuvvetin (F) ulaşılan maksimum yerdeğiştirmeye (D) bölünmesi ile elde edilir.

22 k e = F/D = (P / r) + (P / D) (22) Eşdeğer sönüm oranı ( e ) bir yerdeğiştirme döngüsünde yutulan enerjinin (histeresiz alanı =W d ) 2 F D değerine bölünmesi ile elde edilir. W d 1 2 e 2 FD D / r (23) Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli yalıtım birimlerinin eşdeğer doğrusal rijitlikleri ve eşdeğer sönüm oranları sürtünme katsayısının ( alt ve üst sınır değerlerine ( AS ve ÜS ) bağlı olarak değişir. Tasarım amaçlı olarak, bu sınır değerleri, üretim farkını ve yaşlanma ve çevresel kirlenme etkilerini yansıtacak şekilde Denklem 24 ve 25 vasıtası ile belirlenecektir. AS = 0.8 NOM (24) ÜS = 1.2 NOM (25) Burada NOM sürtünme katsayısının nominal değerini, ise yaşlanma ve kirlenme etkilerininden kaynaklanacak özellik düzeltme katsayısını göstermektedir. Bu katsayının enküçük değeri = 1.3 olarak alınacaktır. Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli yalıtım birimlerinin imalatında kullanılacak malzemeler pren 15129: 2007 numaralı Avrupa Standardı bölüm de kapsanan spesifikasyonlara veya eşdeğer Japonya (JIS), eşdeğer ABD (ASTM) standartlarına veya üreticilerin (Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından kabul edilmiş) özel kalite kontrol programlarına uyacaktır Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimlerinin Tasarım Kriterleri Eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri: Hiç bir yanal yerdeğiştirme olmadan 1.5(DL+LL) büyüklüğünde bir düşey kuvveti emniyetle taşıyacaktır. Toplam enbüyük yanal yerdeğiştirme altında (0.8DL E ) büyüklüğünde bir düşey kuvveti çekme gerilmesine maruz kalmadan taşıyacaktır. Toplam enbüyük yanal yerdeğiştirme ve (1.2D+LL+ E ) yük kombinasyonu altında düşey ve yatay kuvvetleri emniyetle taşıyacaktır. Burada DL sabit yükü ve LL hareketli yükü göstermektedir. E deprem yükünün belirlenmesinde düşey deprem bileşeni de göz önüne alınacaktır Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimlerinin Bağlantıları Düz ve Eğri Yüzeyli Sürtünmeli yalıtım birimlerinin üst ve alt yapı bağlantılarının tasarımı toplam enbüyük yerdeğiştirme altında 1.5(DL+LL+ E ) yük

23 kombinasyonundan kaynaklanan yatay ve düşey kuvvetleri taşıyacak şekilde yapılacaktır. Burada DL sabit yükü, LL hareketli yükü ve E deprem yükünü göstermektedir. E deprem yükünün tanım ve belirlenmesinde düşey deprem bileşeni de göz önüne alınacaktır.

