PERDE EN K.ESİT ŞEKLİNİN VE PLANDA PERDE YERİNİN DEGİŞMESİNİN, PERDELER VE ÇERÇEVELER ARASINDAKİ KESME KUVVETi DAGILil\flNA ETKİSİ

Transkript

1 SA U Fen B m ler Ensttüsü Dergs Clt, Sa)l (Eylül 00) Perde En Kest Şeklnn ve Planda Perde Yernn Deşmesnn, Perdeler ve Çerçeveler Arasndak Kesme Kuvvet Dağlmna Etks HKasap, MÖzyurt PERDE EN KESİT ŞEKLİNİN VE PLANDA PERDE YERİNİN DEGİŞMESİNİN, PERDELER VE ÇERÇEVELER ARASINDAKİ KESME KUVVET DAGILl\flNA ETKİSİ Hüseyn Kt\SAP, Muhammet OZYURT Özet B u çalşmada, deprem etksndell knut ve şyer türü perdel çerçevel yaplarda perde en kest şekl ve perde yernn değşmnn perdelere ve klnlara gelen kesme kuvvetndek dağlmn üzerndek etks araştrlnştr Anahtar Kelmeler Perdel çerçevel sstemler, değşk en kes h şeklne sahp perdelerde yernn değşmes, deprem, kesme kuvvet bütün krşlern veya sadece bağ krşlernn rjtlklernn değşmes durumunda depremde luşan kat kesme kuvvetlernn perdeler ve klnlar arasndak dağlmn nasl br değşm gösterdğ ncelenmştr Kat krşlernn veya bağ krşlernn rjtlklerndek değşme bağl larak bu dağlmn kat adetne ve katn yerne göre nasl etklendğ araştnmştr Uygulayclara önerlerde bulunulnuştur Abstract In ths study accrdng t the change f the slape f shearwall crss seetn and the change f the place f shearwalls n sharewallframe cnstructns thse are used as huse r ffce, the ttal shear frces ccurng n clumns and shearwalls s researched Key "Vrds share\vallframe cnstructns, change f the place f shearwalls havng dfferent crss seetn shapes, earthquake, shear f re e Prblemn Tannn: GİRİŞ Yüksek yaplarda, deprem etklernn öneml lduğu ve derece deprerr bölgelernde yapnn yatay yüklere karş ennyetn sağlamak günümüzde üzernde çalşlan öneml knulardan brdr Bu çalşmadak amaç, deprem etksndek knut ve ş yer türünde k perdel çerçeve l yaplarda perde en kest şekl değşmnn ve perde yernn değşmesyle perdelere ve klnlara gelen kesne kuvvetndek dağlmn değşmn araştrmaktr Bu knu le lgl çalşmalardan br ksm şöylece özetleneblr: Kasap H, Yelgn AN, Ozyurt MZ, çalşmalarnda taşyc sstem perdel çerçevel veya bşluklu perdel ve çerçevel lan bnalarda IlKasap, SAÜ Müh Fak İnşaat lühendsğ Bölümü, Adapazat M Özyurt, Baglar M h Türbe Cd 89 Sk Brlk Stes Bbğlu C, çalşmalarnda çerçeve ve perdelerden luşan çk katl yaplarn yatay yüklere göre hesab çn daha önce uygulanan yöntemler ncelenmştr Bu yöntemlerde lneer e lastk malzemeden yaplmş kat döşemeler düzlemler çnde snsuz rjt lan ve burulma yapmayan çk katl yaplann yatay yüklere göre hesap knusu ncelenmştr Daha snra ayn kabullere dayanan fakat burulma yapan çerçeve ve perdelerden luşan çk katl yaplarn hesab ncelenmştr Ayrca bu çalşmada çerçevel, perdel sstemler ve depreme dayankl yap tasanrm hakknda özet