İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BETONARME BİR BİNANIN TASARIMINDA TABAN İZOLASYONUNUN BİNA MALİYETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Transkript

1 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BETONARME BİR BİNANIN TASARIMINDA TABAN İZOLASYONUNUN BİNA MALİYETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh. M. Tarık KESKİN Anailim Dalı : İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ Programı : YAPI MÜHENDİSLİĞİ ŞUBAT 5

2 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BETONARME BİR BİNANIN TASARIMINDA TABAN İZOLASYONUNUN BİNA MALİYETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh. M. Tarık KESKİN 578 Tezin Entitüye Verildiği Tarih : 5 Şuat 5 Tezin Savunulduğu Tarih : 8 Şuat 5 Tez Danışmanı : Diğer Jüri Üyeleri Prof. Dr. Kadir GÜLER Prof. Dr. Metin AYDOĞAN (İ.T.Ü.) Prof. Dr. Feridun ÇILI (İ.T.Ü.) ŞUBAT 5

3 ÖNSÖZ Bu tez çalışmaında, öncelikle depreme karşı dayanıklı ir yapı taarımı yöntemi olarak taan izolayon itemi hakkında ilgi verilmiş daha onra örnek ir yapı üzerinde u itemin modellenmei anlatılmıştır. Tez çalışmaı oyunca emeği geçen Prof. Dr. Kadir Güler e, DOKA Endütri Ltd. Şti. ne, Tuncel Mühendilik e, ana detek ve yardımcı olan arkadaşlarıma ve aileme teşekkür ederim. Şuat 5 M. Tarık KESKİN

4 İÇİNDEKİLER TABLO LİSTESİ ŞEKİL LİSTESİ ÖZET SUMMARY vi vii viii ix. DEPREM. Giriş. Deprem Nedir?.3 Depremin Oluş Nedenleri ve Türleri.4 Deprem Türleri 5.5 Deprem Parametreleri 5.5. Odak Noktaı 6.5. Dış Merkez Odak Derinliği Eşşiddet Eğrileri Şiddet Manyitüd 8.6 Depremin Diğer Özellikleri 9.7 Deprem Dalgaları 9.8 Deprem Şiddet Cetveli.9 Depremlerin Oluşum Yerleri ve Türkiye nin Deprem Potaniyeli 4. DEPREM ETKİSİNE KARŞI KORUYUCU SİSTEMLER 6. Giriş 6. Taan Yalıtımı Siteminin Uygulanmaı 8.3 Kauçuk Ealı Sitemler.3. Düşük Sönümlü Doğal ve Sentetik Kauçuk İzolatörler (LDRB).3. Kurşun Çekirdekli İzolatörler (LRB).3.3 Yükek Sönümlü Doğal Kauçuk İzolatörler (HDNR) 3.4 Kayma Ealı Sitemler 5.4. Sürtünmeli Sarkaç Sitemler (FPS) 6.4. Geri Şekillenen Sürtünmeli Taan İzolayon Sitemi (RFBI) Çelik Plakalı Taakalar İle Ayrılmış Neopren Malzemeli İzolatörler EERC Birleşik Sitemi 3

5 .5 Paif Enerji Tüketen Sönümleyici Sitemler 3.5. Çevrimel Sönümleyiciler 3.5. Hıza Bağlı Sönümleyiciler 3 3. TABAN İZOLASYONUNUN TEORİK ESASLARI Lineer Teori Teorinin Bina Türü Yapılara Uygulanmaı Çok Seretlik Dereceli Sitemlerin Hareket Denklemleri Çok Seretlik Dereceli Sitemlerin Modal Analizleri TABAN İZOLASYONLU YAPILARIN TASARIMI İLE İLGİLİ GEÇERLİ YÖNETMELİKLER Giriş UBC Yönetmeliğindeki Taan İzolayonlu Yapılara Yönelik Şartlar Simik Tehlike Düzeyi Taarım Yöntemleri Kauçuk İzolatörlere Ait Statik Analiz Dinamik Analiz Yapıal Olmayan Elemanlar İçin Diğer Gerekinimler Göz Önüne Alınmaı Gereken Diğer Huular SÜRTÜNMELİ SARKAÇ TİPİ İZOLATÖRÜN MEKANİK KARAKTERİSTİKLERİ ve MODELLENMESİ Sürtünmeli Sarkaç Tipi Taan Yalıtımı Siteminin Analizi Sürtünmeli Sarkaç Tipi İzolatörün Mekanik Karakteritikleri Taan İzolayonlu Yapıların Nonlineer Analizi için Kullanılan ETABS Bilgiayar Programında, İzolatör Özelliklerinin Nonlineer Link Elemanı Olarak Modellenmei 6 6. UYGULAMA 7 6. Giriş 7 6. Ankatre Menetli Çözüm Yapı Genel Bilgii Deprem Kuvvetlerinin Heaplanmaı Ankatre Menetli Yapının ETABS Analiz Programında Modellenmei Ankatre Menetli Yapı Analiz Sonuçları Taan Yalıtımlı Çözüm BSE- Seviyeinde Deplaman ve Taan Keme

6 Kuvveti Heapları BSE- Seviyeinde Deplaman ve Taan Keme Kuvveti Heapları Taan Yalıtımlı Yapının ETABS Analiz Programında Modellenmei Taan Yalıtımlı Yapı Analiz Sonuçları Analiz Sonuçlarının Karşılaştırılmaı Maliyet Karşılaştırılmaı Sonuç 93 KAYNAKLAR 94 EKLER 95 EK A 96 EK B 4 EK C 8 ÖZGEÇMİŞ 3

7 TABLO LİSTESİ Sayfa No Talo. Şiddet ve manyitüd değerleri araındaki ilişki 9 Talo 6. Katlara etkiyen eşdeğer deprem yüklerinin heaplanmaı 74 Talo 6. Ankatre menetli yapının titreşim periyotları 76 Talo 6.3 Ankatre menetli itemin makimum kat ötelenmeleri 77 Talo 6.4 Sönüm katayıı Bm 8 Talo 6.5 Sürtünmeli arkaç tipi izolatörlerin mekanik özellikleri 85 Talo 6.6 Taan yalıtımlı itemin makimum kat ötelenmeleri 86 Talo 6.7 Taan yalıtımlı itemin titreşim periyotları 86 Talo 6.8 Zaman Tanım Alanında çözüm onucu analiz onuçlarının Talo 6.9 karşılaştırılmaı 9 Eşdeğer Deprem Kuvveti çözümü onucu analiz onuçlarının karşılaştırılmaı 9 Talo 6. Spektral çözüm onucu analiz onuçlarının karşılaştırılmaı 9 Talo A. Ankatre menetli yapı kolon oyutları 96 Talo A. Taan yalıtımlı yapı kolon oyutları Talo B. Ankatre çözüm kolon keit teirleri 4 Talo B. Ankatre çözüm düğüm noktaı deplamanları Talo B.3 Ankatre çözüm perde keit teirleri 5 Talo C. Simik kolon keit teirleri 9 Talo C. Simik çözüm düğüm noktaı deplamanları 7

8 ŞEKİL LİSTESİ Sayfa No Şekil. Yerkauğu hareketinin şematik anlatımı Şekil. Odak noktaı, dış merkez ve imik deprem dalgalarının yayılışı 6 Şekil. Düşük önümlü doğal kauçuk izolatör iteminin a) keiti ve elemanları ) kuvvet-yer değiştirme davranışı Şekil. Kurşun çekirdekli izolatör iteminin a) keiti ve elemanları ) kuvvet-yer değiştirme davranışı 4 Şekil.3 Yükek önümlü doğal kauçuk izolatör iteminin a) keiti ve elemanları ) kuvvet-yer değiştirme davranışı 5 Şekil.4 Sürtünmeli arkaç iteminin keiti 6 Şekil.5 Sürtünme katayıının öteleme hızına ağlılığı ve unun artan normal kuvvetle değişimi 7 Şekil.6 Geri şekillenen ürtünmeli taan izolayon iteminin a) keiti ve elemanları ) kuvvet-yer değiştirme davranışı 9 Şekil.7 Çelik plakalı taakalar ile ayrılmış neopren malzemeli izolatörlerin kuvvet-yer değiştirme davranışı 3 Şekil.8 Paif önümleyicilerde kuvvet-yer değiştirme ilişkii 3 Şekil.9 Çuuk türünden paif önümleyici 3 Şekil. Hıza ağlı önümleyicide kuvvet-yer değiştirme ilişkii 33 Şekil. Vikoz önümleyici 33 Şekil 3. İzole edilmiş inanın şematik çizimi 35 Şekil 5. Sürtünmeli arkaç tipi izolatörün hareket şekli 56 Şekil 5. Sürtünmeli arkaç tipi izolatörün periyot-ivme grafiği 57 Şekil 5.3 Nlink elemanı için tanımlanan deformayon şekilleri 63 Şekil 5.4 Nlink elemanı için tanımlanan altı eretlik dereceli yay elemanı 63 Şekil 5.5 Nlink elemanında iç kuvvet ve momentler 64 Şekil 5.6 Iolator property elemanının ürtünmeli arkaç kayma davranışı idealizayonu 66 Şekil 6. Ankatre yapının kat kalıp planı 7 Şekil 6. Katlara etkiyen eşdeğer deprem yükleri 75 Şekil 6.3 İvme pektrumu 77 Şekil 6.4 Ankatre menetli yapının deformayon şekli 78 Şekil 6.5 Taan yalıtımlı itemin kat kalıp planı 84 Şekil 6.6 Taan yalıtımlı yapının deformayon şekli 87 Şekil 6.7 Taan keme kuvveti (kn) Zaman grafiği () 88 Şekil 6.8 Taan eviyei deplamanı UX (m) Zaman () grafiği 88 Şekil 6.9 Yapıya etkiyen deprem kuvvetinin ivme(m/ ) zaman grafiği () 89 Şekil 6. Ankatre menetli yapıda Taan keme kuvveti (kn) Zaman grafiği () 9 Şekil C. Sürtünmeli arkaç tipi izolatör detayı 8

9 BETONARME BİR BİNANIN TASARIMINDA TABAN İZOLASYONUNUN BİNA MALİYETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÖZET Bu çalışma, inaların periyodunu üyülterek deprem etkilerini azaltmak amacıyla kullanılan imik taan izolatörlerini, uygulamalarını, avantajlarını ve dezavantajlarını incelemektedir. Simik taan izolayonunun temel ilkei, ina ile temel araına yanal rijitliği düşük elemanlar koyarak, inayı depremin yıkıcı etkilerinden uzaklaştırmak ve taanda ankatre ağlı durumundaki doğal periyodundan ve özellikle deprem hareketinin hakim periyodundan daha üyük ir doğal periyot kazandırmaktır. Taan izolayonu, yapının depreme dayanma kapaiteini arttırmak yerine, depreme karşı tepkiini azaltma eaına dayanan ir yapı taarımı yaklaşımıdır. Bunun için yapı ile temeli araına düşük yatay rijitliği olan yapı elemanları yerleştirilir. Böylelikle yapıda yer hareketinin yani depremin neden olacağı zorlamalar azaltılailmektedir. Taan izolayonu ile, ir yapıda meydana gelecek göreli kat ötelemeleri ve kat ivmelerini aynı anda azaltmak mümkündür. Taan izolayonu kullanılan ir yapıya kazandırılan eneklik itemin izolayon eviyeinde meydana gelen yer değiştirmeler yardımıyla ağlanmaktadır. Taan izolayonunun üzerinde yer alan üt yapı neredeye tamamen rijit ir davranış göterir. Bu yöntem ile, yapıya aktarılan aal frekan; hem ankatre menetli yapı frekanından hem de yer hareketinin hakim frekanından çok daha düşüktür. Yapının en çok yer değiştirme üreten modu,. mod deformayon şeklidir. Üt modların yapının yer değiştirmeinde fazla ir rolü yoktur. Bu tez çalışmaında, taan izolayon itemleri ea olarak kauçuk ealı ve kayıcı itemler olmak üzere iki ana grua ayrılmıştır. Yurdumuzda aktif ve paif kontrol itemlerine ilişkin geçerli ir yönetmelik henüz ulunmadığından, A.B.D. de yürürlüğe konulmuş ve taan izolayonlu inaların taarımı için şartlar içeren yönetmelikler incelenmiştir.

10 A COST EFFECT RESEARCH FOR THE BASE ISOLATED REINFORCED CONCRETE BUILDING SUMMARY Thi tudy examine, the application, advantage and diadvantage of eimic ae iolator ued to reduce the earthquake effect y increaing the free viration period of tructure. The main principle of ae iolation i to protect the uilding againt detructive effect of earthquake y uing component having le lateral tiffne etween the ae and upper tructure; and to make the uilding acquire, natural period higher than fixed-ae ytem and epecially earthquake motion fundamental period. Bae iolation ha an approach a reducing the repone of a uilding intead of increaing the duraility of the uilding againt earthquake. Therefore over forcing induced y ground motion, can e decreaed. Bae iolation give it uer the poiility of reducing imultaneouly inter tory drift and floor acceleration. The ae iolation ytem provide flexiility for the tructure, y the diplacement occurring at the level of iolation. The upertructure, tanding aove iolation ytem, ehave almot completely rigid. Thi method give the tructure a fundamental frequency that i much lower than oth it fixed-ae frequency and predominant frequencie of the ground motion. The mode hape that produce the greatet diplacement, i the firt mode deformation hape. Higher mode do not participate in the motion. In thi tudy, ae iolation ytem are aicly claified a elatomeric-ae iolation ytem and the ytem aed on liding. There i not any valid guideline, developed for active and paive control ytem, in our country yet. Becaue of thi, the guideline, that are validly eing ued in U.S.A. including the proviion of the deign of ae iolated tructure are examined.

11 .DEPREM. Giriş Dünyanın oluşumundan eri, imik yönden aktif ulunan ölgelerde depremlerin ardışıklı olarak oluştuğu ve onucundan da milyonlarca inanın ve arınakların yok olduğu ilinmektedir. Bilindiği gii yurdumuz dünyanın en etkin deprem kuşaklarından irii üzerinde ulunmaktadır. Geçmişte yurdumuzda irçok yıkıcı depremler olduğu gii, gelecekte de ık ık oluşacak depremlerle üyük can ve mal kayına uğramamız öz konuudur. Deprem Bölgeleri Haritaı'na göre, yurdumuzun %9'inin deprem ölgeleri içeriinde olduğu, nüfuumuzun %95'inin deprem tehlikei altında yaşadığı ve ayrıca üyük anayi merkezlerinin %98'i ve arajlarımızın %93' ünün aktif deprem ölgeinde ulunduğu ilinmektedir. Son 58 yıl içeriinde depremlerden, 58. vatandaşımız hayatını kayetmiş,.96 kişi yaralanmış ve yaklaşık olarak ina yıkılmış veya ağır haar görmüştür. Sonuç olarak denileilir ki, depremlerden her yıl ortalama.3 vatandaşımız ölmekte ve 7.94 ina yıkılmaktadır.. Deprem Nedir? Yerkauğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yer yüzeyini arma olayına "DEPREM" denir. Deprem, inanın hareketiz kaul ettiği ve güvenle ayağını atığı toprağın da oynayacağını ve üzerinde ulunan tüm yapıların da haar görüp, can kayına uğrayacak şekilde yıkılaileceklerini göteren ir afettir.

12 Şekil. Yer kauğu hareketinin şematik anlatımı Depremlerin önemli ir ölümü yeryüzünden yaklaşık 5- km derinliklere kadar uzanan elatik kıımda üt kauk içinde meydana gelmektedir. Bu derinlikten daha derinliklerde ıcaklık 4 derecenin üzerinde olduğu için yer değiştirme hareketi depremiz, krip denilen yavaş platik şekil değiştirme enerjii şeklinde yutulur. Buna karşılık elatik üt kıımda ie her yıl irkaç cm'lik yer değiştirme yüzyıllarca irikerek irkaç metre irden üyük ir depremle meydana gelmektedir. Depremler ıraında ilk kırılma aşlangıcının u elatik alan ınırında meydana geldiği anlaşılmaktadır. Deprem yer içeriinde fay olarak adlandırılan kırıklar üzerinde iriken içim değiştirme enerjiinin aniden oşalmaı onucunda meydana gelen yer değiştirme hareketinin neden olduğu karmaşık elatik dalga hareketleridir. Bu yer değiştirme miktarı depremin üyüklüğü ile doğru orantılı olup özellikle ığ depremlerde elirli ir üyüklükten onra faylanma ile ilgili kırıklar yeryüzünde görülmektedir..3 Depremin Oluş Nedenleri Ve Türleri Dünyanın iç yapıı konuunda, jeolojik ve jeofizik çalışmalar onucu elde edilen verilerin deteklediği ir yeryüzü modeli ulunmaktadır. Bu modele göre, yerkürenin dış kımında yaklaşık 7- km. kalınlığında oluşmuş ir taşküre (Litofer) vardır. Kıtalar ve okyanular u taşkürede yer alır.litofer ile çekirdek araında kalan ve kalınlığı.9 km olan kuşağa Manto adı verilir. Manto'nun altındaki çekirdeğin Nikel-Demir karışımından oluştuğu kaul edilmektedir.yerin, yüzeyden derine gidildikçe ıının arttığı ilinmektedir. Enine deprem dalgalarının yerin çekirdeğinde yayılamadığı olguundan giderek çekirdeğin ıvı ir ortam olmaı gerektiği onucuna varılmaktadır.