24 4. YALITILMIŞ BİNANIN MODELLENMESİ 4.1 Üst- ve alt-yapı doğrusal elastik olarak modellenecektir. Bu modellemede DBYBHY Bölüm 7.4.4, 7.4.6, 7.4.7, 7.4.8, ve maddelerinde kapsanan hususlar göz önüne alınacaktır. 4.2 Yalıtılmış binanın düşey doğrultudaki temel titreşim periyodunun (T V, Madde 6.1.1) 0.1s den daha küçük olması durumunda yalıtım sistemi ve üst yapı modelinde düşey serbestlik dereceleri göz önüne alınacak ve tasarımda deprem yer hareketi yatay ve düşey bileşenleri ile kullanılacaktır. 4.3 Yalıtım sisteminin her durumda doğrusal olmayan şekilde modellenmesi mümkündür. Yalıtım birimlerinin ve yalıtım sisteminin modellenmesinde (eşdeğer doğrusal modelin kullanılamadığı durumlarda) Bölüm 3 de sunulmuş doğrusal olmayan modellemeler Bölüm 8 kapsamında gerçekleştirilecek yalıtım birimi deneylerine dayalı olarak kullanılacaktır. 4.4 Aşağıdaki hususlar sağlandığı takdirde yalıtım sistemi eşdeğer doğrusal olarak modellenebilir. a) Yalıtım sisteminde tasarım yerdeğiştirmesine karşı gelen doğrusal eşdeğer (sekant) rijitliğin (k e ), tasarım yerdeğiştirmesinin %20 sine karşı gelen doğrusal eşdeğer (sekant) rijitliğe oranı en az 1/2 olacaktır. b) Tasarım yerdeğiştirmesi altında yalıtım sisteminin özellikleri düşey yüklemeye bağlı olarak ençok %10 oranında değişecektir. c) Yalıtım sisteminde tasarım ve enbüyük yerdeğiştirmeya karşı gelen eşdeğer sönüm oranları %30 değerini geçmeyecektir 4.5 Eşdeğer Doğrusal modelde herbir yalıtım biriminin ilgili tasarım aşamasındaki (Tasarım Depremi veya Enbüyük Deprem) yerdeğiştirmeye karşı gelen etkin rijitliği göz önüne alınacaktır. Yalıtım sisteminin toplam etkin rijitliği yalıtım birimlerinin etkin rijitliklerinin toplamına eşittir. Yalıtım sisteminin toplam burulma rijitliğinin hesabında yalıtım birimlerinin zati burulma rijitlikleri ihmal edilebilir. 4.6 Eşdeğer Doğrusal modelde etkin sönüm oranı yalıtım sisteminde, yalıtım periyodundaki bir yükleme çevriminde yutulan enerjiye bağlı olarak bulunan (eşdeğer viskoz) etkin sönüm oranı ile belirlenecektir. Bu etkin sönüm oranı her iki tasarım aşaması (Tasarım Depremi veya Enbüyük Deprem) için ayrı ayrı belirlenecektir. 4.7 Yalıtım arayüzü yerdeğiştirmelerinin hakim olmadığı yüksek titreşim modlarındaki viskoz sönüm oranı üst yapıda rijit temel (deprem yalıtımı yok) kabülü altında geçerli olan sönüm oranına eşit alınacaktır. Özel durumlar dışında, yüksek titreşim modlarındaki eşdeğer viskoz sönüm oranı %5 alınabilir.

25 4.8 Rijitlik, sönüm ve sürtünme katsayısının alt sınır (enküçük) değerlerinin kabulü ile enbüyük (yalıtım arayüzü) yerdeğiştirmeleri, rijitlik, sönüm ve sürtünme katsayısının üst sınır (enbüyük) değerlerinin kabulü ile de enbüyük üstyapı ivmeleri, atalet kuvvetleri, yapısal gerilme ve yerdeğiştirmeler elde edilecektir. Tasarımda kullanılacak üst ve alt sınır değerleri Tip Testleri sonuçları ve Denklem 5, 6, 24 ve 25 ile belirlenmiş düzeltme faktörleri kullanılarak bulunacaktır.