blg verhnştr Gençay İ, çalşmalarnda 998 de yürürlüğe gren deprem yönetmelğnde süneklk düzey yüksek perdeler çn tanmlanmş lan tasarm eğlme mment hesab le lgl br araştrma ve parametrk br nceleme yaplmştr Smulan değşk br öner mment dyagramlar arasnda en u ygun ve güvenl lann seçm le yönetmelkte önerlen tasarm mment dyagranna br alternatf sunmak amaçlarumştr Akkaya Y, çalşmalarnda yatay kuvvetler taşnnada perdelern önem üzernde durulmuştur Perdel sstemler, perdelern byutlandrlmas le lgl çkan prblemler ayrmn klaylaştrmak çn çeştl snflandrmalar yaplarak ncelenmştr Bununla brrlkte perdelern davramşnda sadece yatay kuvvetlern etkl lamadğ gösterlmştr Deprem kuvvetlerne karş perdeler mdellernek çn öneml krterler, yaplan kabuller ve ayrca 8/ Eren ler Adapazar

2 SAU Fen Bmer Ensttüsü Dergs Clt, JSay (Eylül 00) Perde En Kest ŞekJnn ve Planda Perde Yernn Dcğnesnn, Perdeler ve Çerçeveler Arasandak Kesme Kuvvet Dağlmna Etks HKasap, MÖzyurt byutlana yapp prje mühendsnn sağlamay amaç edneceğ üç krter, rjt dayanm ve süneklk ncelenmştr Çalşmann Amaç ve Kapsam Bu ç alşmada, deprem etksndek knut ve şyer tlründek perdel çerçevel yaplarda perde en kest ş eklnn ve perde yernn değşmnn perdelere ve klnlara gelen kesme kuvvetndek dağlm üzerndek etks ncelenmştr Hakknda Yönetnelkte verlen bağntdak nrnnun snra en yakn değerde lacak ş ek lde seçlnştr Bu yaplarla lgl larak krş ve bağ krş byutlan 0 c n larak alnnştr İncelernede bütün planlarda her k dğnltuda aks says aks açklklar ve her plandak tplam perde alan sabt tutulnuş lup perde en kest şekller, ve plandak perde yerler değştlnştr Bu durumda ayr plan larak tasarlanan,,, ve 8 kath lmak üzere ayr tpte bna göz önüne alnmştr Çalşnann anac perdelçerçevej yaplar çn en u ygun perde yern tavsye etmektr İncelenen bnalarda na Ize n e larak BS0 betn smf ve BÇIII Bctnarne çelğ kullanlmştr İncelenen yaplarda kat yükseklğ metre, aks açklklan metredr Seçlen klnlar kare kest l lup byutlan Afet Bölgernde Yaplacak Yaplar Perde en kest tpler L ve T tjpj lmak üzere Şekl de verlnştr < : : 7" :, İ :<,,,, r ( J, _,, J, J { r : :: t" l a) L Tl Pl PER0E b) T TIP PEOE Şekl l Perde en kest tpler İncelenen perde yerleşn tpler aşağda verlmştr (Şekl ) j J, J U n lt n (, fl t l: L wo 0 = " l:,, : :r : j A,[ : Tl : ( t J t { \ "W ", } [ : r l l g w l J :r j & : l ll t ll : : _, : L : J, l n n", u p::_ "ll J p : ç,, = : r : ll ) : J :l J * J,, Tl :: r= r :, y n : t l lj t : L } : ö : fj C: :,, : ") :: [ r f J : t ] t_ ö: :, r" J : : q, lr : u, :,U,, " :: t ( ] fl : "Cl : : t f l _: f: " j d, D::,,_ : _, :c : :: " bt : : L a) Tp b) Tp c) Tp Şekl Perde ye leş m lpler 7