13 Manto genelde katı olmakla eraer yüzeyden derine inildikçe içinde yerel ıvı ortamları ulundurmaktadır. Taşküre'nin altında Atenofer denilen yumuşak Üt Manto ulunmaktadır. Burada oluşan kuvvetler, özellikle konvekiyon akımları nedeni ile, taş kauk parçalanmakta ve irçok "Levha"lara ölünmektedir. Üt Manto'da oluşan konvekiyon akımları, radyoaktivite nedeni ile oluşan yükek ııya ağlanmaktadır. Konvekiyon akımları yukarılara yükeldikçe taşyuvarda gerilmelere ve daha onra da zayıf zonların kırılmaıyla levhaların oluşmaına neden olmaktadır. Halen kadar üyük levha ve çok ayıda küçük levhalar vardır. Bu levhalar üzerinde duran kıtalarla irlikte, Atenofer üzerinde al gii yüzmekte olup, irirlerine göre inanların hiedemeyeceği ir hızla hareket etmektedirler. Konvekiyon akımlarının yükeldiği yerlerde levhalar irirlerinden uzaklaşmakta ve uradan çıkan ıcak magmada okyanu ortaı ırtlarını oluşturmaktadır. Levhaların irirlerine değdikleri ölgelerde ürtünmeler ve ıkışmalar olmakta, ürtünen levhalardan iri aşağıya Manto'ya atmakta ve eriyerek yitme zonlarını oluşturmaktadır. Konvekiyon akımlarının neden olduğu u ardışıklı olay taşkürenin altında devam edip gitmektedir. İşte yerkauğunu oluşturan levhaların iririne ürtündükleri, irirlerini ıkıştırdıkları, irirlerinin ütüne çıktıkları ya da altına girdikleri u levhaların ınırları dünyada depremlerin oldukları yerler olarak karşımıza çıkmaktadır. Dünyada olan depremlerin hemen üyük çoğunluğu u levhaların irirlerini zorladıkları levha ınırlarında dar kuşaklar üzerinde oluşmaktadır. Birirlerini iten ya da diğerinin altına giren iki levha araında, harekete engel olan ir ürtünme kuvveti vardır. Bir levhanın hareket edeilmei için u ürtünme kuvvetinin giderilmei gerekir. İtilmekte olan ir levha ile ir diğer levha araında ürtünme kuvveti aşıldığı zaman ir hareket oluşur. Bu hareket çok kıa ir zaman iriminde gerçekleşir ve şok niteliğindedir. Sonunda çok uzaklara kadar yayılailen deprem (arıntı) dalgaları ortaya çıkar.bu dalgalar geçtiği ortamları ararak ve depremin oluş yönünden uzaklaştıkça enerjii azalarak yayılır. Bu ırada yeryüzünde, azen gözle görüleilen, kilometrelerce uzanailen ve FAY adı verilen arazi kırıkları oluşailir. Bu kırıklar azen yeryüzünde gözlenemez, yüzey taakaları ile gizlenmiş olailir. Bazen de eki

14 ir depremden oluşmuş ve yeryüzüne kadar çıkmış, ancak zamanla örtülmüş ir fay yeniden oynayailir. Depremlerinin oluşumunun u şekilde ve "Elatik Geri Sekme Kuramı" adı altında anlatımı 9 yılında Amerikalı Reid tarafından yapılmıştır ve laoratuarlarda da denenerek ipatlanmıştır. Bu kurama göre, herhangi ir noktada, zamana ağımlı olarak, yavaş yavaş oluşan irim deformayon irikiminin elatik olarak depoladığı enerji, kritik ir değere eriştiğinde, fay düzlemi oyunca var olan ürtünme kuvvetini yenerek, fay çizgiinin her iki tarafındaki kayaç loklarının iririne göreli hareketlerini oluşturmaktadır. Bu olay ani yer değiştirme hareketidir. Bu ani yer değiştirmeler ie ir noktada iriken irim deformayon enerjiinin açığa çıkmaı, oşalmaı, diğer ir deyişle mekanik enerjiye dönüşmei ile ve onuç olarak yer katmanlarının kırılma ve yırtılma hareketi ile olmaktadır. Alında kayaların, önceden ir irim yer değiştirme irikimine uğramadan kırılmaları olanakızdır. Bu irim yer değiştirme hareketlerini, hareketiz görülen yerkauğunda, üt mantoda oluşan konvekiyon akımları oluşturmakta, kayalar elirli ir deformayona kadar dayanıklılık götereilmekte ve onrada kırılmaktadır. İşte u kırılmalar onucu depremler oluşmaktadır. Bu olaydan onra da kayalardan uzun zamandan eri irikmiş olan gerilmelerin ve enerjinin ir kımı ya da tamamı giderilmiş olmaktadır. Çoğunlukla u deprem olayı enaında oluşan faylarda, elatik geri ekmeler (atım), fayın her iki tarafında ve ter yönde oluşmaktadırlar. Faylar genellikle hareket yönlerine göre iimlendirilirler. Daha çok yatay hareket onucu meydana gelen faylara "Doğrultu Atımlı Fay"denir. Fayın oluşturduğu iki ayrı loğun irirlerine göreli olarak ağa veya ola hareketlerinden de ahedileilinir ki unlar ağ veya ol yönlü doğrultulu atımlı faya ir örnektir. Düşey hareketlerle meydana gelen faylara da "Eğim Atımlı Fay"denir. Fayların çoğunda hem yatay, hem de düşey hareket ulunailir.

15 .4 Deprem Türleri Depremler oluş nedenlerine göre değişik türlerde olailir. Dünyada olan depremlerin üyük ir ölümü yukarıda anlatılan içimde tektonik orijinli oluşmakla irlikte az miktarda da ola aşka doğal nedenlerle de olan deprem türleri ulunmaktadır. Yukarıda anlatılan levhaların hareketi onucu olan depremler genellikle "TEKTONİK" depremler olarak nitelenir ve u depremler çoğunlukla levhalar ınırlarında oluşurlar.yeryüzünde olan depremlerin %9'ı u grua girer. Türkiye'de olan depremler de üyük çoğunlukla tektonik depremlerdir. İkinci tip depremler "VOLKANİK" depremlerdir. Bunlar volkanların pükürmei onucu oluşurlar.yerin derinliklerinde ergimiş maddenin yeryüzüne çıkışı ıraındaki fizikel ve kimyaal olaylar onucunda oluşan gazların yapmış oldukları patlamalarla u tür depremlerin meydana geldiği ilinmektedir. Bunlar da yanardağlarla ilgili olduklarından yereldirler ve önemli zarara neden olmazlar. Japonya ve İtalya'da oluşan depremlerin ir kımı u grua girmektedir. Türkiye'de aktif yanardağ olmadığı için u tip depremler olmamaktadır. Bir aşka tip depremler de "ÇÖKÜNTÜ" depremlerdir. Bunlar yer altındaki oşlukların (mağara), kömür ocaklarında galerilerin, tuz ve jipli arazilerde erime onucu oluşan oşlukları tavan loğunun çökmei ile oluşurlar. Hiedilme alanları yerel olup enerjileri azdır fazla zarar getirmezler. Büyük heyelanlar ve gökten düşen meteorların da küçük arıntılara neden olduğu ilinmektedir. Odağı deniz diinde olan Derin Deniz Depremlerinden onra, denizlerde kıyılara kadar oluşan ve azen kıyılarda üyük haarlara neden olan dalgalar oluşur ki unlara (Tunami) denir. Deniz depremlerinin çok görüldüğü Japonya'da Tunami'den 896 yılında 3. kişi ölmüştür..5 Deprem Parametreleri Herhangi ir deprem oluştuğunda, u depremim tariflenmei ve anlaşılailmei için "Deprem Parametreleri" olarak tanımlanan azı kavramlardan öz edilmektedir. Aşağıda kıaca u parametrelerin açıklamaı yapılacaktır.

16 .5. Odak Noktaı (Hipoantr) Odak noktaı yerin içinde depremin enerjiinin ortaya çıktığı noktadır.bu noktaya odak noktaı veya iç merkez de denir.gerçekte, enerjinin ortaya çıktığı ir nokta olmayıp ir alandır, fakat pratik uygulamalarda nokta olarak kaul edilmektedir. Şekil. Odak noktaı, dış merkez ve imik deprem dalgalarının yayılışı.5. Dış Merkez (Epiantr) Odak noktaına en yakın olan yer üzerindeki noktadır.buraı aynı zamanda depremin en çok haar yaptığı veya en kuvvetli olarak hiedildiği noktadır. Alında u, ir noktadan çok ir alandır.depremin dış merkez alanı depremin şiddetine ağlı olarak çeşitli üyüklüklerde olailir. Bazen üyük ir depremin odak noktaının oyutları yüzlerce kilometreyle de elirleneilir.bu nedenle "Epiantr Bölgei" ya da ''Epiantr Alanı" olarak tanımlama yapılmaı gerçeğe daha yakın ir tanımlama olacaktır..5.3 Odak Derinliği Depremde enerjinin açığa çıktığı noktanın yeryüzünden en kıa uzaklığı, depremin odak derinliği olarak adlandırılır. Depremler odak derinliklerine göre ınıflandırılailir.bu ınıflandırma tektonik depremler için geçerlidir.yerin -6 km. derinliğinde olan depremler ığ deprem olarak nitelenir.yerin 7-3 km. derinliklerinde olan depremler orta derinlikte olan depremlerdir.derin depremler ie yerin 3 km.den fazla derinliğinde olan depremlerdir.türkiye'de olan depremler genellikle ığ depremlerdir ve derinlikleri -6 km. araındadır.orta ve derin depremler daha çok ir levhanın ir diğer levhanın altına girdiği ölgelerde olur.derin depremler çok geniş alanlarda hiedilir, una karşılık yaptıkları haar azdır.sığ depremler ie dar ir alanda hiedilirken u alan içinde çok üyük haar yapailirler.

17 .5.4 Eşşidet (İzoeit) Eğrileri Aynı şiddetle arılan noktaları iririne ağlayan noktalara denir. Bunun tamamlanmaıyla eşşıddet haritaı ortaya çıkar. Genelde kaul edilmiş duruma göre, eğrilerin oluşturduğu yani iki eğri araında kalan alan, depremlerden etkilenme yönüyle, şiddet akımından ınırlandırılmış olur. Bu nedenle depremin şiddeti eşşiddet eğrileri üzerine değil, alan içeriine yazılır..5.5 Şiddet Herhangi ir derinlikte olan depremin, yeryüzünde hiedildiği ir noktadaki etkiinin ölçüü olarak tanımlanmaktadır. Diğer ir deyişle depremin şiddeti, onun yapılar, doğa ve inanlar üzerindeki etkilerinin ir ölçüüdür. Bu etki, depremin üyüklüğü, odak derinliği, uzaklığı yapıların depreme karşı göterdiği dayanıklılık dahi değişik olailmektedir. Şiddet depremin kaynağındaki üyüklüğü hakkında doğru ilgi vermemekle eraer, deprem dolayııyla oluşan haarı yukarıda elirtilen etkenlere ağlı olarak yanıtır. Depremin şiddeti, depremlerin gözlenen etkileri onucunda ve uzun yılların vermiş olduğu deneyimlere dayanılarak hazırlanmış olan "Şiddet Cetvelleri"ne göre değerlendirilmektedir. Diğer ir deyişle "Deprem Şiddet Cetvelleri" depremin etkiinde kalan canlı ve canız herşeyin depreme göterdiği tepkiyi değerlendirmektedir. Önceden hazırlanmış olan u cetveller, her şiddet dereceindeki depremlerin inanlar, yapılar ve arazi üzerinde meydana getireceği etkileri elirlemektedir. Bir deprem oluştuğunda, u depremin herhangi ir noktadaki şiddetini elirlemek için, o ölgede meydana gelen etkiler gözlenir. Bu izlenimler Şiddet Cetveli'nde hangi şiddet derecei tanımına uyguna, depremin şiddeti, o şiddet derecei olarak değerlendirilir. Örneğin; depremin neden olduğu etkiler, şiddet cetvelinde VIII şiddet olarak tanımlanan ulguları içeriyora, o deprem VIII şiddetinde ir deprem olarak tariflenir. Deprem Şiddet Cetvellerinde, şiddetler romen rakamıyla göterilmektedir. Bugün kullanılan aşlıca şiddet cetvelleri değiştirilmiş "Mercalli Cetveli (MM)" ve "Medvedev-Sponheur-Karnik (MSK)" şiddet cetvelidir. Her iki cetvelde de XII şiddet dereceini kapamaktadır. Bu cetvellere göre,şiddeti V ve daha küçük olan depremler genellikle yapılarda haar meydana getirmezler ve inanların depremi hietme şekillerine göre değerlendirilirler.

18 VI-XII araındaki şiddetler ie, depremlerin yapılarda meydana getirdiği haar ve arazide oluşturduğu kırılma, yarılma, heyelan gii ulgulara dayanılarak değerlendirilmektedir..5.6 Manyitüd Deprem ıraında açığa çıkan enerjinin ir ölçüü olarak tanımlanmaktadır. Enerjinin doğrudan doğruya ölçülmei olanağı olmadığından, Amerika Birleşik Devletleri'nden Prof.C.Richter tarafından 93 yıllarında ulunan ir yöntemle depremlerin aletel ir ölçüü olan "Manyitüd" tanımlanmıştır. Prof.Richter, epiantrdan km. uzaklıkta ve ert zemine yerleştirilmiş özel ir imografla (8 üyütmeli, özel periyodu.8 aniye ve %8 önümü olan ir Wood-Anderon urulma Simografı ile) kaydedilmiş zemin hareketinin mikron cininden ( mikron -6 mm) ölçülen makimum genliğinin taanına göre logaritmaını ir depremin "manyitüdü" olarak tanımlamıştır. Bugüne dek olan depremler itatitik olarak incelendiğinde kaydedilen en üyük manyitüd değerinin 8.9 olduğu görülmektedir (3 Ocak 96 Colomiya-Ekvator ve Mart 933 Sanriku-Japonya depremleri). Manyitüd, aletel ve gözlemel manyitüd değerleri olmak üzere iki grua ayrılailmektedir. Aletel manyitüd, yukarıda da elirtildiği üzere, tandart ir imografla kaydedilen deprem hareketinin makimum genlik ve periyot değeri ve alet kalirayon fonkiyonlarının kullanılmaı ile yapılan heaplamalar onucunda elde edilmektedir. Aletel manyitüd değeri, gerek hacim dalgaları ve gereke yüzey dalgalarından heaplanılmaktadır. Genel olarak, hacim dalgalarından heaplanan manyitüdler (m), ile yüzey dalgalarından heaplanan manyitüdler de (M) ile göterilmektedir. Her iki manyitüd değerini iririne dönüştürecek azı ağıntılar mevcuttur. Gözlemel manyitüd değeri ie, gözlemel inceleme onucu elde edilen epiantr şiddetinden heaplanmaktadır. Ancak, u tür heaplamalarda, manyitüd-şiddet ağıntıının incelenilen ölgeden ölgeye değiştiği de göz önünde tutulmalıdır. Gözlemevleri tarafından ildirilen u depremin manyitüdü depremin teiri hakkında fikir vermez. Çünkü deprem ığ veya derin odaklı olailir. Manyitüdü aynı olan iki depremden ığ olanı daha çok haar yaparken, derin olanı daha az haar

19 yapacağından arada ir fark olacaktır. Yine de Richter ölçeği (manyitüd) depremlerin özelliklerini aptamada çok önemli ir unur olmaktadır. Depremlerin şiddet ve manyitüdleri araında irtakım ampirik ağıntılar çıkarılmıştır. Bu ağıntılardan şiddet ve manyitüd değerleri araındaki dönüşümler aşağıdaki gii verileilir. Talo. Şiddet ve manyitüd değerleri araındaki ilişki Şiddet IV V VI VII VIII IX X XI XII Richter Manyitüdü Depremin Diğer Özellikleri Bazen üyük ir deprem olmadan önce küçük arıntılar olur. Bu küçük arıntılara "ÖNCÜ DEPREMLER" denilmektedir. Büyük ir depremin oluşundan onra da elki irkaç yüz adet küçük deprem olmaya devam etmektedir. Bu küçük depremler "ARTÇI DEPREMLER" olarak iimlendirilir ve üyük depremin oluş anına göre unların şiddetinde ve ayıında azalım görülür..7 Deprem Dalgaları Deprem dalgaları P, S ve Yüzey Dalgaları olarak üç grua ayrılır. P dalgaları: Kayıtçılara ilk ulaşan deprem dalgaıdır. Hızı, kauğun yapıına göre.5 ile 8 km/n araında değişir. Tanecik hareketleri yayılma doğrultuuna paraleldir(bu yüzden Boyuna Dalgalar olarak ta iimlendirilirler). S dalgaları: Kayıtçılara ikincil olarak ulaşan deprem dalgaıdır. Hızı P dalgaı hızının %6 ı ile %7 i araında değişir. Tanecik hareketleri yayılma doğrultuuna dik ya da çaprazdır (Bu yüzden Enine Dalgalar olarak ta iimlendirilirler). Yıkım etkii yükektir Yüzey dalgaları: Dünya'nın yüzeyi oyunca yayılan, P ve S Dalgaları'ndan onra kayıtçılara gelen ve depremlerde ea haarı yapan dalgalardır.bu dalgalar Rayleigh ve Love dalgalarıdır.

20 .8 Deprem Şiddet Cetveli Şiddet cetvellerinin açıklamaına geçmeden önce, urada kullanılacak terimlerin elirtilmeine çalışılacaktır. Özel ir şekilde depreme dayanıklı olarak projelendirilmemiş yapılar üç tipe ayrılmaktadır: A Tipi : Kıral konutlar, kerpiç yapılar, kireç ya da çamur harçlı moloz taş yapılar. B Tipi : Tuğla yapılar, yarım kagir yapılar, keme taş yapılar, eton riket ve hafif prefarike yapılar. C Tipi : Betonarme yapılar, iyi yapılmış ahşap yapılar. Şiddet derecelerinin açıklanmaında kullanılan az, çok ve pek çok deyimleri ortalama ir değer olarak ıraıyla, %5, %5 ve %75 oranlarını elirlemektedir. Yapılardaki haar ie eş grua ayrılmıştır : Hafif Haar : İnce ıva çatlaklarının meydana gelmei ve küçük ıva parçalarının dökülmeiyle tanımlanır. Orta Haar : Duvarlarda küçük çatlakların meydana gelmei, oldukça üyük ıva parçalarının dökülmei, kiremitlerin kaymaı, acalarda çatlakların oluşmaı ve azı aca parçalarının aşağıya düşmeiyle tanımlanır. Ağır Haar : Duvarlarda üyük çatlakların meydana gelmei ve acaların yıkılmaıyla tanımlanır. Yıkıntı : Duvarların yarılmaı, inaların azı kıımlarının yıkılmaı ve derzlerle ayrılmış kıımlarının ağlantıını kayetmeiyle tanımlanır. Fazla Yıkıntı : Yapıların tüm olarak yıkılmaıyla tanımlanır. Şiddet çizelgelerinin açıklanmaında her şiddet derecei üç ölüme ayrılmıştır. Bunlardan; a) Bölümünde depremin kişi ve çevre, ) Bölümünde depremin her tipteki yapılar, c) Bölümünde de depremin arazi üzerindeki etkileri elirtilmiştir.

21 MSK Şiddet Cetveli : I- Duyulmayan (a) : Titreşimler inanlar tarafından hiedilmeyip, yalnız imograflarca kaydedilirler. II- Çok Hafif (a) : Sarıntılar yapıların en üt katlarında, dinlenme ulunan az kişi tarafından hiedilir. III- Hafif (a) : Deprem ev içeriinde az kişi, dışarıda ie adece uygun şartlar altındaki kişiler tarafından hiedilir. Sarıntı, yoldan geçen hafif ir kamyonetin meydana getirdiği allantı giidir. Dikkatli kişiler, üt katlarda daha elirli olan aılmış eşyalardaki hafif titreşimi izleyeilirler. IV- Orta Şiddetli (a) : Deprem ev içeriinde çok, dışarıda ie az kişi tarafından hiedilir. Sarıntı, yoldan geçen ağır yüklü ir kamyonun oluşturduğu allantı giidir. Kapı, pencere ve mutfak eşyaları v.. titrer, aılı eşyalar iraz allanır. Ağzı açık kaplarda olan ıvılar iraz dökülür. Araç içeriindeki kişiler allantıyı hietmezler. V- Şiddetli (a) : Deprem, yapı içeriinde herke, dışarıda ie çok kişi tarafından hiedilir. Uyumakta olan çok kişi uyanır, az ayıda dışarı kaçan olur. Hayvanlar huyuzlanmaya aşlar. Yapılar aştan aşağıya titrerler, aılmış eşyalar ve duvarlara aılmış reimler önemli derecede arılır. Sarkaçlı aatler durur. Az miktarda ait olmayan eşyalar yerlerini değiştireilirler ya da devrileilirler. Açık kapı ve pencereler şiddetle itilip kapanırlar, iyi kilitlenmemiş kapalı kapılar açılailir. İyice dolu, ağzı açık kaplardaki ıvılar dökülür. Sarıntı yapı içeriine ağır ir eşyanın düşmei gii hiedilir. () : A tipi yapılarda hafif haar olailir. (c) : Bazen kaynak ularının deii değişeilir.