26 5. DEPREM YER HAREKETİ 5.1 Tasarımda aşağıda belirtilen iki seviyeli deprem yer hareketi göz önüne alınacaktır. Tasarım Depremi - 50 yılda %10 aşılma olasılığına sahip deprem yer hareketi Enbüyük Deprem 50 yılda %2 aşılma olasılığına sahip deprem yer hareketi 5.2 Bu şartname kapasamında kullanılan zemin sınıfları Ek A da tanımlanmıştır. Referans zemin sınıfı olarak B ve C Zemin Sınıfları ara sınırı (Ek-A, en üst 30 m için tanımlanan eşdeğer kayma dalgası hızı V S =760m/s) kabul edilmiştir. 5.3 Göz önüne alınan zemin sınıfı için Enbüyük Depreme karşı gelen %5 sönümlü Yatay İvme Spektrumu, S M (T), kısa ve 1s periyotlu spektral genlikler (S M (0.2) ve S M (1)) kullanılarak bulunacaktır. S M (0.2) = F a S MR (0.2) (26) S M (1) = F v S MR (1) (27) Burada: S M (T) = Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü yatay spektral ivme (g) S M (0.2) = Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü kısa periyotlu yatay spektral ivme (g) F a = Tablo 1 de sunulmuş kısa periyot spektral genlik düzeltme katsayısı S MR (0.2) = Enbüyük deprem seviyesinde referans zemin için, %5 sönümlü, yatay, kısa periyotlu (T=0.2s) spektral ivme (g) S M (1) = Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü 1s periyotlu yatay spektral ivme (g) F v = Tablo 2 de sunulmuş 1s lik periyot spektral genlik düzeltme katsayısı S MR (1) = Enbüyük deprem seviyesinde referans zemin için, %5 sönümlü, yatay, 1s periyotlu spektral ivme (g) Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü kısa periyotlu ve 1s periyotlu yatay spektral ivme değerleri (S MR (0.2) ve S MR (1) ) 18 Ağustos 2007 Tarihli ve Sayılı T.C.Resmî Gazete de yayınlanmış Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları, Hava Meydanları İnşaatlarına İlişkin Deprem Teknik Yönetmeliği - Ek A da verilmiştir. 5.4 F a ve F v Spektral Genlik Düzeltme Katsayısıları sırası ile Tablo 1 ve Tablo 2 de verilmiştir. Bu tablolarda kullanılan zemin sınıfları Ek A de tanımlanmıştır. Tablo 1. Kısa Periyotlu Spektral Genlik Düzeltme Katsayısı, F a Zemin Sınıfı* Kısa Periyotlu Spektral İvme (g) a 0.25 = 0.50 = 0.75 = A B C

27 D E F b b b b b * Bkz. Ek A a Kısa Periyotlu Spektral İvmenin ara değerleri için lineer interpolasyon yapılacaktır. b Sahaya özel geoteknik inceleme ve dinamik zemin davranış analizi yapılacaktır. Tablo s Periyotlu Spektral Genlik Düzeltme Katsayısı, F v Zemin Sınıfı* 1.0s Periyotlu Spektral İvme (g) a S S 1 = 0.20 S 1 = 0.3 S 1 = 0.4 S A B C D E F b b b b b * Bkz. Ek A a 1.0s Periyotlu Spektral İvmenin ara değerleri için lineer interpolasyon yapılacaktır. b Sahaya özel geoteknik inceleme ve dinamik zemin davranış analizi yapılacaktır. 5.5 Enbüyük Depreme karşı gelen %5 sönümlü Yatay İvme Spektrumu, S M (T), Şekil 6 da sunulmuş spektruma göre belirlenecektir. Bu spektrum şekli S M (0.2) ve S M (1) spektral ivme genlikleri ve T 0, T S ve T L köşe periyotları tarafından belirlenmektedir. Spektrumun 0 periyodundaki spektral ivme değeri (enbüyük yer ivmesi) 0.4S M (0.2) değeri ile verilmektedir. S M (T) spektrumunun hesaplanmasında Denklem 28 ve 29 kullanılacaktır. S M (0.2) Spektral İvme (g) S M (T) S M (1) S M (T)= S M(1) T 0.4S M (0.2) S M (T)= S M (1) T L T 2 T 0 =0.2 T s T S =S M (1)/S M (0.2) 1.0 T L =10 s Periyot (s) T