3 SAU Fen Blmler Ensttüsü Dergs Clt, Say (Eylül 00) Perde En Kest Şeklnn ve PJanda Perde Yernn Değşmesnn, Perdeler ve Çerçeveler Arasndak Kesme Kuvvet Dağhmna Etks HKasap, MOzyurt Çalşmada Geçerl Olan Varsaymlar Tabl B etnun Mekank özeklen: Betn Karakterstk Hesap Basnç Smf Basnç Dayanm Dayanm Fcc(N/mm ) Fcd(N/mm ) Elastste Mdülü (N/nm) düzenlennesnde, kullanma durumuna ve göçme durununa at kşullarn sağlanmas, yüklern en ksa yldan zenrne letmes ek zrlamalarnn luşmasrun önlenmes ve öz ağrhğn mümkün lduğu kadar azaltlmas gerekr Bu sayede beklenen fnksynunu yapablen ve eknmk lan br yap luşturmak mümkün lur BS0 0 Tabl Dnatm m Mekank özellkler: 800 lilkemzde bna türünden yaplar çn çerçevel, perdel ve her k sstenlnde brleştrlmesyle rtaya çkan taşyc sstemler yaygn larak kullanlmaktadrr Çelk Karakterst k Hesap Basmç Snf Alma Dayanm Dayann Fyc(N/mm) fyrt(n/mm ) BÇJII 0 Elastste Mdülü " (N/mm) İncelenen bnalarn Derece deprem bölgelernde bulunduğu ve kullanm amacnn knut veya şyer lduğu k _bul edlnştr Betnarnenn yğunluğu kn/m larak alnnştr Pssn ran v = 00 lup malzeme h mjen ve ztrp kabul edlmştr Çalşmada snucunda verlmştr ncelenen bnalarda ön bvutlandrma " seçlmş lan kln byutlan Tabl te Tabl l Betnun Mekank özellkler: Kat Aded Katn Yer Se len Kln Bltu cm c n / r / J /0 0/ Bu snflandrma, söz knusu taşyc sstemlern yükler yatay altnda şekl değştl ne bçmler göz önünde tutularak yaplmştr Çerçevelern şekl değştnesnde kayma m du etkndr Burada katlar arasndak relatf yer değştme sadece kattak kat kesne kuvvetne bağldr Perdeler se eğlme ndu etkn lan br şekl değşm gösterrler (Şeldl) a) b) Şekl Perde ve çerçevenn etkleşrr Etkleşn Kuvvet a) Rjt çerçeve Kayma tp şekj değştrme b) Perde Eğ lme tp şekl değştrme c) Perde Çerçeve sstem Çerçevel Taşyc Sstemler c) / _:,, _ / c: t Krş ve Klnlarn meydana getrdğ en bast çk serbestlk derecel taşyc sstem düzlem çerçeve larak görüleblr Çerçeve çn yaplacak lan en bast mdelde krşler bağlayan klenann kütlesz lduklar ve yapnn kat kütlelernn döşeme sevyelernde tplu lduğu kabuj edlr Bu durumda e lastk kln ve krşlern luşturduğu ve her kat sevyesnde tplu kütles bulunan br çerçeve ]uşur Perdel Taşyc Sstemler # II TAŞIYICI SİSTEJ\ILER Taşyc sstemden, kend ağrlğ başta lmak üzere, etkyen yükler karşlayarak bunlar mesnetlendğ zemne güvenl br şeklde letmes beklenr Taşyc sstemn Perdeler yatay yüklern karşlanmasnda çerçevelerle beraber veya yalnz başlarna kullanlrlar Perde tek başna knsl br krş da vrauş gösterr Yatay yük dğrultusuna göre smetrk larak perdelerden luşturulnuş br taşyc sstemde perdelern relatf rjtlklernn tü yap yükseklğnce sabt kalmas duumunda her br perdenn katlarda kat kesme 8