22 VI- Çok Şiddetli (a) : Deprem ev içeriinde ve dışarıda hemen hemen herke tarafından hiedilir. Ev içeriindeki irçok kişi korkar ve dışarı kaçarlar, azı kişiler dengelerini kayederler. Evcil hayvanlar ağıllarından dışarı kaçarlar. Bazı hallerde taak, ardak v..gii cam eşyalar kırılailir, kitaplar raflardan aşağıya düşerler. Ağır moilyalar yerlerini değiştirirler. () : A tipi çok ve B tipi az yapılarda hafif haar ve A tipi az yapıda orta haar görülür. (c) : Bazı durumlarda nemli zeminlerde cm. genişliğinde çatlaklar olailir. Dağlarda ratgele yer kaymaları, pınar ularında ve yeraltı u düzeylerinde değişiklikler görüleilir. VII- Haar Yapıcı (a) : Herke korkar ve dışarı kaçar, pek çok kişi oturdukları yerden kalkmakta güçlük çekerler. Sarıntı, araç kullanan kişiler tarafından önemli olarak hiedilir. () : C tipi çok inada hafif haar, B tipi çok inada orta haar, A tipi çok inada ağır haar, A tipi az inada yıkıntı görülür. (c) : Sular çalkalanır ve ulanır. Kaynak uyu deii ve yeraltı u düzeyi değişeilir. Bazı durumlarda kaynak uları keilir ya da kuru kaynaklar yeniden akmaya aşlar. Bir kıım kum çakıl irikintilerinde kaymalar olur. Yollarda heyelan ve çatlama olailir. Yeraltı oruları ek yerlerinden haara uğrayailir. Taş duvarlarda çatlak ve yarıklar oluşur. VIII- Yıkıcı (a) : Korku ve panik meydana gelir. Araç kullanan kişiler rahatız olur. Ağaç dalları kırılıp, düşer. En ağır moilyalar ile hareket eder ya da yer değiştirerek devrilir. Aılı lamalar zarar görür. () : C tipi çok yapıda orta haar, C tipi az yapıda ağır haar, B tipi çok yapıda ağır haar, A tipi çok yapıda yıkıntı görülür. Boruların ek yerleri kırılır. Aide ve heykeller hareket eder ya da urkulur. Mezar taşları devrilir. Taş duvarlar yıkılır.

23 (c) : Dik şevli yol kenarlarında ve vadi içlerinde küçük yer kaymaları olailir. Zeminde farklı genişliklerde cm. ölçüünde çatlaklar oluşailir. Göl uları ulanır, yeni kaynaklar meydana çıkailir. Kuru kaynak ularının akıntıları ve yeraltı u düzeyleri değişir. IX- Çok Yıkıcı (a) : Genel panik. Moilyalarda önemli haar olur. Hayvanlar ratgele öte eriye kaçışır ve ağrışırlar. () : C tipi çok yapıda ağır haar, C tipi az yapıda yıkıntı, B tipi çok yapıda yıkıntı, B tipi az yapıda fazla yıkıntı ve A tipi çok yapıda fazla yıkıntı görülür. Heykel ve ütunlar düşer. Bentlerde önemli haarlar olur. Toprak altındaki orular kırılır. Demiryolu rayları eğrilip, ükülür yollar ozulur. (c) : Düzlük yerlerde çokça u, kum ve çamur tamaları görülür. Zeminde cm. genişliğine dek çatlaklar oluşur. Eğimli yerlerde ve nehir teralarında u çatlaklar cm.den daha üyüktür. Bunların dışında, çok ayıda hafif çatlaklar görülür. Kaya düşmeleri, irçok yer kaymaları ve dağ kaymaları, ularda üyük dalgalanmalar meydana geleilir. Kuru kayalar yeniden ulanır, ulu olanlar kurur. X- Ağır Yıkıcı () : C tipi çok yapıda yıkıntı, C tipi az yapıda yıkıntı, B tipi çok yapıda fazla yıkıntı, A tipi pek çok yapıda fazla yıkıntı görülür. Baraj, ent ve köprülerde önemli haarlar olur. Tren yolu rayları eğrilir. Yeraltındaki orular kırılır ya da eğrilir. Afalt ve parke yollarda kailer oluşur. (c) : Zeminde irkaç deimetre ölçüünde çatlaklar oluşailir. Bazen m. genişliğinde çatlaklar da olailir. Nehir teralarında ve dik meyilli yerlerde üyük heyelanlar olur. Büyük kaya düşmeleri meydana gelir. Yeraltı u eviyei değişir. Kanal, göl ve nehir uları karalar üzerine taşar. Yeni göller oluşailir. XI - Çok Ağır Yıkıcı () : İyi yapılmış yapılarda, köprülerde, u entleri, arajlar ve tren yolu raylarında tehlikeli haarlar olur. Yol ve caddeler kullanılmaz hale gelir. Yeraltındaki orular kırılır.

24 (c) : Yer, yatay ve düşey doğrultudaki hareketler nedeniyle geniş yarık ve çatlaklar tarafından önemli içimde ozulur. Çok ayıda yer kaymaı ve kaya düşmei meydana gelir. Kum ve çamur fışkırmaları görülür. XII- Yok Edici (Manzara Değişir) () : Pratik olarak toprağın altında ve ütündeki tüm yapılar aştanaşa yıkıntıya uğrar. (c) : Yer yüzeyi üütün değişir. Geniş ölçüde çatlak ve yarıklarda, yatay ve düşey hareketlerin yön miktarları izleneilir. Kaya düşmeleri ve nehir veranlarındaki göçmeler çok geniş ir ölgeyi kaplarlar. Yeni göller ve çağlayanlar oluşur..9 Depremlerin Oluşum Yerleri Ve Türkiye nin Deprem Potaniyeli Deprem herhangi ir yerde ve herhangi ir zamanda oluşailir. Yerküre üzerinde oluşan depremlerin üyüklüğü ve neden oldukları zararlar göz önüne alındığında iki ana deprem kuşağı en çok ilgi çeken ölgelerdir. Bunlardan iri Büyük Okyanuu çevreleyen ve özellikle Japonya üzerinde etkili olan Paifik Deprem Kuşağı (Yeryüzündeki depremlerin yaklaşık %8'i u kuşakta meydana gelir.), diğeri ie Ceelitarık tan Endonezya adalarına uzanan ve Türkiye nin de içinde ulunduğu Akdeniz-Himalaya deprem kuşağıdır (%7'i de u kuşakta oluşur).genel olarak depremlerin, kauğu oluşturan levhaların ınırlarında oluştuğu öyleneilir. Türkiye nin ulunduğu ölgede üyük levhalar araında küçük irçok levhanın olmaı, Türkiye nin üyük ir ölümünün deprem kuşağı içinde yer almaına neden olur. Türkiye, üç üyük levhanın etkii altındadır. Avraya, Afrika ve Arap levhaları. Anadolu nun üyük ir kımının yer aldığı Anadolu levhaı, Avraya levhaının küçük ir ölümüdür Bu levhalar araındaki etkileşim şöyledir: Afrika levhaı, Akdeniz de Helenik-Kırı Yayı denilen ölgede, Avraya (veya onun ir parçaı olan Anadolu) levhaının altına dalar. Arap levhaı ie Kızıldeniz deki açılma nedeniyle kuzeye doğru hareket eder ve Anadolu levhaını ıkıştırır. Bu ıkıştırma onucu Bitli Bindirme Zonu (Bitli Kenet Kuşağı) oluşmuştur. Sıkıştırma halen ürdüğü için, Anadolu levhaı

25 kuzey ve güneydeki fay hatları oyunca atıya doğru hareket eder. Anadolu levhaının kuzey ınırı, ir ölümünde 7 Ağuto depreminin oluştuğu Kuzey Anadolu Fayı dır. Güney ınırını ie, Helenik-Kırı Yayı ile Doğu Anadolu Fayı oluşturur. Arap levhaının ıkıştırmaı onucu atıya kayan Anadolu levhaının ınırlarında ve Afrika levhaının Avraya levhaının altına dalmaı onucu Akdeniz de ve Ege Graen Sitemi içerinde depremler meydana gelir. Ancak Arap levhaının ıkıştırmaı u ölgelerdeki hareketlenme ile tamamen telafi edilemediği için İç Anadolu ve Doğu Anadolu ölgelerinde de içel deformayon nedeniyle depremler olailmektedir. Türkiye, ilinen tarihel dönem deprem kayıtlarına göre M.Ö. yılından eri ürekli olarak haar yapıcı ve yüzey faylanmaına neden olmuş üyük depremlere maruz kalmıştır. 99 ile 998 yılları araında oluşmuş manyitüdü, M 5.5 haar yapıcı depremler ile 989 ile 998 yılları araında oluşmuş manyitüdü M 4. depremlerin epiantrları, özellikle diri fay egmentlerine karşılık gelen fay uçlarında yoğunlaşma eğilimi götermişlerdir. Araştırmalar, Türkiye de muhtemelen kırılmadan kalmış yaklaşık 5 imik oşluk (yerel oşluk) olaileceğine işaret etmektedir. Özellikle on on yıl içeriinde oluşmuş güncel mikro-depremlerin, u imik oşlukların aşlangıç ve itiş kıımlarında yoğunlaşmaına karşılık, ea kırılailecek uzun fay egmentleri oyunca herhangi ir mikro-aktivite (ir çeşit zamanal oşluk) görülmemiştir. Kuzey Anadolu fay zonundaki depremler önce fayın orta kıımlarında oluşmakta ve daha onra atı ve doğu uçlarında yoğunlaşmaktadır. Fayın farklı keimleri, paleoimolojik olarak farklı davranışlar götermektedir. Bu farklı davranışlar, Kuzey Anadolu fayında dört üyük ana imik parça ile irkaç kıa uzunluklara ahip küçük egmentlerin varlığına işaret etmektedir. Tarih ve tarihel-öncei kayıtlar, ana parçalardaki depremlerin -5 yıl, daha kıa uzunluklardaki parçalardaki depremlerin 5- yıl gii kıa zaman aralıkları ile tekrarlandıklarını ortaya koymuştur.

26 . DEPREM ETKİSİNE KARŞI KORUYUCU SİSTEMLER. Giriş Deprem Mühendiliği'nin amacı; mühendilik yapılarını, karayolu, otoyol ve demiryolu güzergahlarındaki köprü ve viyadük gii önemli üyük anat yapılarını depreme dayanıklı olarak projelendirmektir. Deprem Mühendiliği'nde ve yürürlükteki şartnamelerde amaçlanan, öncelikle deprem etkiine maruz kalailecek yapılardaki ve çevreindeki canlıların hayatlarını kurtarmak ve en az ekonomik zarar ve haar ile depremi karşılamaktır. Bu amaca ulaşmanın tek aşına yeterli olamayacağı; dünyada ve yurdumuzda on yıllarda yaşanan şiddetli depremlerin meydana getirdiği can kayıpları, ulaşımın engellenmei ve yapılarda meydana gelen kalıcı haarlarla önemli işgücü ve üretimdeki gecikmelerin neden olduğu ekonomik kayıplar ile daha iyi anlaşılmıştır. Uzun zaman inaların deprem etkilerine karşı korunmaında ana amaç, meydana gelen etkileri karşılayacak içimde taşıyıcı itemin oluşturulmaı ve elemanlarının oyutlandırılmaı şeklinde olmuştur. Bu amaç genellikle daha rijit taşıyıcı itemlerin çıkmaına eep olur. Bu durumda depremde etkili olan eret titreşim periyotları azalır ve unun onucu olarak da karşılanmaı gereken deprem kuvvetleri artar Deprem etkiinin azaltılmaında kullanılan iki yöntem urada öz konuu edilecektir. Bunlardan irii depreme karşı taan izolayonu iteminin kullanılmaı ve diğeri paif olarak enerji tüketen itemlerin kullanılmaıdır, [5]. Taan izolayonu uygulamaı; yapı mühendilerince kullanılan gelenekel yaklaşımlara nazaran, depreme karşı dayanıklılık ağlamak üzere köklü ve radikal ir yaklaşımdır. Gelenekel yöntem olan ankatre temelli yapı taarımında, yapıya ütün nitelikli ir imik performan kazandırmak üzere yapı itemini ağlamlaştırmak; yapının daha rijit olmaına yol açmakta, u durum yapının ve ona ağlı diğer taşıyıcı elemanların daha fazla kuvvet almaına neden olmaktadır.

27 Taan İzolayonu, yapının depreme dayanma kapaiteini arttırmaktan daha ziyade, yapının depreme karşı tepkiini azaltma eaına dayanan ir tür depreme dayanıklı yapı taarımı yaklaşımıdır. Bu teknolojinin düzgün ve doğru ir şekilde uygulanmaı, yapıların şiddetli depremler ıraında rijit davranış götermeine ve zorlanmanın elatik ınırlar içinde kalmaına yol açmaktadır. Ancak ununla irlikte taan izolayonlu yapıların taarımı için kullanılan yönetmelik şartları zor ve mühendiler için uygulamaı da güç olmaktadır. Taan izolayonunun, teorik altyapıı ve teknolojii; özellikle on otuz yıl içeriinde yürütülen kapamlı deneyel çalışmalar yardımıyla oluşturulmuş ve geliştirilmiştir. Taan İzolayonu; mühendiin düşük fiyatlı yapı itemleri kullanarak orta ve üyük şiddetli depremlerde, hem inadaki hem de ina içindeki eşyalarda meydana geleilecek haarı kontrol etmeini yani ınırlandırmaını ağlar. Bir inaya; depreme karşı ütün ir dayanım kazandırmakla orumlu olan yapı mühendiinin karşılaşacağı temel ikilem, göreli kat ötelemeini ve kat ivmelerini en aza indirmektir. Büyük göreli kat ötelemeleri, yapıal olmayan elemanlarda ve katları iririne ağlayan yapı elemanlarında haara neden olmaktadır. Yapıyı daha rijit hale getirerek, göreli kat ötelemeleri azaltılailir. Ancak u yöntem, yer hareketi etkiinin üyümeine ve haa eşyalara zarar gelmeine neden olailecek yükek kat ivmelerinin meydana gelmeine yol açacaktır. Kat ivmeleri ie itemi daha enek yaparak azaltılailir. Fakat u durum da üyük göreli kat ötelemelerine yol açacaktır. Göreli kat ötelemeini ve kat ivmelerini eş zamanlı olarak azaltmanın tek uygulanailir yolu, taan izolayon yöntemini kullanmaktır. İzolayon itemi gerekli enekliği, izolayon eviyeinde toplanan yer değiştirmeler vaıtaıyla ağlamaktadır. Taan izolayonu kavramı oldukça aittir. Taan izolayon itemi; yapı ile temeli araına düşük yatay rijitliği olan yapı elemanlarını okarak yapıyı, yer hareketinin yatay ileşenlerinden ayırmaktadır. Bu yöntem, yapıya; hem ankatre menetli itemin frekanından hem de yer hareketinin hakim periyotlarından çok daha küçük olan ir aal frekan vermektedir. Taan izolayonlu yapının irinci dinamik modu ıraında yer değiştirme adece izolayon iteminde olur. Ütyapı neredeye tamamen rijit davranış göterir. Yapıda yer değiştirme üreten diğer modlar, irinci moda ve dolayııyla yer hareketine ortogonaldirler. Bu üt modların harekete

28 katılımı düşüktür. Böylelikle, yükek frekanlardaki yer hareketinin üyük enerjii yapıya aktarılmamaktadır. İzolayon itemi, dinamikleri vaıtaıyla deprem enerjiinin yönünü değiştirmektedir.. Taan Yalıtımı Siteminin Uygulanmaı Taan yalıtımı kavramının kullanılmaı oldukça aittir. Deprem ıraında, yeryüzünde ir hareket meydana gelir. Bu olay ir dalga şeklinde her doğrultuda yayılır ve hareket ir yapıya eriştiğinde temellerini allamaya aşlar. Temeller de kendiine ağlı olan taşıyıcı itemi allar ve item elemanlarının keitlerinde atalet kuvvetlerinin oluşturduğu etkiler meydana gelir. Yapının temelinin taşıyıcı itemden ayrılarak titreşimin yapıya erişmeinin önlenmei, depremde taan yalıtımının ana fikrini oluşturur. Depreme karşı yalıtım, temel ile yapı araında azı özel düzeneklerin veya yapı elemanlarının yerleştirilmei ile yapılır. Yapı ir ina olaildiği gii, ir köprü de olailir. Taan yalıtımı olmayan ve doğrudan temele ağlı ir itemde deprem titreşimleri temel yoluyla yapıya iletilir. Bu kıa zamanda yön değiştiren titreşimler, temel ile üt yapı araında relatif küçük yer değiştirmeler meydana getirmeine rağmen, yapı elemanlarında ve irleşim ölgelerinde önemli etkiler oluşturur. Taan yalıtımlı ir itemde temel ile üt yapının tamamen ayrılmaı mümkün değildir. Arada düşey yüklerin güvenli ir şekilde iletimini ağlayan elemanlar kullanılır. Yatay harekette relatif olarak elatik olan u elemanlar ayeinde, yatay deprem titreşimlerinin ancak ir ölümü üt yapıya geçer. Bunun onucu olarak üt yapıdaki etkiler azaltılmış olur. Ancak, temel deprem etkiinde hareket ederken, üt yapıdaki yer değiştirmeler onucu, temel ile yapı araında önemli ir relatif hareket görülür. Sonuç olarak taan yalıtımının, ir yalıtım modu oluşturarak itemin etkili periyodunu üyütmei onucu daha küçük pektral ivme değerlerinin heaa katılmaını ağlamaı eeiyle, taan keme kuvvetini azalttığı anlaşılır. Sitemin özelliğinden dolayı yükek modların etkileri azalır. Bunun yanında, ikincil ir etki olarak taan yalıtımının önüm etkiinden dolayı itemde deprem enerjiinin yutulmaı artmaktadır.

29 Taan yalıtım itemlerinin kullanılmaında en önemli huu, yapının yere göre, en az lmm hatta azı durumlarda m yatay hareket imkanına ahip olmaıdır. Bu yer değiştirme imkanını vermek için, ir ayrılma düzleminin eçilmeine ihtiyaç vardır. Genellikle u düzlem yalıtım elemanlarının hemen ütünde teşkil edilir. Bu uretle yalıtım elemanlarına deprem yükü yatay rijitlikleri ile orantılı olarak dağılır. Bodrum katı olmayan inalarda yalıtım elemanları hemen temel üzerine yerleştirilir ve üt yapı unların üzerine inşa edilir. Seçilen yerin daha onra yapılacak kontrollere müait olmaı gerekir. Eğer inanın odrum katı vara, yalıtım elemanları odrum kat kolon ve perdelerinin alt, orta ve üt keitlerine yerleştirileilir. Bu keitlerde meydana gelen keme kuvvetinin karşılanmaı için, üyük kolon keitleri gerekli olailir. Kolon orta keiti, eğilme momentinin alt ve üt keite dağıtılailmei akımından tercih edileilir. Kolonlarda yatay yer değiştirmeinden oluşan ikinci mertee momentlerinin taşınmaı gerektiği de unutulmamalıdır. Yalıtım elemanlarının mevcut yapılara güçlendirme amacıyla konulmaında daha üyük güçlüklerle karşılaşılır. Mevcut kolon veya perdeler ayırma düzleminden keilerek, geçici ir menetlenme oluşturulur. Bu ırada düşey yüklerin uygun şekilde yayılmalarının ağlanmaı gerekir. Bu amaçla ayrılma keitlerinde aıncı haa içimde kontrol edileilen krikolar kullanılailir. Genellikle epokili tamir harcı kullanılarak, u krikolar yerinde ırakılır. Ayrılma düzleminde ulunan ve keilen kolon veya perdelerin yükünü yalıtım elemanına ileteilmei için üt ve alt aşlık plakaları ve unların etonarme keite ağlanmaı ve u kolon veya perdelerin güçlendirilmei gerekir. Bu şekilde oluşturulan taşıyıcı itemin genellikle 5mm~5mm civarında ir yatay yer değiştirmeyi eretçe yapailmei için tedir alınmalıdır. Yalıtımın ulunduğu ayrılma düzlemi; merdiven ve aanör gii hacimleri ve temiz ve kullanılmış u, haerleşme ve elektrik hatlarını kemei durumunda, ilgili tedirlerin alınarak, hareketi engelleyen durumların oluşmamaı ağlanmalıdır. Taan izolayon itemleri, ea olarak iki ana grua ayrılmaktadır. Bunlardan irincii kauçuk ealı izolayon itemleri, ir diğeri ie kayma ealı taan izolayon itemleridir.

