DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

Transkript

1 DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI Düşey Doğrultuda Düzensizlik Durumları 7. Hafta Yrd. Doç. Dr. Alper CUMHUR Kaynak: Sakarya Üniversitesi / İnşaat Mühendisliği Bölümü / Depreme Dayanıklı Betonarme Yapı Tasarımı Ders Notları / Profesör Adil ALTUNDAL SAYFA1

2 DÜZENSİZ BİNALAR DÜZENSİZLİK DURUMLARI PLANDA DÜZENSİZLİK DURUMLARI A1) Burulma Düzensizliği A2) Döşeme Süreksizlikleri A3) Planda Çıkıntıların Bulunması DÜŞEY DOĞRULTUDA DÜZENSİZLİK DURUMLARI B1) Komşu katlar arasında Dayanım Düzensizliği B2) Komşu katlar arasında Rijitlik Düzensizliği B3) Taşıyıcı Sistemin Düşey Elemanlarının Süreksizliği

3 DÜŞEY DOĞRULTUDA DÜZENSİZLİK DURUMLARI B1) Komşu katlar arasında Dayanım Düzensizliği ( Zayıf Kat ) B2) Komşu katlar arasında Rijitlik Düzensizliği (Yumuşak Kat) B3) Taşıyıcı Sistemin Düşey Elemanlarının Süreksizliği (Düşeyde Süreksizlik)

4 B1) Komşu katlar arası dayanım düzensizliği (Zayıf Kat ) : Betonarme binalarda, birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi birinde, herhangi bir kattaki etkili kesme alanının, bir üst kattaki etkili kesme alanına oranı; Dayanım Düzensizliği olarak tarif edilir. ( ci ) ile gösterilir. ci = ( ΣA e ) i / ( ΣA e ) i+1 ci 0,8 olması halinde zayıf kat düzensizliği vardır.

5 B1) Komşu katlar arası dayanım düzensizliği (Zayıf Kat ) : Duvar var (ΣA e ) 3 Duvar var (ΣA e ) 2 Duvar yok (ΣA e ) 1 Genelde zemin kattaki bölme duvarlarının kaldırılması halinde meydana gelmektedir. (ΣA e ) i i. Katına ait etkili kesme alanı demektir. Etkili kesme Alanı: Kattaki deprem doğrultusundaki perdelerin alanları, Kolonların etili alanları, Kapı pencere boşlukları hariç duvar alanlarının %15 nin toplamıdır.

6 B1) Komşu katlar arası dayanım düzensizliği (Zayıf Kat ) : Herhangi bir katta etkiyen deprem kuvvetlerini, o kattaki kolonlar ve perdeler rijitlikleri oranında paylaşırlar ve yatay denge sağlanır. Binaya etki eden toplam deprem kuvveti hesabında bina ağırlığı hesaplanırken çerçeveler arasındaki dolgu duvarların ağırlığı dikkate alınmasına rağmen, deprem yükünün paylaşımında dolgu duvarların deprem yükü taşımadığı kabul edilmiştir. Gerçekte durum böyle değildir. Dolgu duvarlar kısmen olsa da o kata etki eden kesme kuvvetlerinin taşınmasında yardımcı olmaktadır. Ancak deprem kuvveti altında oluşan eğik asal çekme ve basınç gerilmelerine karşı dolgu duvarların dayanımı yüksek değildir. Bunun için Dolgu duvarlarının %15 inin kesme dayanımına katkı verdiği Zayıf Kat kontrolü hesabı yapılırken dikkate alınmaktadır.

7 Etkili Kesme Alanı ( Σ A e ) : Herhangi bir katta göz önüne alınan deprem doğrultusunda etkili kesme alanı aşağıdaki üç kısmın toplamından meydana gelmektedir; Σ A e = Σ A w + Σ A g + 0,15* Σ A k 1. Kolon En kesit Etkin Gövde alanı (Σ A w ), 2. Deprem doğrultusuna paralel perdelerin en kesit alanları (Σ A g ), 3. Deprem doğrultusuna paralel kâgir dolgu duvarların kapı ve pencere boşlukları hariç, en kesit alanlarının % 15 (Σ A k ),

8 Etkili Kesme Alanı Düşeyde Düzensizlik Etkili Kesme Alanı hesabı: Kolon enkesiti etkin gövde alanı A w h b A w =bxh Depremin her iki doğrultusu için Etkili Kesme Alan hesabı: Depreme dik doğrultudaki kolon çıkıntılarının alanları alınmaz b a c f e d Depremin (x) doğrultusu için A w =axb b a c f e d Depremin (y) doğrultusu için A w =cxd

9 Etkili Kesme Alanı Düşeyde Düzensizlik Etkili Kesme Alan hesabı: Depreme dik doğrultudaki kolon çıkıntılarının alanları alınmaz. Depremin (x) doğrultusu için A w =bxh Depremin (y) doğrultusu için A w =2(b 1 xh 1 ). Kargir dolgu duvarların etkili alanı Kapı pencere boşlukları hariç brüt duvar alanının %15 etkili duvar alanı olarak Alınır. A k =

10 ci = 1 ise üst ve alt katlardaki etkili kesme alanları eşittir. a) 0,8 < ci < 1 komşu katlar arasında dayanım düzensizliği yoktur. b) ci 0,80 ise komşu katlar arasında dayanım düzensizliği (zayıf kat) durumu vardır. Çözümü vardır. R taşıyıcı sistem davranış katsayısı 1.25*( ci ) min ile çarpılarak alınacaktır. c) ( ci ) < 0.60 Hiçbir zaman olmayacaktır. Aksi durumda ( ci ) < 0.60 olması halinde, zayıf katın dayanım ve rijitliği artırılarak deprem hesabı tekrarlanacaktır. Zayıf katın rijitliğini artırmak için Etkili Kesme Alanı artırılmalıdır. Duvar ilave edilemediği durumlarda deprem doğrultusuna paralel perdeler büyütülmelidir.