28 Şekil 6. Enbüyük deprem ivme spektrumu SM (0.2) SM( T ) 0.4 SM(0.2) 0.6 T ( To T ) T S ( T ) S (0.2) ( T T T ) M S (1) S T T T T T S M M ( ) ( S L) M S ( T) M M (1) T T 2 L o L o ( T T) S (28) Bu denklemlerdeki spektrum köşe periyotu T S Denklem 29 ile tanımlanmıştır. T 0 köşe periyodu T 0 =0.2 T S, uzun periyod bölgesine geçiş periyodu olan T L =10s olarak alınacaktır. T S (1) M S (29) SM(0.2) 5.6 Göz önüne alınan zemin sınıfı için Tasarım Depremine karşı gelen %5 sönümlü Yatay İvme Spektrumu, S D (T), kısa ve 1s periyotlu spektral genlikler (S D (0.2) ve S D (1)) kullanılarak bulunacaktır. S D (0.2) = F a S DR (0.2) (30) S D (1) = F v S DR (1) (31) Burada: S D (T) = Tasarım depremi seviyesinde %5 sönümlü yatay spektral ivme (g) S DR (0.2) = Tasarım depremi seviyesinde referans zemin için, %5 sönümlü, yatay, kısa periyotlu (T=0.2s) spektral ivme (g) S D (0.2) = Tasarım depremi seviyesinde %5 sönümlü kısa periyotlu yatay spektral ivme (g) S DR (1) = Tasarım depremi seviyesinde referans zemin için, %5 sönümlü, yatay, 1s periyotlu spektral ivme (g) S D (1) = Tasarım depremi seviyesinde %5 sönümlü 1s periyotlu yatay spektral ivme (g) Enbüyük deprem seviyesinde %5 sönümlü kısa periyotlu ve 1s periyotlu yatay spektral ivme değerleri (S DR (0.2) ve S DR (1) ) 18 Ağustos 2007 Tarihli ve 26617

29 Sayılı T.C.Resmî Gazete de yayınlanmış Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları, Hava Meydanları İnşaatlarına İlişkin Deprem Teknik Yönetmeliği - Ek A da verilmiştir. 5.7 Tasarım Depremine karşı gelen %5 sönümlü Yatay İvme Spektrumu, S D (T), Şekil 7 de sunulmuş spektruma göre belirlenecektir. Bu spektrum şekli S D (0.2) ve S D (1) spektral ivme genlikleri ve T 0, T S ve T L köşe periyotları tarafından tarafından belirlenmektedir. Spektrumun 0 periyodundaki spektral ivme değeri (enbüyük yer ivmesi) 0.4S D (0.2) değeri ile verilmektedir. S D (T) spektrumunun hesaplanmasında Denklem 30 ve 31 kullanılacaktır. S D (0.2) Spektral İvme (g) S D (T) S D (1) S D (T)= S D (1) T 0.4S D (0.2) S D (T)= S D (1) T L T 2 T 0 =0.2 T s T S =S D (1)/S D (0.2) 1.0 T L =10 s Periyot (s) T Şekil 7. Tasarım depremi ivme spektrumu SD (0.2) SD( T ) 0.4 SD(0.2) 0.6 T ( To T ) T S ( T ) S (0.2) ( T T T ) D D S (1) S T T T T T S D D ( ) ( S L) D SD(1) T ( T) 2 T L o L o ( T T) S (30) Bu denklemlerdeki spektrum köşe periyotu T S Denklem 31 ile tanımlanmıştır. T 0 köşe periyodu T 0 =0.2 T S, uzun periyod bölgesine geçiş periyodu olan T L =10s olarak alınacaktır.