30 Taan izolayon itemlerinin tümü için aşağıdaki gii ir ınıflandırma yapılailir, [3,4]: a) Kauçuk Ealı Sitemler Düşük Sönümlü Doğal ve Sentetik Kauçuk İzolatörler (LDRB) Kurşun Çekirdekli İzolatörler (LRB) Yükek Sönümlü Doğal Kauçuk İzolatörler (HDRB) ) Kayma Ealı Sitemler Sürtünmeli Sarkaç Sitemler (FPS) Geri Şekillenen Sürtünmeli Taan İzolayon Sitemi (RFBI) Çelik Plakalı Taakalar İle Ayrılmış Neopren Malzemeli İzolatörler EERC Birleşik Sitemi.3 Kauçuk Ealı Sitemler Taakalı kauçuk ealı itemler taan izolayonunda en yaygın olarak kullanılan itemdir. Bu itemin temel elemanları, taakalar halinde kullanılmakta olan çelik ve kauçuk plakalardır. Ayrıca u itemin en önemli özelliği; önümün ve rijitliğin u itemlerde paralel etkilere ahip olmaıdır. Genellikle kauçuk ealı itemler, yatayda eneklik ve düşeyde rijitlik özelliği ile yükek önüm kapaitei göterir. Bu itemin ayrıca iki karakteritik özelliği daha vardır ki unlar ıraıyla doğal frekan (ω ) ve önüm aiti (ξ )'dir. Sitemin önüm aiti izolatörün şekil değiştirmeine ağlıdır..3. Düşük Sönümlü Doğal ve Sentetik Kauçuk İzolatörler (LDRB) Bunlarda doğal veya yapay kauçuk kullanılır. Bu menetler, kalınlığı 8mm~mm araındaki ince kauçuk levhalar ile kalınlığı mm~3mm araındaki ince çelik levhaların üt üte getirilmeiyle oluşur. Kayma durumunda malzemenin davranışı, %-5 oranındaki kayma şekil değiştirmeine kadar doğrual davranış devam eder. İzolatörlerin Şekil. a'da göterildiği gii, iki adet kalın çelikten uç levhaı ve

31 ununla irlikte u levhaların araında da çok ayıda ince çelikten ara aç levhaları ulunmaktadır. Kauçuk malzeme, ir kalıp içinde uygulanan ıcaklık ve aınç altında tek ir işlem dahilinde, vulkanize edilmiş ve çeliğe ağlanmıştır. Çelik ara aclar, kauçuk malzemenin iki yanından şişmeini yani yanal deformayon yapmaını önlemekte ve yükek ir düşey rijitlik ağlamaktadır. Ancak ununla irlikte çelik ara açların, yatay rijitlik üzerinde hiçir etkii ulunmamaktadır. Yatay rijitlik, kauçuk taakaların kalınlığına ve ayıına ağlıdır Genellikle itenilen rijitlik; taaka kalınlığı ait tutularak, kauçuk taaka ayıının değiştirilmei ile ağlanır. Aynı zamanda kritik önüm miktarı % -3 araında değişmektedir. İzolatörlerin yükekliğinin artmaı mekanizmada urkulmaya yol açtığından, yükeklik çapın yarııyla ınırlandırılmıştır. İzolatör çapının l m'den fazla ve taşıma kapaiteinin 5 ton civarında alınmaı genellikle uygundur. Elatomer menetler düşey doğrultuda rijit olup, u menetlerde düşey yük altında mm~3mm araında ir düşey kıalma oluşur. Düşey rijitlikleri, yatay rijitliklerinin ir kaç yüz katıdır. Yatay ir yer değiştirme durumunda, meydana gelen üyük şekil değiştirmeden dolayı taşıyaileceği düşey yük azalır. Bu durum aktif deprem ölgelerinde elatomer yalıtımların kullanımı zorlaştırır. Düşük önümlü doğal kauçuk taan izolatör itemlerinde, yer değiştirme ve kuvvet iririne ağlı olarak, lineer olarak değişmektedir. ( a) () Şekil. Düşük önümlü doğal kauçuk izolatör iteminin; a) keiti ve elemanları, ) kuvvet-yer değiştirme davranışı

32 Tek ir dezavantajları ulunmaktadır. O da ek ir önüm itemine ihtiyaçları olmaıdır. Bu ek itemler; çok karmaşık ağlantılar gerektirmekte, metalik önümleyiciler durumunda ie kıa ürede yıpranmaktadırlar..3. Kurşun Çekirdekli İzolatörler (LRB) Kurşun çekirdekli izolatörler; düşük önümlü kauçuk izolatörlere enzer olarak, ince taakalara ayrılmış kauçuk izolatörlerdir. Ancak u izolatörlerin düşük önümlü kauçuk izolatörlerden farkı, Şekil. a da göterildiği gii, deliklerin araına okulmuş ir tane ya da daha fazla ayıda kurşun çekirdeklerin kullanılmaı olup, izolatörün içindeki çelik levhalar, kurşun çekirdeği kayma ıraında şekil değiştirmeye zorlamaktadır. İzolatörün içindeki kurşun, MPa civarındaki ir akış gerilmeinde fizikel olarak şekil değiştirmektedir. Böylelikle izolatörün ilineer ir davranış götermei ağlanmaktadır. Kurşun çekirdeğin enerji yutma kapaitei izolatörün yatay yer değiştirmeini azaltır. Bu item prenip olarak hiteretik önümleyici aletler gii davranmaktadır. Bu nedenle kurşun çekirdekli izolatörlerin kuvvet-yer değiştirme karakteritik özelliği, lineer olmayan diferaniyel denklemler kurularak modelleneilmektedir. Bu izolatör iteminin en önemli akıncaı; şiddetli yer hareketinden onra kurşun çekirdeğin zarar görüp görmediğinin dışarıdan tepit edilememeidir. Kauçuğun düşük kayma rijitliğinden dolayı doğrual davranış üyük şekil değiştirmelerde de devam eder. Sitemin enerji tüketme mekanizmaı, kauçuğun önümü ve ea olarak levhaların ortaındaki kurşunun önümü ile oluşur. Kurşunda platik davranış etkili olduğu için. çevrimel davranış onucu önüm ortaya çıkar. Yer değiştirmeye ağlı olan, eşdeğer önüm %5-%35 araında ulunur. Kurşunun çevrimel davranışında rijitliğin ürekli değişimi üt yapının yükek modlarının tahrik edilmeine eep olurken, menetten eklenen verimin alınmaını önleyeilir. Kauçuk ve kurşunun eraer etkileşimi ile aşlangıçta küçük ir ölgede elatik ve daha onra pekleşen platik davranış göteren ir şekil değiştirme durumu ortaya çıkar. İlk rijitlik pekleşmede görülen rijitliğin onda iri merteeindedir. Deprem ıraında ilk elatik rijitliğin aşılmaından onra, yalıtımın iteme olan etkii daha elirgin olarak ortaya çıkar. Pekleşme rijitliğinin ulunmaı özellikle üyük deprem etkilerinde şekil değiştirmelerin ınırlı kalmaı için ek ir güvence oluşturur. Menedin güç tükenmeine erişmei kayma şekil değiştirmeinin %5 gii üyük

33 değerinde meydana gelir. Bu değerin kurşun çekirdeğin ulunup ulunmamaına veya normal çekme veya aınç gerilmelerinin ulunmaına ağlı olmadığı tepit edilmiştir. Deprem ıraında yükleme, yönünün değişmeiyle çevrimel önüm ortaya çıkar. Genel olarak menedin u özelliği, ilk yaklaşım olarak ir etkili elatik rijitlik ve vikoz önüm oranı ile temil edilir. Bu tür menetlerde ilk elatik rijitliğin ulunmaı, kullanımdaki küçük titreşimlerde önüm etkiinin ortaya çıkmamaına eep olur. Bu ie, haa aletlerin ulunduğu inalarda rahatız edici olur. Bu durumun önlenmei için ek önümleyicilerin kullanılmaı gerekli olailir. Şekil. de kurşun çekirdekli menet itemlerinin, kuvvet-yer değiştirme davranışı göterilmektedir..3.3 Yükek Sönümlü Doğal Kauçuk İzolatörler (HDNR) Normal elatomer menetler % civarında ir önüme ahipken, u tür menetlerde önüm %8~%5 araında değişir. Düşük ekil değiştirmelerde önüm %5 civarında iken şekil değiştirmenin % ün üzerine çıkmaı ile %8~% ye düşer. Bu önüm elatomer menedi oluşturan kauçuğun malzeme olarak değiştirilmei ile elde edilir. Bu tür menetle yükek önümlü ince taakalardan oluşan kauçuk çelik plaklar araında ulunur. Hazırlanma işlemi kurşun kauçuk menetler giidir. Kauçuk, önüm özelliğine ahip karon veya reçine gii ir malzeme ile doldurulmuştur. Menedin kayma modülü,3~,5 MPa araında ulunur. Yükek önümlü kauçuk menetlerde, itemi rüzgar yüklerinin tahrik etmeini önleyecek yeterli ir aşlangıç rijitliği mevcut değildir. Birinci titreşim periyodu yükeltilmiş öyle ir item aşlangıç rijitliği ulunmamaı eeiyle rüzgar gii etkilere haa duruma gelir. Ayrıca, u tür itemlerin özelliklerinin ıcaklığa ağlı olmaı yaygın kullanımını engellemiştir. Yükek önümlü kauçuk menetlerin ortaında kurşun çekirdek olan türleri de mevcuttur. Böylece iki itemin de olumlu özellikleri ir araya toplanmıştır. Bu durumda eşdeğer vikoz önüm %~3 değerlerine ulaşır.

34 (a) () Şekil. Kurşun çekirdekli izolatör iteminin; a) keiti ve elemanları, ) kuvvetyer değiştirme davranışı Malzeme % den az orandaki kayma şekil değiştirmelerinde nonlineer davranmaktadır. Bununla irlikte; rüzgar yükü ve düşük düzeyli deprem yüklemei altındaki davranışının minimize edilmeine yol açacak şekilde, daha yükek rijittik ve daha yükek önüm vaıtaıyla karakterize edilmektedir. % ila % araındaki kayma şekil değiştirme oranlarının öteinde, kayma modülü düşük ve ait olmaktadır. Büyük şekil değiştirmelerde, ir şekil değiştirme kritalizayonu işlemine ağlı olarak kayma modülü artmaktadır. Bununla eraer enerji

35 yutulmaında da ir artış meydana gelmektedir. Aşağıdaki Şekil.3a ve Şekil.3 de yükek önümlü doğal kauçuk menet itemlerinin, ıraıyla keiti ve kuvvet-yer değiştirme davranışı göterilmektedir. (a) () Şekil.3 Yükek önümlü doğal kauçuk izolatör iteminin; a) keiti ve elemanları, ) kuvvet-yer değiştirme davranışı.4 Kayma Ealı Sitemler Bu tür menetlerde ulunan ürtünme eeiyle, kayma kuvvetleri elirli ir değere kadar iletilir. Bu değerden onra menette öteleme hareketi aşlar. Küçük ürtünme katayıı eçilerek, küçük taan keme kuvvetinin oluşmaı ağlanailir. Temele aktarılan taan keme kuvveti, deprem etkiinden ağımız ve adece ürtünme kuvvetine ağlıdır. Bu itemlerde öteleme (kayma) yüzeyi palanmaz çelik veya

36 teflondandır. Teflon yüzeyler elatomere göre daha fazla normal gerilme taşıyailirler, örneğin, teflon için tipik ir değer 5 MPa iken, elatomer için 5 MPa olailir. Büyük depremlerde verimli ir şekilde kullanılan u itemler nipeten ucuz ve uygulamaı kolaydır..4. Sürtünmeli Sarkaç Sitemler (FPS) Sürtünmeli arkaç itemi, ir kayma hareketini ve ir geri dönüş kuvvetini geometrii yardımıyla irleştiren, ürtünmeli ir izolayon itemidir. Şekil.4'te şematik olarak göterilen FPS izolatörü; palanmaz çelikten küreel ir yüzey üzerinde hareket eden, mafallı kayıcıya ahiptir. Mafallı kayıcının kenarı, düşük ürtünmeli kompozit ir malzeme ile kaplanmıştır. Kayıcının diğer kenarı da tam küreel olup, palanmaz çelik ile kaplıdır ve yine düşük ürtünmeli kompozit malzeme ile kaplanmış küreel ir oyuk içinde oturmaktadır. Kayıcı, küreel yüzey üzerinde hareket ettikçe taşınan kütlenin yükelmeine yol açmakta ve item için geri dönüş kuvveti ağlamaktadır. Mafallı kayıcı ve küreel yüzey araındaki ürtünme, izolatörlerde önüm meydana getirmektedir. Şekil.4 Sürtünmeli arkaç itemin keiti Bu itemde, ilk konumdan ayrılma durumu ortaya çıktığında, itemde yatay hareket yanında düşey hareket de olduğu için, kendiini tekrar ilk duruma getiren kuvvet oluşur. Bu tür menetlere u özelliğinden ve kayma yüzeyinin araında ürtünmenin ulunmaından dolayı Sürtünmeli Sarkaç imi verilmiştir. Depremde itemde oluşan taan keme kuvveti, menette oluşan ürtünme kuvveti ile ınırlı

37 kalır. Bu kuvvet yalıtım yüzeyinin eğrilik yarıçapına ve menetteki normal kuvvete ağlıdır. Eğrilik yarıçapı yalıtım iteminin ea parametreini teşkil eder. Eğrilik içükey ve dışükey olarak her iki yönde de ulunailir. Enerji tüketimi aradaki küreel yüzey üzerinde oluşan ürtünme kuvveti ile meydana gelir. Şekil.5 de ürtünme katayıının öteleme hızına ağlılığı ve unun artan normal kuvvetle değişimi görülmektedir. Başlangıçta ürtünme katayıı yükek ir değerden aşlamakta hıza ağlı olarak hemen düşmekte ve daha onra aşlangıç değerine erişmektedir. Bu tür menetlerde ürtünme hareketinden önce ve onra rijitliğin ani olarak değişmei üt yapının yükek modlarının tahrik edilmeine ve ani harekete, eep olailir. Bu nedenle titreşime karşı korumanın önemli olduğu taşıyıcı itemlerde uygun olmayailir. Diğer ir akınca da ürtünme katayıının zamanla ve ıcaklıkla değişmeidir. Bu ie, düşük taan keme kuvvetine göre oyutlandırılmış itemlerde azen taan keme kuvvetinin üyümei ile ürtünme katayıının küçülmei onucu, haar oluşmaına eep olailir. Böyle ir itemde hareket µ W ürtünme kuvvetinin yenilmei ile aşlar ve W / R öteleme rijitliği ile devam eder. Burada, µ ürtünme katayıı, W menede gelen düşey yük ve R eğrilik yarıçapıdır. Üt yapının rijit davrandığı durumda itemin titreşim periyodu adece yüzeyin eğrilik yarıçapına ağlı olup, T R = π (.) g olarak ortaya çıkar. ürtünme çözülmeinin aşlangıcı Artan Normal Kuvvet Arta Şekil.5 Sürtünme katayıının öteleme hızına ağlılığı ve unun artan normal kuvvetle değişimi

38 Yukarıdaki ifadede görüldüğü üzere titreşim periyodu, kütleden ağımız ancak içükey yüzeyin eğrilik yarıçapına ağlıdır. Böylelikle yapının izolayon periyodu tek parametreye ağlı olduğundan, değiştirilmei kolaydır, izolatörlerin ürtünme kuvveti aşıldığında, izolayonlu periyot aktif hale gelmektedir. Kayma hareketi aşladığında aktif olan ürtünme kuvveti, menet malzemeinin eçimi ile kontrol edilir. Deprem kuvvetleri ürtünme kuvvetinden az olduğu ürece, arkaç itemlerle menetlenen yapı, titreşimin izolayonuz periyoduna karşılık gelen ir tepki göterecektir. Sürtünmeli arkaç itemlerin geometrii ve taşıdıkları ağırlık, önemli parametrelerdir. Çünkü, u itemin davranışı ait ir arkaç hareketinin temel preniplerine dayanır. Sürtünmeli arkaç tipteki izolatör ile menetlenen yapı, deprem hareketine karşı, küçük genlikli arkaç hareketi ile tepki vereilmektedir..4. Geri Şekillenen Sürtünmeli Taan İzolayon Sitemi (RFBI) Geri şekillenen ürtünmeli taan izolayon itemi, yükek kayma hızlarında palanmaz çelik üzerindeki Teflon'un yükek ürtünme katayıı proleminin üteinden gelmeye çalışmaktadır. Bunun için, tek ir izolatör İçinde çok ayıda kayıcı arayüzeyler kullanma yöntemine gidilmektedir. Böylece izolatörün üt ve alt yüzleri araındaki hız, taakaların ayıına ölünmektedir. Bu ayede düşük ir ürtünme katayıı korunarak, her ir yüzdeki hız değeri küçük olmaktadır, Kayıcı elemanlara ek olarak, hiç düşey yük taşımayan ancak geri dönüş kuvveti ağlayan merkezi ir kauçuk çekirdek ulunmaktadır. Bu item üzerinde yapılan tetlerde kauçuk çekirdeğin, yer değiştirmenin tek ir arayüzeyde toplanmaını önleyemediği görülmüştür. Bu nedenle kauçuk çekirdeğin içine, kayıcı taakalar araındaki yer değiştirme dağılımını düzelten, merkezi ir çelik çuuk koyulmuştur. Şekil.6a ve Şekil.6'de geri şekillenen taan izolayon iteminin, ıraıyla keit ve elemanları ve kuvvet-yer değiştirme davranışı göterilmektedir..4.3 Çelik Plakalı Taakalar İle Ayrılmış Neopren Malzemeli İzolatörler Bu item, nükleer elektrik antrali teilerine yapılacak uygulama için, 97'li yılların aşlarında geliştirilmiştir. Söz konuu kuruluş, içinde güvenliğinin ağlanmaı gereken donanıma ahip ve.g 'lik ivmeye dayanacak nitelikte, tandart ir nükleer elektrik antrali geliştirmişti. Santral, daha yükek depremelliği olan

39 yerlere yerleştirilmek üzereyken; donanımın ivme merteelerini inanın ahip olduğu ınır değerinin altında tutmak için izole edilmiştir. (a) () Şekil.6 Geri şekillenen ürtünmeli taan izolayon iteminin; a) keiti ve elemanları, )kuvvet-yer değiştirme davranışı Sitem; taakalı uni kauçuk (neopren) izolatörleri, palanmaz çelikle tema halinde olan kurşun-ronz alaşımı ile irleştirmektedir. Sitemin kayıcı yüzeyi ie, elatomerik izolatörün ütüne oturtulmaktadır. Kayıcı yüzeyin ürtünme katayıının, izolatörün ervi ömrü göz önüne alınarak,. olmaı gerekmektedir. Suni kauçuk tampon, çok düşük yer değiştirme kapaiteine ahip olup, yaklaşık ± 5 cm'den fazla değildir. Meydana gelen yer değiştirmelerin u ınır değeri aşmaı halinde, kayıcı eleman öngörülen yeterli hareketi ağlamaktadır. Sitem, meneti düzeltici yani merkeze geri çeken herhangi ir mekanizmaya ahip değildir. Bu nedenle itemde

40 kalıcı yer değiştirmeler meydana geleilir. Siteminin Şekil.7 de kuvvet-yer değiştirme davranışı göterilmiştir. Şekil.7 Çelik Plakalı Taakalar İle Ayrılmış Neopren Malzemeli İzolatörlerin kuvvet-yer değiştirme davranışı.4.4 EERC Birleşik Sitemi Bu itemde yapının iç kolonları, Teflon malzeme ile kaplı palanmaz çelikten yapılmış kayıcı elemanlar ile taşıttırılmıştır. Binanın dış kolonları ie, düşük önümlü doğal kauçuk izolatörler ile taşıttırılmıştır. Kauçuk izolatörler, yapının yeniden merkezlenmei yeteneğini ağlamakta ve yapının urulma davranışını kontrol etmektedir. Buna karşın kayıcı elemanlar ie önümü ağlamaktadır..5 Paif Enerji Tüketen Sönümleyici Sitemler Mevcut ve yeni taşıyıcı itemlere hareketi önümleyici elemanların ilave edilmei ile depremden ortaya çıkan enerjinin tüketilmei ve u uretle deprem haarının ınırlandırılmaı veya önlenmei amaçlanır. Bu tür önümleyiciler uzun zamandır uçak ve makine mühendiliğinde aşarı ile kullanılmıştır. Yapılarda kullanımına yeni olarak aşlanan u elemanlar düşey yüklerin karşılanmaında taşıyıcı itemin ir parçaı değildir. Özelliklerine göre depremden onra u elemanların değiştirilmei ve yenilenmei gerekeilir. Ancak, u işlem ıraında inada çalışanlara verilen rahatızlık ve ortaya çıkan maraf oldukça küçüktür. Bu itemlerin ana çalışma ilkeleri aynı olmakla eraer üreticiye ağlı olarak değişik türleri vardır. Genellikle unlar yapıda katlar araında ir köşegen elemanın parçaı olarak veya temelde temel önümleyicii olarak ortaya çıkar. Katların iririne göre farklı yer değiştirmeinden veya yapı temelinin farklı yer değiştirmeinden önümleyicide ortaya çıkan kuvvet ile deprem enerjiinin tüketilmei öz konuu olur. En çok öz konuu olanlar

41 çevrimel veya yer değiştirmeye ağlı önümleyiciler ile hıza ağlı önümleyicilerdir, [5]..5. Çevrimel Sönümleyiciler Şekil.8 de rijit-platik ve elato-platik davranış göteren çevrimel önümleyicilerin, kuvvet-yer değiştirme çevrimi göterilmiştir. Bunlarda enerji, ürtünme (rijit-platik davranış) veya metallerin akmaı (elato-platik davranış) yoluyla önümlenir. Relatif kat yer değiştirmelerine ağlı önümleyicinin oluşmaında, u önümleyicilerin ulundukları çerçevelerin de oyutlandırılmaı önem kazanır. Değişik türden olanlar mevcuttur. Menet çerçevei eklinde olanlarda, önümleyici malzemeinin akmaya erişmei öz konuudur. Çuuk eklinde olanlarda, ikinci ir çuuk irinci çuuğa geçirilmiş olup, irinci çuuğun Şekil.8 Paif önümleyicilerde kuvvet-yer değiştirme ilişkii urkulma yükünü arttırırken, iki çuuk araında tam ütünleşmenin olmamaı nedeniyle, aınç akma kuvvetini arttırmaz (Şekil.9). Bu uretle önümleyici çuuğun hem çekmede ve hem de aınçta akmaya gelmei ağlanır. Sönümleme, çuuğun akmaya erişmeiyle yaptığı şekil değiştirme onucu ortaya çıkar.