4 SA U Fen Slmer Ensttüsü Dergs CJt, Say leylül 00) Perde En Kest Şeklnn ve Planda Perde Yernn Değşmesnn, Perdeler ve Çerçeveler Arasndak Kesme Kuvvet Dağlmna Etks HKasap, MÖzyurt kuvvetnden alacağ pay, perdenn kattak perdeler le bşluklu pe rdelern rjtlkerne göre bağhdr relatf rjtlğne Klnlarla perdeler kyaslanrsa, perdeler rjtlkle nedenyle öneml br eğlme mment taşdklan halde, taşdklan nrnal kuvvet kadar büyük değldr Bu nedenle kestlernde eğlme mment hakmdr Özellkle bu durnn perdenn temellernde br prblem larak rtaya çtkar Kmşu klnlar da çne alan ve bu suretle nrmal kuvvet artran büyük perde temel yaplnas gerekeblr Snuç larak, perdelern temelnde yeterl nrmal kuvvetn sağlanmas ve her kat dösemesnden ) yatay kuvvetlern alnablmes çn döşeme le perde arasnda gerekl bağn luşturulmas önemldr Perdel Çcrçevel Taşyc Sstemler IIIl Spektral vme katsays Deprem yüklernn belrlenmes çn esas alnacak lan ve tanm larak % sönüm ran çn elastk tasarm vme spekrumu nun yer çekmvmes g ye bölünmesne karş gelen Spektral vme kat says, A(T ) A(T) = A I S(T) bağnt s le verlmektedr (l) Burada, Etkn yer İvnes katsays Derece Dep ren Bölges ç n A0 = 00 lup Bna Önem Katsays 00 larak ah nmştr I = Eşdeğer deprem yüklernn hesabna esas spektrum katsays S(T), yerel zemn kşuhanna ve bna dğal perydu T ye bağl larak: Yap yükseklğ arttkça yalnzca çerçevelerden luşhrulan taşyc sstemler, yatay yükler altnda hen ç kuvvetler ve hen de yer değştrmeler bakmndan stenen kşullan Jerdenn yardm lmadan sağlayamazlar Yatay yük etn taş tnmasrv:a perdeler etkl larak kullanlrlar Yüksek br yapda bulunan perde, tek başna düşünüldüğünde yatay yükler altnda br knsl krş gb davrandğ halde taşyc sstem çnde bağ krşler veya bu şlev yapan döşeme eleman varsa çerçeve klnlar lc ctkleşn neden le mment dyagramlar br knslunknden farkldr S(T ) = + lt TA O<T<TA S(T) = TA<T<Ts S(T) = (Tsff) 0 8 bağntlar le verlnektedr S(T) Ts< T (a) (b) (c) Bu fark etkleşm sağlayan elemanlarn önem dereces le değşr Perdelern brbrlerne bağ krşler ]e brleştrlmes snucu elde edlen yatay yük taşyc elenanlara bşluklu perde ad verlr Perdeler çerçeve le beraber lduğu durumda perdelern rjtlkler fazla lduğu çn deprem veya rüzgardan luşan yatay yüklern tanamna yakn nktarm karşlar lo S(T l )=(T nt )0 8 Klnlarn ve perdelern yükler altnda davranşlar ldukça farkldr Perdeler büyük atalet rrmentler le knlara göre daha rjt lduklanndan yer değştrme lern snrlandrlmasnda daha etkleyc br taşyc elcnandr Bu nedenle, yüksek katl yaplarda yapy emnyete almak ve yer değştrmeler snrlandrmak çn perdel çerçevel sstem kullamnak daha u ygun lacaktr Iu çalşmada perdel çerçevel taşyc sstem kuljanlmştr Şekl Spektrum katsaysnm yap peryduna göre değşm Bnaun dğal perydu İDE STATİK Blgsayar prgraml le dnamk hesap snucunda bulunmuştur Göz önün e alnan depren dğrultusunda