30 T S SD(1) (31) S (0.2) D 5.8 Enbüyük deprem ve tasarım depremi seviyesine karşı gelen Düşey ivme spektrumu ilgili yatay ivme spektrumunun 2/3 oranı alınarak belirlenecektir. 5.9 Enbüyük Deprem ve Tasarım Depremine karşı gelen yatay ve düşey ivme spektrumlarının belirlenmesi için Bağımsız Kontrol Heyeti tarafından uygun görülecek özel etüdler kullanılabilir, ancak elde edilen ivme spektrumlarından bulunan spektral genlikler herbir periyot için 5.5 ve 5.7 maddeleri kapsamında belirlenen yatay spektral genliklerin ve Madde 5.8 kapsamında belirlenmiş düşey spektral genliklerin %90 ından daha küçük olamaz Zaman Tanım Alanında yapılacak analizler için özel olarak belirlenmiş ivme kaydı takımları kullanılacaktır. Bu kayıt takımları 50 yılda %2 ve %10 aşılma olasılıklı deprem tehlikesinin ayırımı (deaggregation) ile elde edilen deprem senaryosunun özellikleri (aletsel büyüklük, fay uzaklığı, standart sapma faktörü) ve kaynak mekanizması ile uyumlu olan gerçek (ampirik) deprem kayıtlarının ölçeklenmesi ile belirlenecektir. Bir takımdaki her spektrum için ayni ölçekleme kullanılacaktır. Yeterli ampirik kayıt bulunamadığı durumlarda deprem yer hareketi deprem tehlikesinin ayırımı (deaggregation) ile elde edilen deprem senaryosunun özelliklerine dayalı fiziksel yaklaşımlarla simüle edilecek ve-veya spektrum uyumlu yer hereketleri üretilecektir. Enbüyük deprem senaryosu aletsel büyüklüğünün (moment büyüklüğü) 7 den fazla ve fay uzaklığının 20km den az olduğu durumlarda direktivite etkilerinin belirlenmesi için uygun fiziksel modellere dayalı deprem yer hereketi simülasyonları yapılacaktır. Herbir iki yöndeki yatay deprem yer hareketi takımı için ortalama yatay spektrum her iki yatay spektrum genliklerinin kareleri toplamının karekökü alınarak belirlenecektir. Ortalama yatay spektrumunun 0.5 T D ve 1.25T M periyotları arasındaki spektral genlikleri Madde 5.5 ve 5.7 de belirlenmiş enbüyük deprem ve tasarım depremi yatay ivme spektrumlarının en az 1.3 katı olacaktır. Düşey doğrultudaki deprem yer hareketi spektrumu genlikleri herbir periyot için Madde 5.8 da belirlenmiş düşey ivme spektrumu genliklerinin %90 ından daha büyük olacaktır. Zaman tanım alanında yapılan analizlerde en az yedi ivme kaydı takımı kullanılacak ve sonuçların aritmetik ortalaması alınacaktır. İşbu ivme kaydı takımlarının elde edilmesinde Bağımsız Kontrol Heyeti tarafından uygun görülecek yöntem ve uygulamalar kullanılacaktır.

31 6. DEPREM HESABI 6.1 Analiz Yöntemleri Binanın yapısal ve yalıtım sistemi özelliklerine bağlı olarak aşağıdaki analiz metodları kullanılabilir. a) Eşdeğer Yatay Yük Yöntemi ile Doğrusal Analiz b) Mod Birleştirme Yöntemi ile Doğrusal Analiz veya Zaman Tanım Alanında Doğrusal Analiz c) Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz Eşdeğer Yatay Yük Yöntemi ile Doğrusal Analiz her durumda yapılması gerekli olan ve tasarımda göz önüne alınacak referans değerleri sağlayan temel analiz yöntemidir. Mod Birleştirme Yöntemi ile Doğrusal Analiz veya Zaman Tanım Alanında Doğrusal Analiz, Eşdeğer Yatay Yük Yöntemi nin yeterli olmadığı durumlarda kullanılabilir. Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz yöntemi her durum için geçerlidir Eşdeğer Yatay Yük Yöntemi aşağıdaki koşullar sağlandığı takdirde yeterli bir analiz yöntemidir. a) Madde 5.3 de tanımlanmış, enbüyük deprem seviyesinde referans zemin için 1s periyotlu yatay spektral ivme, S MR (1), 0.6g değerinin altındadır. b) Binanın oturduğu zemin A, B, C veya D sınıfındadır (Ek-A) c) Yalıtım sistemi eşdeğer doğrusal (visko-elastik) olarak modellenebilir (Madde 4.4) d) Üst yapı toplam yüksekliği 20m nin altındadır. e) Enbüyük deprem seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu 3s nin altındadır (T M <= 3s) f) Tasarım depremi seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu (T D ), rijit temelli üstyapı periyodunun en az üç (3) katıdır. g) Her iki yatay asal eksen doğrultusunda yalıtım sistemi rijitlik merkezi ile üst yapı ağırlık merkezinin izdüşümü arasındaki dışmerkezlik, göz önüne alınan doğrultuya dik doğrultudaki üstyapı plan boyutunun %5 inden daha azdır. h) Elastomer yalıtım birimleri ile yalıtılmış yapının düşey doğrultudaki temel titreşim periyodu T v, 0.1s den daha küçüktür. T v W 2 (32) gk V Burada W üst yapının, DBYBHY (2007) Madde kapsamında belirlenmiş toplam ağırlığı, K v yalıtım sisteminin toplam düşey rijitliği ve g=9.81 m/s 2 yer çekimi ivmesidir. K V k (33) v Burada k v herbir elastomer yalıtım biriminin Denklem 10 la belirlenmiş düşey rijitliğidir.