42 Şekil.9 Çuuk türünden paif önümleyici.5. Hıza Bağlı Sönümleyiciler Bu tür önümleyiciler viko-elatik katı madde davranışına veya vikoz ir akışkanın ir dar ağızdan zorlanmaı eaına dayanır. Bir viko-elatik önümleyicideki F kuvvetinin yer değiştirmeine ağlılığı. F = Ketkili + c (.) olarak ifade edileilir. Harmonik ir harekette genlik ve ω daireel frekan olmak üzere viko-elatik önümleyicinin kuvvet-yer değiştirme çevrimi F K etkili c oω + o = (.3) olarak elde edilir ve değişimi Şekil. daki giidir. Bir çevrimde önümlenen enerji aşağıdaki gii heaplanailir: W = Fd = c πω (.4) D o Burada ilgili önüm ve önüm oranı W c = ξ = πω D o c olarak ortaya çıkar. = W D mω πk etkili o (.5) Vikoz önümleyiciler, pitonda ulunan ir vikoz akışkanın ir dar ağızdan geçmeye zorlanmaı eaına dayanır (Şekil.). Uygulamada vikoz ıvı ile dolu olan ir ilindirin içinde ulunan pitonun hareketi ile tüketilen enerji vikoz önümleyiciye örnektir.

43 Şekil. Hıza ağlı önümleyicide kuvvet-yer değiştirme ilişkii Bunlarda şekil. da göterilen etkili rijitlik ıfır olup, piton kuvveti adece hıza ağlı olarak ortaya çıkar. Böyle ir vikoz önümleyici pitonunu çapraz olarak alt ve ve üt katlara ağlı olduğunu kaul edelim. Aradaki relatif hıza ağlı olarak pitonda ir kuvvet doğacaktır:. F = c (.6) Relatif yer değiştirmenin harmonik fonkiyonla ifade edileileceği kaul edilerek, piton kuvveti heaplanailir: () t = o inωt F( t) cω o coωt = (.7) Şekil. Vikoz önümleyici Görüldüğü gii, relatif yer değiştirme ile kuvvet arada ir faz farkı ile ortaya çıkar. Yer değiştirme ıfırken, kuvvet makimum olmaktadır. Haluki, yapıdaki elemanlarda kuvvet yer değiştirme ile aynı fazda olup, her ikii irden ıfır veya makimum olurlar. Ayrıca, ıvının özelliğine ağlı olarak kuvvetin yükek hızlarda hıza ağlılığı daha düşük oranlarda olur. Yani; kuvvet hızın, örneğin /3 gii, irden daha küçük ir kuvveti ile orantılı olur.

44 3. TABAN İZOLASYONUNUN TEORİK ESASLARI 3. Lineer Teori Lineer Teori Şekil 3. de göterildiği gii iki kütleli ir yapı modeline dayanmaktadır, m ile Şekil 3. de göterilen kütle, inanın ütyapıını temil etmek üzere planlanmıştır, m ile ifade edilen kütle ie, izolayon itemi üzerindeki temel katının kütleini götermektedir. Yapı rijitliği ve önüm değerleri ıraıyla k ve c ile göterilmiştir. İzolayona ait rijitlik ve önüm değerleri ie k ve c ile göterilmiştir, iki kütlenin mutlak deplamanları u ve u emolleri ile göterilmektedir. Ancak, rölatif deplamanları kullanıp ona göre tarif etmek daha elverişli olacaktır. g u u u u = = ν ν (3.) urada u g, zemin deplamanıdır. Rölatif deplamanların u şekilde tercih edilerek kullanılmaı, özellikle u analiz için çok elverişli olmaktadır. Çünkü ulunacak iki önemli onuç şunlar olacaktır: ν : İzolayon iteminin deplamanı, ve ν : Göreli kat ötelemeidir. Bu nicelikler açıından iki eretlik dereceli modelin temel hareket denklemleri g ü ) m (m k c m ) m m ( + = ν + ν + ν + ν + && & & (3.) g mü k c m m = ν + ν + ν + ν & && & & (3.3) yukarıdaki denklem takımını matri notayonu içinde aşağıdaki gii yazailiriz. g ü m m m M k k v c c m m m M = ν ν + ν + ν ν & & && && (3.4)

45 Şekil 3. İzole edilmiş inanın şematik çizimi Burada M=m+m ifadei yukarıdaki matri notayonunda kullanılıra aşağıdaki eşitlik elde edilir. M.. v +C. v +K v =-Mrü g γ emolü ile göterilen ir kütle oranı tanımlarak m m γ = = (3.5) m + m M ve nominal frekan değerleri olan ω veω aşağıdaki gii verilire ω = k m c β = mω k k ω = ω = (3.6) m + m m ve aşağıdaki gii ir kaul yaparak ω ω = ε ve ε = O( - ) (3.7)

46 [( - ) mertee olarak yüzde virgülden onra iki aamak anlamına gelmektedir., örneğinde olduğu gii] Sönüm faktörleri β ve β aşağıdaki gii verilmektedir. c c ω β = ωβ = (3.8) m + m m Bu nicelikler cininden [(3.) ve (3.)] temel hareket denklemleri aşağıdaki şekle dönüştürülerek yeniden yazılailir. γ & ν + && ν + ω β ν& + ω ν = ü g (3.9a) & ν + && ν + ω β ν& + ω ν = ü (3.9) g Birleşik itemin klaik modları ω ve ω frekanları ile irlikte, () () φ veφ göterilmektedir. olarak φ it = ( φ i, φ i ) i =, Frekanlar için karakteritik denklem, 4 (l γ) ω ( ω + ω ) ω + ω ω = (3.) u denklemin çözümleri: ω (l γ) { ω + ω [( ω ω ) + 4γω ω / } = ] { ω + ω + [( ω ω ) + 4γω ω / } ω = ] (3.) (l γ) ( 3.7 ) de ifade edilen ε tanımı kullanılıra, ω = ω ( γε) ω ω = ( + γε) (3.) γ

47 formuna dönüşerek adeleştirileilirler. ( φ i = ),i =, yardımıyla mod şekilleri elirlenir. φ r = (, ε) r φ =, [ ( γ) ε] γ (3.3) Modal koordinatlarındaki aal yer değiştirmeleri ifade etmek için, ν = q φ () + q φ () () () ν = q φ + q φ (3.4) şeklinde yazılır.burada q ve q zamana ağlı modal katayılardır. Modal üyüklükler M i, L i aşağıdaki gii tanımlanmaktadırlar. M i = φ ir Mφ i M il i ir = φ Mr (3.5) ε da irini dereceden olan u ifadeler yeniden düzenlenire, M = M( + γε) ( γ)[ ( γ) ε] M = M (3.6) γ ve L γε = λε (3.7) = L şeklini alırlar. ( 3. ) ve ( 3.3 ) deki hareket denklemleri içinde yer alan ν, ν ) terimleri, ( () () φ veφ cininden ifade edilerek olura, aşağıdaki formda göterildiği üzere, içinde modal katayıların (q, q ) yer aldığı iki tane denklem ortaya çıkacaktır: & q + & & ωβq + λq + ω q = Lü g (3.8)

48 & q + & & (3.9) λ q + ωβq + ωq = L ü g β ω ve ωβ M i terimleri aşağıdaki eşitlik yardımı ile heaplanır, c it i ω iβi = φ φ c (3.) Yukarıdaki eşitlikten yararlanarak ω β = ωβ ( γε) ω β i i ' lerin (i=,) çözümü ω β = (ωβ + γωβ ) (3.) γ ve uradan hareket ederek β 'ler(i,) i = 3 β = β γε (3.) / β + γβε γε β = (3.3) / ( γ) olarak ulunur. λ veλ yararlanarak heaplanır. ile göterilen etkileşim katayıları aşağıdaki eşitliklerden λ M = φ ()r c c φ () ()r c () λ M = φ = λm c φ (3.4) Böylece λ M c = (, ε) c = c εαc α (3.5) a = [ ( γ) ε] γ Denklem ( 3.6 ) da ifade edilen (M, M ) yi kullanarak,

49 λ = {(/ γ)[ ( γ) ε] } ωβm ε ωβm M( + γε) = ωβ ( γε) ε ωβ ( γε) = ω [ β ( γε) ε / β ] (3.6) ve λ = {(/ γ)[ γ) ε] } ωβm ε ωβm [M( γ) / γ][ ( γ) ε] γ = ( ω β εωβ )[ + ( γ) ε] γ = { β [ + ( γ) ε] ε / β } γ ω (3.7) γ şeklinde onuçlanır. Yapıal uygulamaların çoğunda, önümün yeterince küçük olduğu diyagonal olmayan ileşenlerin (urada λ ve 'dir) etkiinin ihmal edileilir olduğu kaul λ edilmektedir. Gerekli çözüm, ayrık hareket denklemlerinden elde edileilir, yani, & q ωβq + ω q = Lü g + & & q + & (3.8) ωβq + ωq = L ü g Eğer yer hareketinin zamana ağlılığı ü g (t) iliniyora, q (t) ve q (t) olarak göterilen modal ileşenler aşağıdaki denklemlerden heaplanailir. t L t ω β r = ü g (t τ)e in ωτ dτ (3.9a) ω q t L t ω β r = ü g (t τ)e in ωτ dτ (3.9) ω q q ve q nin makimum değerleri ie aşağıda göterildiği gii verileilir.

50 q max D β = L S ( ω, ) (3.3a) q max D β = L S ( ω, ) (3.3) Burada ( ω, β); yer hareketinin ω frekanında ve β önüm faktörü için S D yerdeğiştirme davranış pektrumudur. Sözkonuu davranış pektrumundaki en üyük değerlerden, yapının ve izolayon iteminin en üyük yer değiştirme miktarlarım tahmin etmek için karelerin toplamının karekökü (SRSS) yöntemini kullanmak gereklidir. İzolayon itemi makimum yerdeğiştirmei ve yapıal şekil değiştirme değerleri aşağıda gii verilmiştir. () () / [( φ q ) + ( φ q ] ν (3.3a) = max max ) max () () / [( φ q ) + ( φ q ] ν (3.3) = max max ) max (3.6), (3.7), (3.3a) ve (3.3) denklemlerinden elde edilen onuçları çözüme dahil ederek pektral deplamanlar ν {[ L S ( ω, β )] + [L S ( ω, β } / = max D D )] = {( γε) [S ( ω, β )] + γ ε [S ( ω, β )] } / ve (3.3) D D ν ( ) [S (, )]. γ = max ε γε D ω β + γ ε [ ( γ) ε] [S D ( ω, β )] / {( γε) [S ( ω β )] + [ ( γ) ε] [S ( ω, β )] } / = ε (3.33) D olarak elde edilir. Genellikle yükek frekanlardaki (örn. ω ) yer değiştirmenin, daha düşük frekanlardaki (örn. ω ) yer değiştirmeden çok daha küçük olduğu deprem D

51 pektrumları için D )], ( S [ β ω ε terimi ihmal edileilir. Bu durum aşağıdaki onucu vermektedir. ), ( )S ( D max β ω γε = ν (3.34) Eğer ε den yükek terimleri ihmal ederek, yapıal şekil değiştirme veya ütyapıda meydana gelecek en üyük göreli kat ötelemei, / D D max ] ), ( S ), ( S [ β ω + β ω = ε ν (3.35) olarak verilmektedir. Benzer olarak taan keme kuvveti katayıı, C, max max m k C ν = ω ν / D D ] ), ( S ), ( S [ β ω + β ω ε ω = / D 4 D 4 ] ), ( S ), ( S [ β ω ω + ε β ω ω = / A A ] ), ( S ), ( S [ β ω + ε β ω = (3.36) ifadei ile göterilir. Yalnız ilk terimleri göz önünde tutarak aşağıdaki denklemleri elde ederiz. ), ( S S D v max β ω = ε ω ε = ν (3.37a) ), ( S S D v max β ω = ω = ν (3.37) ve heap taan keme kuvveti katayıı C, aşağıdaki denklem ile tarif edilir. m v k C ν = ω = / A / v ), ( S S γ ε + β ω ω ω + ε ω = ), ( S A β ω

52 Yukarıdaki ifadeler şunu elirtmektedir: Küçük değeri ve tipik ir taarım pektrumu için izolayon itemi en azından aşlangıç aşamaında S ( ω, β ) gii ir ağıl taan yerdeğiştirmei için taarlanailir. Aynı durumda inanın taarımı için ie S ( ω, β ) gii ir taan keme kuvveti katayıı alınarak yapılailir. A D C = S ( ω, β ) olan ankatre taanlı ir yapı ile karşılaştırıldığında, taan keme A kuvvetinde meydana gelen azalma S ( ω, β ) /S ( ω, β ) oranı ile verilmektedir. A A Sait hız pektrumu için u oran ω / ω ya da kaaca / ε ile verilmektedir. Bu durumda genellikle β, β ' den daha üyük olacağı için, taan keme kuvvetinde meydana gelen azalma, olmaı gerekenin altında kalır. 3. Teorinin Bina Türü Yapılara Uygulanmaı 3.. Çok Seretlik Dereceli Sitemlerin Hareket Denklemleri Daha önceden geliştirilen ait lineer modelin iki eretlik dereceli item için analiz, çok katlı inalar için de uygulanailir. Kütle matrii M, önüm matrii C ve rijitlik matrii K olan ir yapı itemini ele alalım. Konvaniyonel yapı itemi için, her ir eretlik dereceinin yere göre göreli yerdeğiştirmei Mü + Cü + Ku = Mrü g (3.38) formundaki hareket denklemi ile verilir. Burada r, her ir eretlik dereceini yer hareketiyle etkinleştiren ir vektördür. Bu yapıal model, taan kütlei m rijitliği k ve önümü c olan ir taan izolayon iteminin ütüne oturtulduğunda denklem (3.36) nın yeni formu, M& ν + Cν & + Kν = Mr(ü + & ν ) (3.39) g olur. Burada, ν : Taan döşemeine göre yerdeğiştirme ve ν : Taan döşemeinin yere göre yerdeğiştirmeidir. Bina ve taan izolayon iteminin oluşturduğu irleşik itemin hareket denklemi; T r M( & ν + r&& ν + rü ) + m (&& ν + ü ) + c ν& + k ν = (3.4) g g

53 Bu aşka formda, & && & m )ü (3.4) T r Mν + (m + m ) ν + cν + k ν = (m + g yazılailir. Denklem.4 da verilen r T Mr izolayon iteminin taşıdığı toplam kütledir. Matri formunda, üt yapının toplam kütlei, m+m ie M.. v +C. v +K v =-Mrü g (3.4) şeklini alır. Yukarıdaki ifadede yer alan matrilerin açılımları aşağıdaki giidir: * m + m r M = Mr T M M C * c = C K * k = K * r * = v ν = v 3.. Çok Seretlik Dereceli Sitemlerin Modal Analizleri Ankatre menetli yapıların doğal modlarının iliniyor olduğu varayılır ve u doğal modlar φ i [i =,..., N] ile adlandırılırlar. Bu mod şekillerinin terimlerini kullanarak, yapının her ir eretlik dereceindeki yerdeğiştirmei aşağıda verildiği gii N q i i= i v = φ (3.43) ile heaplanailir. Doğal frekanlar, ω i M i i φ ωi = Kφ (3.44) denklemi ile verilir. Aşağıdaki varayım yapılmıştır. φ i Cφ j = i j ie. Hareket denkleminin matri formu N+ ayıda denklem takımına indirgeneilir.

54 ν i= T i r Mφ & q + (m + m )&& ν + c ν& + k ν = (m + m )ü (3.45a) i g ve & q + ω β q& + ω q = L (& ν + ü ) i,..., N (3.45) i i i i g = yazılır. Burada L i, ankatre menet durumunda modların katılım faktörleridir. L i T i φ Mr = (3.46) T i i φ Mφ dir. Ankatre menet durumunda modal kütleler, T M i M i i = φ φ (3.47) olarak verilir. Denklemler aşağıdaki formda yazılailir. N i= LiM i m + m & q + && ν + ω β ν& + ω ν = ü (3.48) i g L & ν + && q + ω β q& + ω q = L ü i,..., N (3.49) i i i i i i i i g = Genelde taan izolayonlu yapılarda irinci modun ütündeki modlar, ütyapı ve izolayon iteminin taarımında hiçir rol oynamazlar. Bu nedenle analizde irinci mod dikkate alınmalıdır. Yukarıdaki hareket denklemleri, 3.9a ve 3.9 denklemleriyle verilen tek eretlik dereceli izole edilmiş itemin hareket denklemleri ile karşılaştırılarak, ν yerine L ν ve ü g yerine L i ü g kullanılıra ve m γ = m + m = m M ile L tm γ = m + m

55 yer değiştirire; L M m & q + (L && ν ) + ω ü β (Lν& ) + ω (Lν ) = L g + m ( L & && & (3.5) ν ) + q + ωβq = Lü g elde edilir. Bu denklemlerin çözümü onucunda q, tek eretlik dereceli itemdeki ν çözümüne karşı gelir. Tek eretlik dereceli item için elde edilmiş olan yerdeğiştirme ve taan keme kuvveti katayıı değerleri, ν = SA ( ω, β ) (3.5) max ω ve * * * * / = [SA ( ω, β ) + ε ( γ) SA ( ω, β (3.5) C )] Çok eretlik dereceli item için yukarıda yer alan ifadeler, aşağıdakilerle yer değiştirir. Makimum göreli taan yerdeğiştirmei aşağıdaki gii verilir: Lν = LSA ( ω, β ) (3.53) max ω Fakat L terimi eşitliğin her iki tarafında ulunduğu için onuç öncekiyle aynı olur. Taan keme kuvvetini elde etmek için q max * * * * ε L tsa ( ω, β ) ε L tsa ( ω, β ) = + * 4 * 4 (3.54) ( ω ) ( ω ) / üyüklüğü kullanılailir. Burada * * ω,β daha önce heap edilenlerle aynıdır. ε, ε ω ile yer değiştirir. Bağıl yerdeğiştirme vektörü ν, = ω / () ν = qφ (3.55)

56 ile verilir ve önüm katılımları ihmal edilerek, her ir elemandaki atalet kuvvetleri aşağıdaki gii heaplanır. F (t) () = Kν = qkφ = qmφ ω (3.56) Ütyapı için toplam yatay kuvvet T r F = q ω L M (3.57) ile heaplanır ve u ifade taan keme kuvveti katayıı C cininden ifade edilire, T C m = r F (3.58) Böylece, C L M = m * [ L S ( ω, β ) + (l γ ) ε L S ( ω β ] * / t A t A, * [ S ( ω, β ) + (l γ ) ε S ( ω β ] / L M t = t, * A A (3.59) m şeklinde yazılır, []. Burada, daha önce ifade edildiği gii ε = ω / ω dir.