tasarm deprem yükü larak kullanrnak üzere Bna Tplam Ağrlğ (W) Spektra] vme katsays A(T ) Deprem Yükü azaltna Ra ya bağl larak bnann tümüne etkyen katsays Tplam Eş Değer Deprem v ükü, Vt T III DEPREM YÜKLERİNE GÖRE YATAY YÜKLERİN HESABI Vt = W A (T ) Ra bağnts le hesap edlmştr () Bnaya etkyen depren yükler Eylül 997 de Resm gazetede _Afet Bölgelernde Yaplacak Yaplar Hakknda Yönetmelk hükümler göre düzenlenmştr 9

5 SAU Fen Bmer Ensttüsü Dergs Clt, Say (Eylül 00) Perde En Kest Şeklnn ve Planda Perde Yernn Değşmesnn, Perdeler H Çerçeveler Arasndak Kesme Kuvvet Dağlmna Etk HKasap MÖvrt Burada deprem yükü azaltna katsays Ra, taşyc sstem davramş katsays R ve dğal tjtreşm perydu Tye bağl larak, Ra=lS + (R) T TA R=Ra (O<T<TA) ( a) (T>TA) (b) bağntlaryla belrlennştr Taşyc Sstem Davramş Katsays R, deprem yüklernn, çerçeveler le bşluksuz ve bağ krşl perdeler tarafndan brlkte taşndğ bnalar çn R = 7 alnmşhr Tplam Eş Değer Deprem Yükü ( ) bağnts le hesap edlerek bna katanna dağtlmştr IV KAT KESME KUVVETİNİ PEIU)E VE ÇERÇEVELER ARSINDA DAGILIMI Depn nden dlay luşan tplan kat kesne kuvvetle kest alan ayn fakat plandak yer farkl lan ve kest kl değşk lan perdelern kesne kuvvetlernn kat kesme kuvvetne göre yüzde larak değşn araştrlmştr Bu araştuma,, ve 8 katl lan, perdelçerçevel taşyc ssteme sahp knut ve şyer ttründek yaplar çn yaplmştr İncelenen bnalarn deprem yönetnelğne göre md brleştrme yöntem le çözümler yaplmş ve kat kesme kuvvetnn klnlar ve perdeler arasndak dağlm hesaplanrmştr Aşağda örnek larak katl bnada ayr perde yerleşm tp çn kat kesme kuvvetnn perde ve klnlardak dağlm Tabl, ve da velmştr Ayrca ele alnan katl, katl, katl ve 8 katl örnek bnalar çn her üç perde yerleşn tp durumunda kln ve perdelere gelen kesme kuvvet dağltnlar grafk larak Şekl,, 7 ve verlmştr 8de 0

6 SAU Fen Blmler Ensttüsl Dergs Clt, Say (Eylü 00) Perde En Kest Şeklnn ve Planda Perde Yernn Değmesnn, Perdeler ve Çerçeveler Arasndak Kesme Kuvvet Dağlrnma Etks H Kasap, MÖzyurt Kat ad et Tabl Katn Yer T İ K p çn esrr:e K uvvet Dağlm ( katl Bna) Perdelerr Ald ğ Klnlarn Aldğ Kat Kesme Tplarn Kesne Tplam Kesme Kuvvel Kuvvet Kuvvet (kk) Mktar \ktar l ) 990,0 80 [ Q (> T a bl s T İ p K çn es n e K uvve f D ag l m ( ) k a D na ) Kat adet Katn Yer Kat Kesme Perdeler n Aldğ Tplam Kesme Klnlann Aldğ Tplatn Kesme KLvvet Kuvvet Kuvvet (k N) rv ktar / Mktar % ] 90? C) l80 8 Tabl TP_ Jçn Kesme Kuvvet Dağlm ( katl Bna) Kat adet Perdelern Aldğ Kln ann Aldğ Katn Yer Kat Kesme Tp lam Kesme Tp lam Kesne Kuvvet Kuvvet Kuvvet (k N) Mktar % Mktar % , L