32 Mod Birleştirme Yöntemi ile Doğrusal Analiz veya Zaman Tanım Alanında Doğrusal Analiz b ve h madde hükümlerinin sağlandığı durumlarda kullanılabilir Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi her durumda geçerlidir Eşdeğer Yatay Yük Yöntemi ile Doğrusal Analiz Eşdeğer Yatay Yük yönteminde üst yapı ve alt yapı rijit kabul edilir ve üst yapıda her iki doğrultuda yatay öteleme ve burulma serbestlik dereceleri (3 serbestlik derecesi) göz önüne alınır Tasarım Depremi Seviyesi Yerdeğiştirmesi Yalıtım sistemi her iki yatay doğrultuda oluşacak tasarım depremi seviyesi yerdeğiştirmesini karşılayacak şekilde projelendirilecektir. D D g S 2 4 D ( T B D D ) T 2 D (34) D D = Tasarım depremi seviyesinde yalıtım sistemi etkin rijitlik merkezinde oluşacak yerdeğiştirme T D = Tasarım yerdeğiştirmesi seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu S D (T D ) = Tasarım depremi seviyesinde T D periyodundaki spektral ivme. B D = Tasarım yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin eşdeğer sönüm oranı ile ilişkili olarak belirlenmiş spektrum azaltma katsayısı. 1 B D ln (35) D Tüm yalıtım sisteminin tasarım yerdeğiştirmesi seviyesindeki eşdeğer sönüm oranı ( D ) ile gösterilmiştir. 1 HisteresizAlani D 2 (36) 2 KD,maxDD Burada HisteresizAlanı tüm yalıtım sisteminin tasarım yerdeğiştirmesi çevrimindeki histersiz eğrisinin içinde kalan alanı göstermektedir.

33 K D, max = Tasarım depremi yerdeğiştirmesi seviyesinde tüm yalıtım sisteminin maksimum etkin rijitliğidir Tasarım Depremi Seviyesinde Etkin Periyot Tasarım yerdeğiştirmesi seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu aşağıdaki ifade ile belirlenir T D W 2 (37) K g D,min T D = Tasarım depremi seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu W = Yalıtım arayüzü üzerindeki üstyapının DBYBHY (2007) Madde kapsamında belirlenmiş toplam ağırlığı, K D, min = Tasarım depremi yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin minimum etkin rijitliği g = yerçekimi ivmesi= 9.81 m/s Enbüyük Deprem Seviyesi Yerdeğiştirmesi Yalıtım sistemi etkin rijitlik merkezinde oluşacak enbüyük deprem seviyesindeki spektral yerdeğiştirme aşağıdaki ifade ile belirlenir D M g S 2 4 M ( T B M M ) T 2 M (38) D M = Enbüyük deprem seviyesinde yalıtım sistemi etkin rijitlik merkezinde oluşacak yerdeğiştirme S M (T M ) = Enbüyük deprem seviyesinde T M periyodundaki spektral ivme. T M = Enbüyük deprem seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu B M = Enbüyük deprem seviyesinde yalıtım sisteminin eşdeğer sönüm oranı ile ilişkili olarak belirlenmiş spektrum azaltma katsayısı. 1 B M ln (39) M Tüm yalıtım sisteminin enbüyük deprem yerdeğiştirmesi seviyesindeki eşdeğer sönüm oranı ( M ) ile gösterilmiştir.