57 4. TABAN İZOLASYONLU YAPILARIN TASARIMI İLE İLGİLİ GEÇERLİ YÖNETMELİKLER 4. Giriş Türkiye'de, afet ölgelerinde yeniden yapılacak, değiştirilecek, üyütülecek, onarılacak ya da güçlendirilecek remi ve özel tüm inaların ve ina türü yapıların ağlı olacağı teknik şartlar "Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik" adlı şartnamedeki ilkelere uyularak yerine getirilir. Ancak yine u yönetmeliğin 5. No lu, Kapam Başlığı altındaki şartlardan dördüncü ve eşinci maddelerde ıraı ile şöyle denilmektedir, []: Yapı taşıyıcı itemini deprem hareketinden yalıtmak amacı ile, temelleri ile zemin araında özel item ve gereçlerle donatılan veya diğer aktif ve paif kontrol itemleri ulunan inalar için u Yönetmelik hükümleri uygulanamaz. Her türlü kapam dışı yapılara uygulanacak ealar, kendi ö:el yönetmelikleri yapılıncaya dek, yapımları denetleyen Bakanlıklar tarafından çağdaş ululararaı tandartlar göz önünde tutularak özel olarak aptanacak ve projeleri u ealara göre düzenlenecektir. Ortaya konulan yukarıdaki şartlar doğrultuunda, u tez çalışmaı için; Amerika Birleşik Devletieri'nde yürürlüğe konulmuş ve taan izolayonlu inaların taarımı için şartlar içeren yönetmelikler göz önüne alınmıştır. Amerika Birleşik Devletieri'nde taan izolayonlu inaların taarımı için, halen kullanılmakta olan iki yönetmelik ulunmaktadır. Bunlardan irincii, Uniform Building Code'un, "International Conference of Building Official" tarafından yayınlanan 997 yılı akııdır.bu yönetmeliğin literatürdeki imi UBC - 97 olarak geçmektedir. İkincii ie "Title 4, Part of the California Code of Regulation, Diviion III" tür. Literatürde imi OSHPD-96 olarak geçmektedir. Title 4,UBC 94'e çok enzer olmakla irlikte, özellikle taan izolayonlu hatane yapılarına ve

58 Kaliforniya eyaletine ağlı diğer kamu inalarına yönelik olarak, daha özenli şartları da içermektedir. Yeni inaların taarımını düzenlemek amacıyla, UBC ve OSHPD-96 yönetmelikleri izolayon yöntemi kullanılarak mevcut inaların iyileştirilmeine yönelik şartları içermemektedir. Ancak yine de pek çok iyileştirme projeinde UBC Yönetmeliği'nin ortaya koyduğu düzenlemeler yakından takip edilmektedir. Ayrıca UBC Yönetmeliği, düşey izolayon konuuna hitap etmemektedir. Düzenlemeler, İzolayon itemleri ile ilgili olarak kein olmayan ir dille yazılmıştır. Yani hiçir izolayon itemi "kaul edileilir" nitelikte tanıtılmamıştır. Ancak yönetmelik şartları, tüm izolayon itemlerinin; gerekli deplaman için tail olmaı gerektiğini, artan deplamanla eraer artan ir dayanım temin etmei gerektiğini ve tekrarlı yükleme durumunda özelliklerinin azalmamaı gerektiğini şart kılmıştır. Bu yönetmeliklerin altında yatan felefe şudur: u düzenlemeler kullanılarak taarlanmış izolayonlu ir yapının, orta ve yükek şiddetteki depremler durumunda ankatre temelli ir yapı gii davranış ergilemei eklenmektedir. Yönetmeliğin amacı yapının maliyetini düşürmek değil ancak yapıya ve onun içindekilere gelecek haan ınırlandırmaktır Bunu ağlarken, taan İzolayonunun şu avantajı gözden kaçmamalıdır: Taan İzolayonu, yapıda elatik ir davranışa ve üyük ir deprem itkii için düşük kat ivmelerine izin vermektedir. Bu yönetmelikler ve taarım anahatları; "Structural Engineer Aociation of Northern California - SEAONC" nin ir alt komitei tarafından 98'lerde geliştirilen taarım anahatlarından yavaş yavaş geliştirilmiştir. 986 yılında SEAONC, "Sarı Kitap" olarak ilinen ve "Tentative Seimic Iolation Deign Requirement" aşlıklı ir elge yayınladı. Bu elgede onaya konulan şartlar, SEAONC tarafından taviye edilen muhtelif yöntemler için, kaynak vazifei görmüştür. Ayrıca u şartlar, Amerika Birleşik Devletleri'nde depreme dayanıklı inaların taarımı için kullanılan UBC Yönetmeliğinin çeşitli akılarında yürürlüğe konulmuştur. Son kitapta üzerinde en çok önemle durulan konular; eşdeğer yanal kuvvet yöntemleri ve ankatre temelli yapıların taarımı için gerekli olan imik taleplerin merteei idi. O da, 5 yıllık ir periyotta aşılmaı olaılığı % olan ir yer hareketidir. Bu yönetmeliklerde, dinamik analiz yöntemlerine izin verilmiş ancak aitçe, tatikçe eşdeğer formüller taarıma yönelik minimum ir düzey ağlamıştır.

59 UBC Yönetmeliği'ndeki Taan İzolayonlu Yapılara Yönelik Şartlar 4.. Simik Tehlike Düzeyi Model olarak alınan UBC - 97 Yönetmeliğinde, iki düzeyli imik tehlike yaklaşımı ele alınmaktadır. Bunlar aşağıda elirtilmiştir, [8]: Taarım Ealı Deprem, "Deign Bai Earthquake" (DBE) 5 yıl içinde aşılmaı olaılığı % olan (itatikel olarak tekrar periyodu ~5 yıl olan depreme karşılık gelen) yer arıntııdır. Olailecek En Büyük Deprem, "Maximum Capale Earthquke" (MCE) Bina ahaında, meydana gelmei ekleneilecek en üyük düzeydeki yer arıntııdır yıllık zaman diliminde aşılmaı olaılığı % olan (İtatikel olarak tekrar periyodu yıl olan depreme karşılık gelen) yer arıntııdır. 4.. Taarım Yöntemleri UBC Yönetmeliği'nin önceki akılarında, tatikçe eşdeğer taarım yönteminin üzerinde önemle durulmuştur. Bu yöntemde, taan izolayonlu ir yapıda meydana gelen deplamanların izolayon eviyeinde toplanmaı gerçeğinden faydalanılmakta ve öylece ütyapı neredeye rijit ir ciim gii hareket etmektedir. Taarım tek ir titreşim moduna dayandırılmıştı ve ütyapı için taarım kuvvetleri, heap yer değiştirme durumunda izolatörlerde ortaya çıkan kuvvetlerden heaplanmaktaydı. Bu durum çok ait ir taarım işlemi ile onuçlanmıştır. Bununla eraer yönetmelik yavaş yavaş geliştikçe, dinamik analizin kullanılmaının zorunlu hale geldiği durumların ayıı da artmıştır. Nihayet, gerekli olmayailecek durumlarda dahi, dinamik analizin kullanılmaına yönelik teşvikler yönetmeliğin içine dahil edilmiştir. Tüm imik izolayon taarımları için ir tatik analiz ortaya koymak zorunludur. Bu durum, taarım deplamanları ve taarım kuvvetleri için minimum ir eviye teşkil etmektedir. Statik analiz hem izolayon iteminin ön taarım ve dinamik analizin gerekli olduğu yapı için, hem de taarımın yeniden gözden geçirilmei adına yararlı olmaktadır. Hatta azı özel koşullar halinde tatik analiz, kullanılan tek heap yöntemi olailmektedir.

60 UBC - 97 Yönetmeliği'nde, dinamik analiz pek çok durumda gereklidir (OSHPD-96 Yönetmeliği'nde ie her durum için). Yapılacak olan dinamik analiz, davranış pektrumu analizi ya da zaman tanım alanında yapılan analiz şeklinde yürütüleilir. Yapının ulunduğu yerel zemin koşullarına ağlı olarak aşağıdaki durumlarda pektral analiz gerekmektedir: İzole edilecek yapı S 3 ya da S 4 gii yumuşak ir zemin üzerine oturuyora, İzole edilecek yapı ilinen aktif ir fay hattına km meafe yakınlığında ulunuyora, İzole edilecek yapının olailecek en üyük deprem periyodu 3 aniyeden üyüke pektral analiz gereklidir. Davranış pektrumu analizinin gerekli olduğu haller aşağıda ıralanmıştır; Yerel zemin koşullarına ağlı pektrum gerekiyora, Ütyapının yatay ya da düşey yönde düzeniz olmaı halinde, Binanın dört kattan ya da 9.8 m'den daha yükek olmaı halinde, Yapının izolayon periyodunun (DBE), elatik ankatre temelli yapının titreşim periyodundan en az üç kat üyük olmaı halinde gereklidir. Zaman tanım alanında analiz, davranış pektrumu analizinin yerine kullanılailir Ancak izolayon iteminin veya ütyapının yükek derecede nonlineer olmaı halinde, zaman tanım alanında analiz zorunlu hale gelmektedir Kauçuk İzolatörlere Ait Statik Analiz Statik analiz formülleri, yer değiştirmeleri ve kuvvetleri vermekte ve l ile 3 periyot aralığındaki ait hızlı pektraya dayanmaktadır. UBC - 94 ve OSHPD - 96 Yönetmelikleri'nde, ait hız pektrumunun değeri "Applied Technology Council - ATC - 3-6" şartından türetilmiştir. Z =.4, S = I ve % 5'lik ir önüm için hız değeri.6 m/' dir. Buradan yola çıkarak S D yer değiştirme pektrumu aşağıdaki gii verilmiştir. SV T Z SD = = * *(.6) =. 5ZTm ω π 4 (4.)

61 Burada pektrum, ir zemin faktörü ve ir önüm katayıı ile değiştirilmekte ve ardından diğer imik ölgeler için ayarlanarak taarım yer değiştirmei D'ye ulaşılır. Heaplanacak üç yer değiştirme düzeyi aşağıda ıralanmıştır: D, Taarım yer değiştirmei; DBE merteeindeki deprem durumu için izolayon iteminin rijitlik merkezindeki yer değiştirmedir. D T, Toplam taarım yer değiştirmei; D yönündeki urulma yer değiştirmei ileşenini de içerecek şekilde, inanın ir köşe noktaındaki menet yer değiştirmeidir. D TM, Toplam makimum yer değiştirme; MCE düzeyindeki ir deprem durumu için heaplanan toplam taarım yer değiştirmeidir. UBC-94 ve OSHPD-96 Yönetmelikleri'nde tarif edilen taarım yer değiştirmei, D, tüm taarım işlemi için aşlangıç noktaı teşkil etmekte ve dinamik analiz kullanılın veya kullanılmaın mutlaka heap edilmek zorundadır. Taarım yer değiştirmei kavramı, ütyapıda meydana gelen deformayonların ihmal edileilir düzeyde olduğu kaulüne dayanmaktadır ve aşağıdaki formül ile heap edilmektedir..5znst I D = (m) (4.) B Burada Z : Simik ölge faktörü (Örneğin 4 no'lu ölge için.4) N : Aktif faya yakınlık faktörü Sı : Zemin faktörü Ti: Saniye cininden efektif periyot B : Sönüm oranı Taarım yer değiştirmei kavramı hala aynı olmakla irlikte, UBC - 97 yönetmeliğindeki formulayon daha karmaşıktır. Birçok ayıda yeni terim yönetmeliğe dahil edilmiştir. Örneğin şu andaki yönetmelikte iririnden farklı altı adet yer değiştirme değeri heaplanmalıdır. Zemin profili tiplerinin ayıı altıya çıkmıştır. Bunlardan üçü; ert kaya, kaya ve yumuşak kayadır. Yine aynı şekilde heaplanmaı gereken dört tane imik katayı ulunmaktadır. Ancak 4 No'lu ölgede aşağıdaki faktörlerin heaplanmaı zorunludur:

62 Simik kaynak tipine ve imik kaynak yakınlığına ağlı olarak değişen N a ve N v katayıları, ZN v 'ye ağlı olarak değişen C AM ve C VM katayıları Taarlanan taan izolayonlu projelerde halen dinamik analiz kullanılıyor olmaına rağmen, tatik analiz hala zorunludur. UBC - 97 Yönetmeliği'ne göre iki temel yer değiştirme değerinin heaplanmaı gerekmektedir. Bunlar D D ve D M ya da ir aşka deyişle izolayon iteminin rijitlik merkezinde meydana gelen DBE ve MCE yer değiştirmeleridir. Bu değerler aşağıdaki formüller yardımıyla heaplanır: D D D M ( g / 4π ) C B VD D = (mm) (4.3.a) D ( g / 4π ) C B M T T VM M = (mm) (4.3.) Burada g C VD ve C VM T D ve T M B D ve B M : Yerçekimi ivmei : Simik katayılar : İzolayon periyotları : Sıraıyla DBE ve MCE düzeyindeki deprem durumlarına karşılık gelen önüm katayılarıdır Bu formüllerdeki C VD ve C VM terimleri; imik ölge faktörü Z 'nin, yerel zemin profili tipinin ve deprem fayına yakınlık faktörlerinden irii olan N v 'nin, irer fonkiyonudurlar Dinamik Analiz Taarım pektrumu, yerel zemin koşullarına ağlı pektrumdur ve aşağıdaki hallerde gereklidir: MCE deprem durumunda görülen periyot değerinin (T m ) 3 aniyeden üyük veya eşit olduğu ya da,

63 Zemin tipinin S E, S F olmaı durumunda veya, Yapı, aktif ir fay hattına km meafe dahilinde ulunuyora gereklidir. UBC - 97 Yönetmeliği gereği, dinamik analiz ayrıca, izole edilmiş yapının efektif periyodunun yani T D 'nin, izolayon itemi üzerindeki elatik ankatre temelli yapının periyodundan üç kat daha fazla olmaı halinde yine gereklidir. Yerel zemin koşullarına ağlı ir pektrumun kullanılmaı halinde, kullanılan u pektrum yönetmelik tarafından elirlenmiş davranış pektrumunun % 8'inin altına düşemez Yapıal Olmayan Elemanlar İçin Diğer Gerekinimler Yapıal olmayan elemanların dayanım taarımına yönelik olarak; ya ankatre temelli yapılar için elirlenen şartlar kullanılır ya da olailecek en üyük davranış deprem yükü heaplanır. İzolayon ara yüzeyinden geçen elemanlar, D TM yer değiştirmei değeri için taarlanmalıdır. Buna karşın, izolayon iteminin altında, ankatre temelli taarım yöntemleri kullanılmaktadır. Buna ek olarak göz önüne alınmaı zorunlu olan aşka detaylı item gerekinimleri ulunmaktadır. Bunlar içinde; çevreel koşullar, rüzgar kuvvetleri, yangına dayanıklılık ve yatay geri döndürücü kuvvet ıralanailir Göz Önüne Alınmaı Gereken Diğer Huular Uniform Building Code'un tüm veriyonlarında anlatılan taan izolayonu düzenlemelerinde, üzerinde ırarla durulan özelliklerden ir tanei de deprem kayıtlarının ölçeklendirilmeidir, yani ir davranış pektrumu gii unulmaıdır. Yönetmelik alen, iki taraflı yer hareketini dikkate almak amacıyla hedef pektrumda % 3'luk ir artışı zorunlu kılmaktadır. Taan izolayon itemlerinin daima izotropik olmalarına karşın, makimum izolatör yer değiştirmei de her yönde olailmektedir. Bu nedenle makimum yer değiştirme için kullanılan temel tatik formüllerin, her yönde uygulanmaı amaçlanır. Dinamik analizin, neden iki yönlü yer değiştirmeleri kapamaı gerektiği açık değildir. Ayrıca u gerekinim, eki tip (konvaniyonel) yapılardaki detay itemlerin taarım şartlan ile doğrudan çelişmektedir. Bu taarım şartlarında şöyle ifade edilmektedir: "Öyle elemanlar taarlanır ki, ir yönde önceden tarif edilmiş taarım deprem yüklerinin % 'ü için ve una ek olarak o yöne dik doğrultu için de önceden tarif edilmiş deprem

64 yüklerinin % 3 u için, iririne dik (ortogonal) etkilerin şartları yerine getirilmelidir". Prototip izolatörlerin kapamlı ir şekilde tet edilmei için gereken şartlar UBC Yönetmeliği'nin önceki veriyonlarından alınmıştır. Denetleme İşlemi için yeni şartlar eklenmiş ve azı eki şartlar yenileriyle değiştirilmiştir Bu yeni şartlar içinde; periyodik gözlemleme, izolayon iteminin onanım ya da iyileştirilmei ve yatay yer değiştirme için ir gözlem cihazı kullanılmaı gii konulara yönelik şartlar ulunmaktadır.

65 5. SÜRTÜNMELİ SARKAÇ TİPİ İZOLATÖRÜN MEKANİK KARAKTERİSTİKLERİ ve MODELLENMESİ Earthquake Protection Sytem Inc. Firmaı tarafından dizayn edilerek üretilen ürtünme ealı arkaç tipi izolatörler (Friction Pendilum) yapının taşıyıcı itemleri araına yerleştirilen malzemelerdir. Yapının alınım periyodunu artırarak yıkıcı özellik taşıyan kritik ölgeden uzaklaşmaını ve yatay deprem kuvvetlerinden minimum şekilde etkilenmeini temin eder. İzolatör, deprem tarafından zorlandığında alt ve üt plakaları araında yer alan çelik küre konkav şekilde üretilmiş olan alt plakanın üzerinde kaymaya aşlar ve üzerindeki yapının arkaç miali küçük alınımlar yapmaını ağlar. Oluşan dinamik ürtünme kuvveti deprem enerjiinin önümlenmeini ağlar. Sonuç olarak; izolatör, deprem anında yapıya aktarılan arıntı hareketlerini üyük oranda düşürmekte ve yapıyı izole etmektedir. Sürtünmeli arkaç itemlerin geometrii ve taşıdıkları ağırlık, önemli parametrelerdir. Çünkü, u itemin davranışı ait ir arkaç hareketinin temel preniplerine dayanır. Sürtünmeli arkaç tipteki izolatör ile menetlenen yapı deprem hareketine karşı küçük genlikli arkaç hareketi ile tepki vereilmektedir.