7 SAU Fen Blmler Ensttüsü Dergs Clt, Say (Eylü I 00) Perde En Kest Şeklnn ve Planda Perde Yernn Değşmesnn, Perdeler ve Çerçeveler Arasndak Kesme Kuvvet Dağlmna Etks HKasap, MÖzyurt, WUBIffvEIUJHt:rUM{ll IW lw:rh\ J?{l:}j _) l,,,, " trc,<»:tl, " : t:_,,, l r :t:%"_ ID ID a) Tpl çn kesme kuvvet dağlm fd b) Tp çn kesme kuvvet dağtlm c) Tp çn kesme kuvvet dağ h m Şekl katl bnada perde ve kln larda kesme kuvvet dağ lmlar J\ltl BfIEK>JB"OOLM (T KAT cl jldcn l "" l lt, n a:: 00 r n) Tp çn kesme kuvvet dağlm b) Tp çn kesme kuvvet dağ h m c) Tp çn kesme kuvvet dağlm Şekl S katl bnada perde ve kln larda kesme kuvvet dağlmlar, :=,,=r " =, l :"::, :: "" fft : _=: # _,,, "\,,,, "::",,:: ""l,_,, 7" =,_z w, ", " " X" " "" " "::l, :,,,, : :wt t h r _f,,:_ rl t<_ t,:,, tll\, q a) Tp l çn kestne kuvvet dağ m b) Tp çn kesme kuvvet dağ lt m c) Tp çn kesme ku\vet dağlm Şekl 7 G katl bnada perde ve klnlarda kesme kuvvet dağlnlar r 7, : <\ff l<, "f f: ), J B 7, r"" t ",,, «:: ql :_ t,tf,f " t,(, >: "tl t n: \rj" l, c ==== t " ": ç,, : t :: c: ) :n t::,,, """:< Ull:ll S 0\)l j f kp:ne j :ld:n O m a) Tp: çn kesme mvet dağlm b) Tp ç n kesrne kuvvet dalm c) TpJ çn kesme kuvvet dağlm Şekl 8 8 katl bnada perce ve klnlarda kesne klvvet dağmlan

8 SAL Fen Blmler Ersttsü Dergs ()Ct, Say (Eylül 00) Perde En Kest Şeklnn ve Planda Perde Yernn Değşmesnn Perdeler ve Çerçeveler Arasndak ](esme Kuvvet Dağlmana Etl<s HKasap, MÖzyurt \SONUÇ Brnc derece deprem bölgesnde ve en elvedşsz zemn kşullarnda bulunan yatay yüklern etksndek knut ve şyer tp yapla rda yaplan araştrmalar netcesnde aşağdak snuçlar elde edlmş tr L tp perdelern T tp perdelere göre daha fazla kesme kuvvet aldğ görülnüştür Ayrca L tp perdelern köşede planlannas yerne köşeye yakn k en arda planlanmas durumunda braz daha fazla kesme kuvvet aldğ göülmüştür Buradan, ve T tp yerne L tp perde kuamnann pc,rde yern tam köşe değl de köşeye yakn kenarda planlanmasnn daha uygun lacağ söyleneblr KAYNAKLAR [ l ]Afet Bölgelrnde Yaplacak Yaplar Haklanda Yönetmelk, Ankara, Eylül, 997 [] Kasap H, Yelgn A N, Özyurt M Z, "Krş Rjtlklerndck Değşmn Perde ve Çerçeveler Arasndak Kesme K uvvet Dağluruna Etks ", GAP Mühendslk Kngres Bldrler Ktab, Harra Ünverstes yaynjan N:, Mays 998 []B bğlu C, "Çerçeveler ve Perdelerden Oluşan Çk Katl Yaplarn Deprem Yatay Yüklere Göre Hesab İçn Uygulanan Yöntemlern Araştrlmas", )rüksek Lsans Tez, İTÜ Kütüphanes, İstanbul, 997 []Gençay, "Deprem Etksndek Çk Katl Yap Sstemlernde Perde Tasarm İle \mentlernn Ilesab İlgl Paranetrk Br İnceleme", Yüksek Lsans rrez, İTÜ Kütüphanes, İstanbul, 99 [)]Akkaya Y, "Depren Kuvvetlerne Karş B etnarme Perdelern Davranş ve Byutlandrlmas, Yüksek Lsans Tezj, İT{) l(ütüphanes, İstanbul [ ] Celep Z, Kunbasar N, Celep Z, Kumbasar N, ((Deprem Mühendslğne Grş ve Depreme dayankl Yap Tasarm", Beta Dağtm, İstanbul

9