34 1 HisteresizAlani M 2 (40) 2 K M,max DM Burada HisteresizAlanı tüm yalıtım sisteminin bir enbüyük deprem yerdeğiştirmesi çevrimindeki histersiz eğrisinin içinde kalan alanı göstermektedir. K M, max = Enbüyük deprem yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin maksimum etkin rijitliği Enbüyük Deprem Seviyesindeki Etkin Periyot Enbüyük deprem seviyesinde deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu aşağıdaki ifade ile belirlenir T M W 2 (41) K g M,min T M = Enbüyük yerdeğiştirme altında deprem yalıtımlı yapının yanal etkin titreşim periyodu W = Yalıtım arayüzü üzerindeki yer alan üstyapının DBYBHY (2007) Madde kapsamında belirlenmiş toplam ağırlığı, K M, min = Enbüyük deprem yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin minimum etkin rijitliği g = yerçekimi ivmesi= 9.81 m/s Toplam Yalıtım Birimi Yerdeğiştirmeleri Deprem yalıtımı uygulanmış binalarda yalıtım sisteminin rijitlik merkezi ile üstyapı ağırlık merkezinin yalıtım arayüzü üzerindeki izdüşümü arasındaki mesafe dışmerkezlik olarak adlandırılır ve yapının her iki x ve y asal doğrultularında belirlenir. Buna ek olarak, gözönüne alınan asal doğrultuya dik doğrultudaki bina plan boyutunun %5 i oranında bir dışmerkezlik (ek-dışmerkezlik) göz önüne alınacaktır. Yalıtım sisteminde yer alan i inci yalıtım birimindeki D Dix, D Diy ve D Mix, D Miy yatay yerdeğiştirmeleri, yalıtım sisteminin etkin rijitlik merkezindeki D D ve D M yatay yerdeğiştirmelerinin x ve y asal doğrultudaki dışmerkezliklere bağlı olarak Denlem 43 ve 44 de verilen faktörlerle ( xi ve yi ) büyütülmesi ile elde edilecektir. D Dix = yi D D D Diy = xi D D

35 D Mix = yi D M (42) D Miy = xi D M et, x yi 1 x 2 i rx (43) et, y xi 1 y 2 i r (44) y Burada x i ve y i i yalıtım biriminin yalıtım sistemi rijitlik merkezine göre koordinatları, e t,x ve e t,y ise yalıtım sisteminin sırasıyla x ve y doğrultularındaki toplam (±%5 ek dışmerkezlik dahil) dışmerkezliğidir. r x ve r y Denklem 45 ve 46 tarafından verilen x ve y doğrultularındaki burulma rijitlik yarıçapı değerlerini göstermektedir ry ( xi keyi yi kexi ) / kexi (45) rx ( xi keyi yi kexi ) / keyi (46) Burada k exi and k eyi i inci yalıtım biriminin sırasıyla x ve y doğrultularındaki ortalama etkin rijitliğidir. Eşdeğer yatay yük hesap yöntemi kapsamında xi ve yi büyütme faktörleri 1.1 değerinin altında olmayacaktır Eşdeğer Yatay Yükler Tasarım yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminde oluşacak kesme kuvveti, V b, Denklem 47 vasıtasıyla bulunacaktır. V b = K D, max D D (47) K D, max = Tasarım depremi yerdeğiştirmesi seviyesinde yalıtım sisteminin maksimum etkin rijitliği D D = Tasarım depremi seviyesinde yalıtım sistemi etkin rijitlik merkezinde oluşacak yerdeğiştirme Altyapı (yalıtım sisteminin altı), V b kesme kuvvetini doğrusal-elastik davranışla taşıyacak şekilde deprem yalıtımı uygulanmamış normal bina tasarımındaki esaslar göz önüne alınarak tasarlanacaktır.