66 Şekil 5. Sürtünmeli arkaç tipi izolatörün hareket şekli Titreşim periyodu, kütleden ağımız ancak içükey yüzeyin eğrilik yarıçapına ağlıdır. Böylelikle, yapının izolayon periyodu tek parametreye ağlı olduğundan deprem ıraında yapılarda urulma etkii yaratmaz. İzolatörlerin tatik ürtünme kuvveti aşıldığında izolayonlu periyot aktif hale gelmektedir. Şekil 5. Sürtünmeli arkaç tipi izolatörün periyot-ivme grafiği Simik izolatörün dizayn aşamaında Periyodu Düşey yük taşıma kapaitei Deplaman kapaitei Enerji önümleme kapaitei Gerilme kapaitei Rijitlik özellikleri Sürtünme değeri gii özellikleri tayin edilmektedir. 5. Sürtünmeli Sarkaç Tipi Taan Yalıtımı Siteminin Analizi Şu anda yürürlükte ulunan 998 Türkiye Deprem Yönetmeliği nde imik izolayonla ilgili ir kayıt ulunmamaktadır. Amerika da kullanılan FEMA 356

67 Guideline for the Seimic Rehailitation of Building imik yalıtımla ilgili teknik inceleme ve analizler içermektedir. Bu çalışmada da faydalanılan FEMA 356 Bölüm 9 Seimic Iolation and Energy Diipation, imik analiz iteminin analiz ve dizayn kriterlerini anlatmaktadır, [6]. FPS kayıcı izolatörlerin teknik özellikleri aşağıda özetlenmiştir. 5.. Sürtünmeli Sarkaç Tipi İzolatörün Mekanik Karakteritikleri Dinamik ürtünme katayıı, hız ve ana iki afhanın fonkiyonudur, [7]. i) Sait Mod: Bu mod; deprem yükleri, kayıcı yüzeyde oluşan tatik ürtünme kuvvetlerinden küçüke geçerlidir. ii) Kayıcı Mod: Bu mod; deprem yükleri, kayıcı yüzeyde oluşan tatik ürtünme kuvvetlerinden üyüke geçerlidir. Böylece tema yüzeyinde ıfırdan farklı göreli kayma hızı meydana gelir. FPS yalıtım iteminin rijitlik parametreleri Denklem 5. de verilmiştir. K i = µ.w D y kn/m (5.) Burada; K i : Sait moddaki aşlangıç rijitliği µ : Sürtünme katayıı W : Herir izolatör tarafından taşınan düşey yük D Y : Kaul deplamanı, çok küçük olup yaklaşık,5 mm dir. Kayıcı moddaki rijitlik K FPS, Denklem 5. de verilmiştir. K FPS = R W kn/m (5.) Burada; R : Konkav yüzeyin eğrilik yarıçapı, oluşan kuvvet F, denklem 5.3 de verilmiştir.

68 W F = µ W + D R kn (5.3) Burada; D : İzolatörde meydana gelen yerdeğiştirmedir. Yalıtımlı itemin periyodu T, eğrilik yarıçapına ağlıdır. T = R π (5.4) g Burada; g : Yerçekimi ivmei 9,8 m/ Efektif rijitlik K eff, denklem 4.5 de verilmiştir. K eff = D F (kn/m) (5.5) Ve efektif periyod T eff, T eff = W π (5.6) K g eff İzolatörün efektif önüm oranı, B, denklem 5.7 ile ifade edilir. B = µ π µ + D / R (5.7) Yalıtımlı itemin makimum deplamanı, D m, denklem 5.8 ile ifade edilir. D m = g 4π Sx *T B m effm (m) (5.8) Burada; Sx : Herhangi ir önümde ve herhangi ir deprem tehlike eviyeinde, periyotta pektral ivme parametrei.

69 Toplam makimum deplaman, D Tm, Denklem 5.8 ile heaplanan makimum deplamanın, katından küçük olamaz. Kayıcı yalıtım itemlerinde, yatay ve düşey yükler araındaki ilişki lineerdir (Denklem 5.5). Bundan dolayı taşıyıcıların mekanik davranışlarında oluşan devrilme momentinin etkii küçüktür ve ihmal edileilir. 5. Taan İzolayonlu Yapıların Nonlineer Analizi için Kullanılan ETABS Bilgiayar Programında, İzolatör Özelliklerinin Nonlineer Link Elemanı Olarak Modellenmei ETABS ilgiayar programı; onlu elemanlar yöntemini kullanarak, yapıların üç oyutlu tatik ve dinamik analizi ile taarımlarını yapailmektedir. ETABS ilgiayar programının nonlineer veriyonunda yerel nonlineer özellikler Nonlineer link elemanları ve Nonlineer Özellikler aşlıkları altında verilmiştir. Bu program vaıtaıyla modelleneilen link elemanları aşağıda ıralanmıştır. Vikoelatik önüm ağlayan Damper elemanı, Yalnız aınca çalışan Gap ve yalnız çekmeye çalışan Hook elemanları, Tek ekenli platiite özelliği ağlayan Platic, İki ekenli platiitee özelliği ağlayan Iolator ve Sürtünmeli arkaç tipteki taan izolatörü olan Iolator dir. Taan izolayonu yapılarda kullanılan izolatörler için, nonlineer karakterli kuvvet yerdeğiştirme ilişkileri, yerel nonlineer özellikleri izin vereilme yeteneği atayailen aşka ilgiayar programları da mevcuttur. Bu programlar içinde N-PAD (Bae Iolation Conultant, San Francico, CA), SAP (Computer and Structure, Berkeley, CA), 3D-BASİS (State Univerity of New York, Buffalo), DRAIN-3D (Univerity of California, Berkeley ) ıralanailir. Bu çalışmada üç oyutlu yapı elemanlarının analitik modellenmei için ETABS ilgiayar programı kullanılmıştır. Bu nedenle ETABS ilgiayar programında, ürtünmeli arkaç tipteki taan izolatörlerinin nonlineer link elemanı olarak analitik modellenmeinin naıl yapıldığından ahedilecektir.

70 Şunu da elirtmek gerekmektedir ki, nonlineer davranış yalnızca nonlineer zaman tanım alanında yapılan analizler ıraında ergilenmektedir. Diğer tüm analizler için Nonlineer link elemanı lineer davranış göterecektir. Her ir nonlineer link elemanının altı adet ayrı yaydan teşkil olduğu kaul edilmektedir. Buradan anlaşılacağı üzere, nonlineer link elemanı için altı eretlik derecei tanımlanailir. Söz konuu eretlik dereceleri ıraıyla ekenel, kayma ve urulma şekil değiştirmei ve üç adet alt eğilme deformayonlarıdır. Her ir yay irtakım çift yönlü özelliklere ahiptir. Yaylar: Tüm lineer analizler için kullanılan, lineer efektif rijitlik ve efektif önüm özelliklerine ve Sadece nonlineer zaman tanım alanındaki analizler için kullanılan, lineer olmayan kuvvet-deformayon ilişkiine ahiptir. İkinci özellikte anlatılmak itenen; nonlineer link elemanı, zaman tanım alanlı nonlineer analiz dışındaki diğer tüm analizlerde, lineer davranış göterdiği kaul edilerek çözüme katılır. Herhangi ir eretlik derecei için nonlineeer özellikler elirtilmemişe, lineer rijitlik özellikleri zaman tanım alanındaki nonlineer analizde kullanılır. Lineer efektif önüm özelliği ie, yalnızca davranış pektrumu analizlerinde ve lineer zaman tanım alanındaki analizlerde kullanılır. Yayların nonlineer kuvvet-yerdeğiştirme ilişkişi, modellenen davranış tipine ağlı olarak ayrık ya da irleşiktir. ETABS ilgiayar programında Nlink elemanlar, iki düğüm noktalı ve tek düğüm noktalı (yere menetlenmiş) olmak üzere iki tiptir. Bu tez çalışmaında tek düğüm noktalı Nlink elemanlar kullanılacaktır. Nlink elemanı tek düğüm noktalı ie, uzunluğu ıfır olarak alınır ve lokal koordinatı ekenel koordinattır. Z ekeni, gloal eken olarak alınır ve pozitif yön yukarı yöndedir. İki ekenli izolatör modelinde uzunluk onuz alınırken, lokal ekeni, i düğüm noktaını j düğüm noktaına ağlayan koordinat olarak alınmaktadır. ve 3 lokal ekenleri, lokal ekeni ve Z gloal ekenine göre elirlenir. - lokal düzlemi, Z gloal ekenine paralel ve düşey olarak alınır. Buna karşın 3 lokal ekeni ie, x-y düzlemine yatık ve daima yataydır. lokal ekeni, gloal Z ekenine göre düşey iken; gloal X ekeni oyunca yatay olarak alınır.

71 İki düğüm noktalı izolatörlerde deformayonlar aşağıda ifade edildiği giidir: Ekenel : d u = u j u i - Düzleminde kayma : d u = u j u i d j r 3j (L d j ) r 3i -3 Düzleminde kayma : d u3 = u 3j u 3i d j3 r j (L d j3 ) r i Burulma : d r = r j r i -3 Düzleminde alt eğilme : d r = r i r j - Düzleminde alt eğilme : d r3 = r 3j r 3i Yere menetlenmiş tek düğüm noktalı izolatörlerde, i düğüm noktaındaki deformayonlar ıfırdır. Yukarıdaki eşitliklerde yer alan parametreler aşağıda açıklanmaktadır. u i, u i, u 3i, r i, r i, r 3i, u j, u j, u 3j, r j, r j, r 3j, : i düğüm noktaındaki yerdeğiştirmeler, : i düğüm noktaındaki dönmeler, : j düğüm noktaındaki yerdeğiştirmeler, : j düğüm noktaındaki dönmelerdir. d j, d u deformayonunun oluştuğu yerin j düğüm noktaına olan uzaklığıdır ve varayılan olarak ıfır alınır. d j3, d u3 deformayonunun oluştuğu yerin j düğüm noktaına olan uzaklığıdır ve yine varayılan olarak ıfır alınır. L eleman uzunluğudur. Elemanın rijit hareketi halinde, tüm deformayonlar ıfır olacaktır. Aşağıda Şekil 5.3 de Nlink elemanı için tanımlanan deformayon şekilleri göterilmiştir. d j ve d j3 farklı değerler alailmekle eraer, genellikle ürtünmeli arkaç izolatör tipinde iririne eşit değerdedir.

72 a) Ekenel ) Keme c) Eğilme Deformayon Deformayonu Deformayonu Şekil 5.3 Nlink elemanı için tanımlanan deformayon şekilleri Aşağıdaki Şekil 5.4 de ie, Nlink elemanı için tanımlanan ve üzerinde eretlik dereceleri görülen yay elemanı göterilmiştir. Şekil 5.4 Nlink elemanı için tanımlanan altı eretlik dereceli yay elemanı Bu deformayonlara karşılık gelen yay kuvvetleri, elemanın davranışını elirler. Ekenel Kayma Burulma : d u için f u : d u için f u ve d u3 için f u3 : d r için f r

73 Salt Eğilme : d r için f r ve d r3 için f r3 Burada f u, f u ve f u3 iç yay kuvvetleri; f r, f r ve f r3 ie yay momentleridir. Bu kuvvetler ıfır, lineer ya da nonlineer olailir. Bunun yanı ıra ağımız ya da irirleriyle etkileşimli olailirler. Eleman iç kuvvetleri P, V, V 3 ve iç momentleri T, M, M 3 çuuk elemanlardaki giidir ve Şekil 5.5 te göterilmiştir. Şekil 5.5 Nlink elemanında iç kuvvet ve momentler Ekenel : P = f u - düzleminde kayma : V = f u M 3 = ( d d j ) f u -3 düzleminde kayma : V 3 = f u3 M = ( d d 3j ) f u3 Burulma : T = f r -3 Düzleminde alt eğilme : M = f r - Düzleminde alt eğilme : M 3 = f r3 Kayma ve alt eğilme etkileri eraer düşünüldüğünde; M = M + M M 3 = M 3 + M 3 olacaktır.

74 Bu iç kuvvet ve momentler, nonlineer link elemanının her enkeitinde mevcuttur. İç yayların her irinin lineer davranış götermei halinde yay kuvveti ve deformayon ilişkileri, matri formunda aşağıdaki gii ifade edileilir: = r r r u u u r r r u u u r r r u u u d d d d d d k k k k k k f f f f f f (5.9) Buradaki k u, k u, k u3, k r, k r, k r3 değerleri iç yayların lineer rijitlik katayılarıdır. Yere menetlenmiş elemanda j noktaı için iç kuvvetler ve yerdeğiştirme ilişkileri matri formunda aşağıdaki gii ifade edileilir: j u j r u j r u j r u j u j u u j u u j r r r u u u k d k k d k k d k k d k d k k d k k M M T V V P + + = (5.) Rijitlik terimlerinin önüm katayıları ile, yerdeğiştirmelerin ie kendine karşılık gelen hız değerleri ile yerdeğiştirmei halinde lineer önüm davranışı için enzer matri formunu elde etmek mümkündür. Her ir iç yaya karşılık gelen eretlik dereceleri için altı adet lineer efektif rijitlik katayıı elirlemek gerekir. Lineer efektif rijitlik katayıı, Nlink elemanın toplam elatik rijitliğini ifade eder ve u katayı lineer analizlerin hepinde kullanılır. Örneğin tatik analiz, P-delta analizi, modal analiz, hareketli yük analizi, davranış pektrumu analizi ve lineer ve periyodik zaman tanım alanında analiz gii. Bu analiz tiplerinde, gerçek nonlineer özellikler dikkate alınmamaktadır. Ayrıca lineer efektif rijitlik, nonlineer zaman tanım alanında yapılan ir analiz ıraında tüm eretlik dereceleri için, titreşim modlarının elde edilmeinde kullanılır. İzolatör özelliği, iki doğrultudaki ortogonal ve etkileşimli kayma deformayonları için ürtünmeli davranış göterir. Kayma doğrultularında kayıcı yüzeyin eğrilik

75 yarıçapına ağlı olarak kayma onraı rijitlik oluşturur. Bu izolatör, ekenel doğrultuda gap (oşluk adece aınca çalışan) eleman davranışı göteren ve moment deformayonları için lineer efektif rijitlik özellikleri tanımlanan çift ekenli, ürtünmeli arkaç tipteki izolatördür. İzolatör özelliği elemanının ürtünmeli arkaç kayma davranışı idealeştirmei Şekil 5.6 da göterilmiştir. Sürtünmeli model; Wen, Park ve Ang tarafından öngörülen hiteretik davranışı ea alır. Sarkaç davranışı, EPS firmaının ürettiği Friction Pendulum Seimic Iolation Bearing izolatörünün mucidi Zaya ve firma mühendii Low tarafından 99 yılında önerilmiştir. Sürtünme kuvvetleri ve arkaç kuvvetleri, elemandaki ekenel aınç yükü ile doğru orantılıdır. Eleman çekme almaz. Şekil 5.6 İzolatör elemanının ürtünmeli arkaç kayma davranışı idealizayonu Ekenel kuvvet P, her zaman nonlineer ir davranış göterir. k d u, d u < için P ƒ u = (5.), aki durum için

76 k rijitliği, elemanda nonlineer kayma kuvveti oluşturulmaı için pozitif olmalıdır. Her ir kayma deformayonu eretlik derecei için lineer ya da nonlineer davranış tanımlanailir. İki yöndeki kayma deformayonu eretlik dereceinin nonlineer olmaı halinde, her ir kayma deformayonu için ürtünme ve arkaç etkileri irlikte oluşur. Sürtünmeli arkaç izolatörlerde genellikle u durum hakimdir. ƒ u = ƒ uƒ + ƒ up ƒ u3 = ƒ u3ƒ + ƒ u3p (5.) Sürtünme kuvveti deformayon ilişkileri aşağıdaki giidir. ƒ uƒ = - Pµ z ƒ u3ƒ = - Pµ 3 z 3 (5.3) Burada µ ve µ 3 ürtünme katayıları, z ve z 3 ie iç hiteretik değişkenlerdir. Sürtünme katayıları aşağıda ifade edildiği üzere hıza ağlıdır. µ = hızlı (hızlı yavaş) exp ( - rv ) µ 3 =hızlı3 (hızlı3 yavaş3) exp ( - rv) (5.4) Burada yavaş (low) ve yavaş3 (low3) hızın ıfır olduğu andaki ürtünme katayılarını, hızlı (fat) ve hızlı3 (fat3) ie yükek hızlardaki ürtünme katayılarını göterir. v ileşke kayma hızı ve r ie efektif ter hızdır. Bu iki değer, aşağıda göterilen denklemler yardımı ile heap edilir. v = du& + & (5.5) du3 oran.du& + oran3.du& 3 r = (5.6) v oran (rate) ve oran3 (rate3) karakteritik kayma hızlarının terleridir.

77 z ve z 3 iç hiteretik değişkenler olup, z + z aralığında değerler alırlar ve 3 z + z zarfı akma yüzeyi olarak tanımlanır. z ve z 3 ün aşlangıç değerleri 3 = ıfırdır ve aşağıdaki diferaniyel denklemlere göre değer alırlar. z& z& 3 az = azz3 k du& a 3zz3 pµ a3z3 k3 du& 3 pµ 3 (5.7) Burada k ve k 3 kaymanın olmadığı durumlarda elatik kayma rijitlikleridir. Ayrıca a = a 3 =, dú z >, aki durum için, dú 3 z 3 >, aki durum için (5.8) Bu denklemler Park, Wen ve Ang tarafından elirlenen ürtünmeli arkaç tipteki izolatörün analitik modellenmeinde A =, γ =.5, β =.5 olmaı durumuna karşılık gelmektedir. Sarkaç kuvveti deformayon ilişkii aşağıda verilmiştir. ƒ up = - P d u radiu (5.9) ƒ u3p = - P d u 3 radiu3 Eğer adece ir yöndeki kayma eretlik derecei nonlineer ie, yukarıdaki denklemler aşağıdaki forma dönüşür. µ = hızlı (hızlı yavaş) exp(-oran d & ) ƒ r = - P µ z

78 z& = k d& ( z ), dz & > Pµ d&, aki durum (5.) Sarkaç denklemleri nonlineer eretlik derecei için aynı olur. Moment deformayonları ve nonlineer karakterde olmayan kayma deformayonları için lineer yay ilişkileri kullanılır. Tüm lineer eretlik dereceleri için kendiine karşılık gelen ve önceden elirtilmiş rijitlik değerleri kullanılır.

79 6. UYGULAMA 6. Giriş Bu ölümde rijit kolon, perde ve kirişlerden meydana gelen, 6 katlı, 3 oyutlu ir etonarme ina modeli, önce ankatre menetli daha onra da taan izolayonlu olarak ETABS ilgiayar programı kullanılarak çözülmüştür. Taan izolayonu olarak ürtünmeli arkaç tipi izolatörler kullanılmıştır. Dinamik analizde yer hareketi olarak 7 Ağuto 999 tarihli Düzce depreminin doğu-atı ile kuzey-güney ileşenlerine ait yatay ivme kayıtları kullanılmıştır. Deprem kaydı,5 aralıkları ile 5437 adet ivme değerinden oluşmakta ve makimum ivme değeri 373,76 cm/ dir. İvme kayıtları ETABS ilgiayar programına önce zaman tanım alanında nonlineer analiz yapılarak kullanılmıştır. Dinamik analizde ilk 7 mod alınmıştır. Sitem önce ankatre menetli olarak ve daha onra da taan yalıtımlı olarak çözülmüştür. 6. Ankatre Menetli Çözüm 6.. Yapı Genel Bilgii Yapı özellikleri, Kat adedi Kat yükekliği : 6 Kat : h =3, m; diğer katlar h= 3, m Toplam yapı yükekliği : H = 8, m Kirişler X-yönü perdeler Y-yönü perdeler : 3/5 cm : 475/3 cm, 6 adet/kat : 575/3 cm, 3 adet/kat

80 Kolonlar : 7/7 cm, 4 adet 5/5 cm, adet 6/4 cm, 4 adet 4/7 cm, 4 adet Ankatre item için kolon keitleri her katta aynıdır. Taan yalıtımlı itemde keitler üt katlarda küçülmektedir. Kolon keitleri Ek-A da verilmiştir. Dış duvar kalınlığı : 9 cm Dış duvar malzemei : Delikli tuğla (//9) cm İç duvar kalınlığı : 9 cm İç duvar malzemei : Delikli tuğla (//9) cm Döşeme kalınlığı Döşeme Tipi Deprem ölgei : 6 cm : Kirişli plak döşeme :. Bölge Etkin yer ivmei katayıı : A =.4 Taşıyıcı item davranış katayıı : 7 (perde-çerçeve item için) Yerel zemin ınıfı : Z 3 Zeminin pektrum karakteritik periyotları : T A =.5 ve T B =.6 Bina önem katayıı :.5 (Hatane) Beton ınıfı : BS 3 C3 için ; f ck = 3 N/mm, f cd = N/mm Ec= 3* 6 kn/m Çelik ınıfı : S 4 S 4 için; f yk = 4 N/mm, f yk = 365 N/mm Yapının kat kalıp planı şekil 6. de göterilmiştir.

81 Şekil 6. Ankatre yapının kat kalıp planı

82 6.. Deprem Kuvvetlerinin Heaplanmaı Türkiye de yürürlükte ulunan 998 ABYYHY te açıklandığı üzere inanın tümüne etkiyen toplam eşdeğer deprem yükü, []; V ( ) ( T ) W. A T =,. A. I W (6.) R t. a denklemi ile tanımlanır. Buradaki A(T ), pektral ivme katayıı olup Denklem (6.) ile elirlenir. A(T) = A. I. S(T) (6.) Bu denklemde yer alan etkin yer ivme katayıı A, deprem ölgeine ağlıdır. İncelenen yapı irinci derece deprem ölgeinde ulunduğundan u katayı,4 değerine karşılık gelir. Bina önem katayıı, I;,5 olarak alınmıştır. Spektrum katayıı, S(T) ie yerel zemin koşullarına ve ina doğal titreşim periyodu T ye ağlı olarak Denklem (6.3a), (6.3) ve (6.3c) yardımı ile heaplanır. S(T) = +,5. T / T A ( T T A ) (6.3a) S(T) =,5 ( T A < T T B ) (6.3) S(T) =,5. (T B / T ),8 (T > T B ) (6.3c) Formüllerdeki T A ve T B, yerel zemin ınıflarına ağlı olup inanın ulunduğu zemin ınıfı Z 3 için ıraıyla,5 ve,6 değerlerini almaktadır. Yapının doğal periyodu olan T ie ina toplam yükekliği H N <5 m olduğundan Denklem (6.4) teki ağıntıyla heaplanacaktır. T T A = C t. H N 3/4 (6.4) Formüldeki C t değeri,,5 değerini almaktadır. T T A = C t. H N 3/4 =,5. (8,) 3/4 =,44. Yapının doğal periyodu, T A ve T B değerleri araında ulunduğu için Denklem (5.3) ye göre S(T) =,5 değerini alır. A(T ) = A. I. S(T) =,4.,5.,5 =,5

83 R a (T) deprem yükü azaltma katayıı, taşıyıcı item tipine göre tanımlanan taşıyıcı item davranış katayıı R ye ve doğal titreşim periyodu T ye ağlı olarak Denklem (6.5a) ve (6.5) ye göre elirlenecektir. R a (T) =,5 + ( R -,5 ) T / T A ( T T A ) (6.5a) R a (T) = R ( T > T A ) (6.5) Taşıyıcı item davranış katayıı R deprem yüklerinin üneklik düzeyi yükek itemlerde, çerçeveler ile oşlukuz perdeler tarafından taşındığı inalar için 7 olarak ve yapının doğal periyodu T, T A dan üyük olduğundan direk alınmıştır. Böylelikle toplam eşdeğer deprem yükü Denklem (6.) yardımıyla; V t ( ) ( T ) W. A T =,. A. I. W R a 47,33.,5 7,.,4.,5.47,33 V t = 73,64 kn 8,6 kn olarak heaplanmıştır. Katlara etkiyen eşdeğer deprem yüklerinin heaplanmaı Talo 6. de, katlara göre dağılımı ie şekil 6. de göterilmiştir. Talo 6.. Katlara etkiyen eşdeğer deprem yüklerinin heaplanmaı : i. kat i. katın yerden yükekliği (m) i. katın toplam ağırlığı (kn) w i. H i Fi = Vt (kn) 6.Kat 8, 685,8 4684,56 593,33 5. Kat 5, 774,48 78, 435,75 4. Kat, 774, ,66 955, 3. Kat 9, 774,48 788, 474,7. Kat 6, 774, ,78 993,53. Kat 3, 934,6 9893,5 6,75 w i. H i 48439,47 ( wi. H i ) ( ) wi. H i

84 Şekil 6. Katlara etkiyen eşdeğer deprem yükleri 6..3 Ankatre Menetli Yapının ETABS Analiz Programında Modellenmei Yapının ilgiayar programında malzeme özellikleri girildikten onra etonarme taşıyıcı elemanları tanıtılmıştır. Kiriş, kolon, döşeme ve perde yerleşimleri geometrik olarak girildikten onra taan menetlerinin her yöndeki hareket eretlikleri tutularak item taanda ankatre menetli olarak tanıtılmıştır. Kiriş ve döşeme yükleri verilmiştir. Bölüm 6.. de elde edilen deprem kuvvetleri itemin rijitlik merkezinden m %5 meafeinde dış merkez noktalarına her kata etkitilmiştir. Her kat kendi içinde rijit diyafram olarak tanıtılmıştır. Yapılan analiz için kullanılan ölü yük (DL), hareketli yük (LL), her iki doğrultuda deprem kuvvetleri (EQX ve EQY) için çeşitli yükleme kominayonları aşağıda elirtilen şekilde programa girilerek analiz gerçekleştirilmiştir. COMB :,4 DL COMB :,4 DL +,6 LL COMB 3 :, DL +, LL +. EQX COMB 4 :, DL +, LL -. EQX COMB 5 :, DL +, LL +. EQY COMB 6 :, DL +, LL -. EQY COMB 7 :,9 DL +, EQX COMB 8 :,9 DL -, EQX

85 COMB 9 :,9 DL +, EQY COMB :,9 DL -, EQY ENVE : Tüm kominayonların toplamı W :, DL +,3 LL Döşemelerin kaplama yükü kn/m, hareketli yükü 3,5 kn/m alınmıştır. Kirişler için, dış duvarlar kn/m, iç duvarlar 6 kn/m olarak alınmıştır [9]. Yapı u şartlar altında eşdeğer deprem yükü yöntemine göre çözülerek onuçlar elde edilmiş ve aşağıda verilmiştir Ankatre Menetli Yapı Analiz Sonuçları Ankatre menetli yapıda deprem kuvvetleri çerçeveler ve her iki yönde yerleştirilen rijit etonarme perdeler ile karşılanmaktadır. Yapının ilk 7 moduna karşılık gelen eret titreşim periyotları Talo 6. de verilmiştir. Makimum kat ötelenmeleri Talo 6.3 de göterilmiştir. Analiz onuçları Ek-B de verilmiştir. Ankatre yapı, ölüm 6.. de heaplanan eşdeğer deprem yükleri altında, zaman tanım alanında ve pektrum analizi altında çözülmüştür. Spektrum analizi için Türkiye deprem yönetmeliğinde tanımlanan ivme pektrumu kullanılmıştır. Sönüm oranı %5 alınmıştır. Mod katkılarının irleştirilmei için Karelerin Toplamının Kare Kökü (SRSS) kuralı uygulanmıştır. İvme pektrumu Şekil 6.3 de göterilmiştir. Talo 6. Ankatre menetli yapının titreşim periyotları Mod Periyot (),84,5 3,48 4,3 5,6 6, 7,6

86 Talo 6.3 Ankatre menetli itemin makimum kat ötelenmeleri Kat Kat Ötelenmei (mm) 6. Kat 8 5. Kat 6,5 4. Kat 4,8 3. Kat 3,. Kat,7. Kat,6 Kat ötelenmeleri onuçlarından da görüleceği gii, yapı her iki yönde yerleştirilen perdeler ile çok rijittir. Yer değiştirmeler mm eviyeinde olup periyotları da oldukça küçük çıkmıştır. Yük kominayonu COMB 3 e göre yapının deforme olmuş şekli, Şekil 6.4 de göterilmiştir. Şekil 6.3 İvme pektrumu

87 Şekil 6.4 Ankatre menetli yapının deformayon şekli

88 6.3 Taan Yalıtımlı Çözüm Yürürlükteki yönetmelikler imik kriterlerini, iki eviyeli imik tehlike yaklaşımı içerecek şekilde enimemiştir. Bunlar;. Deign Bai Earthquake (DBE) (BSE-) : 5 yıl içinde % olaılıkla gerçekleşecek deprem arıntıı (475 yıl geri oluşum periyotlu deprem).. Maximum Capale Earthquake (MCE) (BSE-) : yıl içinde % olaılıkla gerçekleşecek deprem arıntıı. ( yıl geri oluşum periyotlu deprem) Binalarda eklenen makimum düzeyde yer arıntıı. Aşağıdaki heaplar u iki eviye için ayrı ayrı yapılmıştır BSE- Seviyeinde Deplaman ve Taan Keme Kuvveti Heapları Bölüm 5. de açıklanan FEMA 356 teknik analiz onuçları aşağıda göterilmiştir. Sx =,8 Yarıçap (R) = 3,5 cm ; Sürtünme ( µ ) =,3 Tahmini Deplaman (D) = cm g = 9,8 m/ Yalıtılmış yapının periyodu, Denklem (5.4) den ; T m = R π T m = g π,35 9,8 = 3, Geri dönüşüm kuvveti, Denklem (5.3) den ; F m = D µ + W F m =,3 + W =,75W kn = 7,5 kn R 3,5 Rijitlik parametreleri, Denklem (5.), (5.) ve (5.5) den ; K eff = D F K eff =,75W =,75 W kn/m =75 kn/m,

89 K i = µ.w D y,3 3 kn/m K i = = 76,5 kn/m K FPS = R W 3 K FPS = = 9 kn/m,35 Efektif periyot, Denklem (5.6) dan ; T eff = W π T eff = K g eff W π =,36,75W *9,8 Efektif önüm oranı, Denklem (5.7) den ; B m = µ π µ + D / R B m =,3 π,3 + / 3, 5 =,54 = %5,4 İzolatörün %5,4 efektif önüm oranı için Talo 6.4 den B m =,6 ulunur. Yalıtımlı itemin makimum deplamanı, Denklem (5.8) den ; D m = g 4π Sx *T B m effm D m = 9,8,8*,36 4π =, m, 6 Toplam makimum deplaman, D TM =, * D m D TM =, m olarak ulunur. Buna göre; Taarım deplamanı = cm Taarım taan keme kuvveti =,75W kn =7,5 kn

90 Talo 6.4 Sönüm katayıı B m Sönüm % B m < > BSE- Seviyeinde Deplaman ve Taan Keme Kuvveti Heapları Bölüm 5. de açıklanan FEMA 356 teknik analiz onuçları aşağıda göterilmiştir. Sx =,4 Yarıçap (R) = 3,5 cm Sürtünme ( µ ) =,3 Tahmini Deplaman (D) = 8 cm g = 9,8 m/n Yalıtılmış yapının periyodu, Denklem (5.4) den ;,35 T m = π = 3, 9,8 Geri dönüşüm kuvveti, Denklem (5.3) den ; F m = 8,3 + W =, W kn = 53 kn 3,5 Rijitlik parametreleri, Denklem (5.), (5.) ve (5.5) den ; K eff =,W =,69 W kn/m = 43,7 kn/m,8 K i = µ.w D y,3 3 kn/m K i = = 76 kn/m,5

91 K FPS = R W 3 K FPS = = 9 kn/m,35 Efektif periyot, Denklem (5.6) dan ; T eff = W π =,55,69W *9,8 Efektif önüm oranı, Denklem (5.7) den ; B m =,3 π,3 + 8 / 3, 5 =,74 = %7,4 İzolatörün %7,4 efektif önüm oranı için Talo 6.4 den B m =,45 ulunur. Yalıtımlı itemin makimum deplamanı, Denklem (5.8) den ; D m = 9,8,4*,55 4π =,87 m, 45 Toplam makimum deplaman, D TM =, *,87 =,6 m olarak ulunur. Buna göre; Taarım deplamanı =,6 cm Taarım taan keme kuvveti =, W kn = 53 kn W, her ir izolatör tarafından taşınan düşey yükü ifade etmektedir. Bu yapıda en üyük düşey yük 3 kn olarak alınmıştır. BSE- ve BSE- eviyeinde depremler için en düşük dinamik ürtünme oranı,3 kullanılarak taarım deplamanları ve toplam deplamanlar heaplanmıştır. BSE- eviyei deprem için onuç deplaman,6 cm dir. Bu yapıda kullanılan izolatörlerin kapaitei ie 3,75 cm dir. Yaklaşık olarak elde edilen onucun %54 fazlaıdır. Zaman tanım alanında yapılan dinamik analizlere göre kullanılan izolatörlerin u kapaiteleri yeterli ulunmuştur.

92 Yapıda kullanılan FPS imik izolatörlerinin teknik özellikleri Ek C de göterilmiştir Taan Yalıtımlı Yapının ETABS Analiz Programında Modellenmei Taan yalıtımlı yapıda, ankatre menetli yapıda her iki yönde ulunan perdeler kaldırılarak kolon keitleri küçültülmüştür. Her iki yapı modeline ait kolon keitleri Ek A da verilmiştir. İzolatörler analiz programına Nlink elemanı olarak tanıtılmıştır. ETABS programının Link Özellikleri menüünde ölüm izolatör eçeneği eçilerek 6.3. de ulunan BSE- eviyei rijitlik ve malzeme özellikleri girilmiştir. İzolatörün kütlei, atalet momenti ve FEMA 356 da elirtildiği gii dönme etkileri ihmal edilmiştir. U (gloal X ekeni) ve U3 (gloal Y ekeni) yönlerinde nonlinear olarak hareket eretliği tanımlanmıştır. U (gloal Z ekeni) yönünde ie çok yükek rijitlik tanımlanarak hareketi kııtlanmıştır. Yapının taan eviyeindeki her ir kolon altındaki düğüm noktalarına tanıtılan izolatörler 4/3 cm/cm kirişler ile irirlerine ağlanarak yapıya etkiyen deprem kuvvetinin tüm taan eviyeine dağıtılarak yekpare hareket etmei ağlanmıştır. Ayrıca taan eviyei düğüm noktaları da rijit diyafram olarak programa tanıtılmıştır. Bu yapı modelinde kullanılan ürtünmeli arkaç tipi izolatörlerinin ETABS programında kullanılan mekanik karakteritik değerleri Talo 6.5 de göterilmiştir. Taan yalıtımlı itemin kat kalıp planı Şekil 6.5 de verilmiştir.

93 Şekil 6.5 Taan yalıtımlı itemin kat kalıp planı

94 Talo 6.5 Sürtünmeli arkaç tipi izolatörlerin mekanik özellikleri Mekanik Özellikler U Yönü U ve U3 Yönleri Efektif Rijitlik (Lineer) Efektif Rijitlik (NonLineer) Sürtünme Katayıı (Yavaş) Sürtünme Katayıı (Hızlı) E+ kn/m 43,7 kn/m E+ kn/m 76 kn/m -,3 -,4 Oran Parametrei - 35 Konkav Yüzey Yarıçapı -,35 m Taan yalıtım iteminin elemanları olan izolatörler, deprem hareketi ıraında doğrual olmayan hareket yaptıklarından dolayı zaman tanım alanında nonlineer analiz yapılmıştır. Eşdeğer deprem yükleri lineer analiz yaptığından dolayı adece ivme kaydı programa fonkiyon olarak tanıtılarak zaman tanım alanında analiz yapılmıştır Taan Yalıtımı Yapı Analiz Sonuçları Taan yalıtımlı itemde deprem kuvvetleri her ir kolon altına yerleştirilen ürtünmeli arkaç tipi izolatörler ile karşılanmaktadır. Yapıya etkitilen deprem kaydının makimum ivme değeri,4g değerindedir. Böylece yapıya yaklaşık olarak ina ağırlığının yarıı kadar deprem kuvveti etkimektedir. Bu itemde nonlineer elemanlar kullanıldığı için adece zaman tanım alanında analiz yapılmıştır. Eşdeğer deprem analizi ve pektrum analizi lineer analiz onuçları verdiği için u itemin çözümünde kullanılmamıştır.

95 Taan yalıtımlı yapı, deprem ivme kaydının zaman tanım alanında analizi onucu doğrual olmayan davranış götererek taan eviyeinde cm deplaman yapmıştır. Taan yalıtımlı itemin makimum kat ötelemeleri Talo 6.6 da göterilmiştir. Ayrıca yapının titreşim periyotları Talo 6.7 de göterilmiştir. Analiz onuçları Ek- C de verilmiştir. Talo 6.6 Taan yalıtımlı itemin X-yönünde makimum kat ötelenmeleri Kat Kat Ötelenmei (cm) 6. Kat,3 5. Kat,4 4. Kat, 3. Kat,4. Kat,. Kat,3 Taan,3 Talo 6.7 Taan yalıtımlı itemin titreşim periyotları Mod Periyot (),577,5335 3,5364 4,338 5,7 6,95 7,748 Yapı, etkiyen deprem kuvveti etkii altında taan eviyeinde cm deplaman yapmıştır, u değer taarım ıraında öngördüğümüz değere çok yakındır. Ayrıca deplaman miktarı izolatörün deplaman kapaiteinin de altındadır. Bu onuçlara göre kullanılan izolatörler yapı için hem normal kuvvet etkii hem de yatay deplaman ınırları açıından yeterlidir. Ayrıca diğer katların yatay deplamanları da taan eviyei yatay deplamanı ile aynı miktarda kalmıştır.

96 Şekil 6.6 Taan yalıtımlı yapının şekil değiştirmiş şekli

97 Yük kominayonu COMB 3 e göre yapının şekil değiştirmiş şekli, Şekil 6.6 da göterilmiştir. Taan yalıtımlı itemde oluşan taan keme kuvvetinin zaman tanım alanında analiz onucuna göre değişimi Şekil 6.7 de göterilmiştir. Şekil 6.7 Taan keme kuvveti (kn) Zaman grafiği () Taan yalıtımının zaman tanım alanında analizi onucu meydana gelen deplaman değerleri Şekil 6.8 de göterilmiştir. Şekil 6.8 Taan eviyei deplamanı UX (m) Zaman () grafiği

98 Taan yalıtımlı yapıya etkiyen deprem kuvvetinin ivme grafiği Şekil 6.9 da görülmektedir. Şekil 6.9 Yapıya etkiyen deprem kuvvetinin ivme (m/ ) zaman grafiği () 6.4 Analiz Sonuçlarının Karşılaştırılmaı Ankatre menetli yapıda deprem kuvvetleri iki yönde rijit perdeler tarafından karşılanmaktadır. Zaman tanım alanında analiz onucu taan keme kuvveti değeri 656 kn değerindedir. Ankatre menetli yapıda taan keme kuvveti değişimi Şekil 6. da göterilmiştir. Taan yalıtımlı item etkiyen keme kuvvetlerini, izolatörler ürtünme kuvveti aşılıncaya kadar karşılamakta, ürtünme kuvveti aşıldıktan onra harekete geçerek keme kuvvetinin üyük ölümünü önümlemekte ve taan keme kuvveti değeri 368 kn olmaktadır. Taan yalıtımlı itemde perdeler kaldırılarak kolon keitlerinde üt katlara çıkıldıkça oyutlar küçülmüştür, u halde ile minumum donatı oranı ile düşey ve yatay yük taşıma kapaitei ağlanmıştır. Böylece daha ekonomik oyutlandırma ağlanmıştır. Ankatre menetli yapıda, yapıya aktarılan ivmeler taandan üt katlara doğru artmaktadır. Buna karşın, taan yalıtımlı yapıda, kat ivmeleri üt