11 ci = 0.60 için 1,25*0,60=0,75 V t = W*A(T)/ R, R yerine 0,75*R konulması ile; V t = W*A(T) / 0,75R V t = (1,33)W*A(T) /R taban kesme kuvveti %33 artırılmış olur. V t = 1,33 (Vt) Bu işlem sunucu binaya etkiyen V t, taban kesme kuvveti %33 artırılmış olacak ve her iki deprem doğrultusunda binanın tümüne uygulanacaktır. (Ancak bu durumda aralarında duvarlar bulunan üst katlara gelen kat kesme kuvvetleri de artırılmış olmaktadır. Haksızlık!!!)

12 ( 1998 yönetmeliğindeki Bu tür düzensizliği bulunan binaların bu katlarındaki kolonların orta bölgelerinde sarılma bölgesi etriyesi kullanılacağı hükmü 2007 TDY de kaldırılmıştır. Tavsiye: 1998 Yönetmeliği hükmüne uyulmalıdır.) d) ci 1 Göz önüne alınan kattaki dolgu duvarı alanlarının toplamı, bir üst kattakine göre fazla ise c nin hesabında dolgu duvarları göz önüne alınmayacaktır.

13 B2) Komşu katlar arası Rijitlik düzensizliği ( Yumuşak Kat ) : Deprem hesap yöntemi seçimine tesir eden düzensizliktir. Birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi birinde, herhangi bir kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranının, bir üst veya bir alt kattaki ortalama göreli kat ötelemesine oranına bölümü; Rijitlik Düzensizliği olarak tarif edilir, ve Rijitlik Düzensizliği Katsayısı ( ki ) olarak tanımlanır. ki > 2 olması durumunda yumuşak kat vardır. (Yumuşak kat düzensizliği 1998 yönetmeliğinde i katındaki ortalama göreli kat ötelemesinin bir üst kattaki ortalama göreli kat ötelemesine oranı olarak tarif edilmişti ve sınır değer 1,5 idi.)

14 Δ 3ort F 3 F 2 Δ 2ort h 3 k2 =[(Δ 2 / h 2 ) ort / (Δ 3 / h 3 ) ort ] 2 h 2 k2 =[(Δ 2 / h 2 ) ort / (Δ 1 / h 1 ) ort ] 2 F 1 V t Δ 1ort h 1 İkisinden birisinin olması durumunda yumuşak kat düzensizliği vardır. Δ 1ort : 1. kata ait ortalama göreli kat ötelemesidir. 1,ort = ( 1,min / 1,max ) Göreli kat ötelemelerinin hesabında ±%5 ek dışmerkezlik dikkate alınmalıdır. h 1 : 1. kata ait kat yüksekliğidir. (Δ 1 / h 1 ) ort : 1. kata ait ortalama göreli kat ötelemesi oranıdır.

15 Düşey Taşıyıcıların Süreksizliği B3) Taşıyıcı Sistemin Düşey Elemanlarının Süreksizliği: Taşıyıcı sistemin düşey taşıyıcıları olan kolon ve perdelerin bazı katlarda kaldırılarak yeni düzenlemelerin yapılmasıdır. a) Kolonlar, binanın herhangi bir katında, konsol kirişlere veya alttaki kolonlarda oluşturulan guselerin (konsolların) ucuna hiçbir zaman oturmamalıdır. Konsoldan dolayı alt kat kolonuna gelen momentler daha da artacaktır. Konsolda düşey ivme oluşacaktır.

16 Düşey Taşıyıcıların Süreksizliği b) Kolonun alttaki kolona değil de, iki ucundan mesnetli kirişe oturması durumuna izin verilebilir. Ancak bu durumda kolonun oturduğu kirişin açıklık ve mesnet kesitlerinde, ayrıca deprem doğrultusunda bu kirişin bağlandığı düğüm noktalarında birleşen diğer kiriş ve kolonların bütün kesitlerinde düşey yük ve deprem yükünden oluşan kesit tesirlerinin tamamı %50 oranında artırılmalıdır. Kolonun oturduğu kirişte çok büyük açıklık Ve mesnet momentleri oluşur. Büyük sehim yapar. 1. Normal katta Zayıf kat oluşabilir.

17 Düşey Taşıyıcıların Süreksizliği c) Üst kattaki perdenin alttaki kolonların üzerine oturtulmasına hiçbir zaman izin verilmez. Perde zemin katta kolona dönüşmüştür. Zemin katta zayıf kat, yumuşak kat oluşur. Zemin kat kolonlarında çok büyük kesme kuvvetleri meydana gelecektir. d) Perdelerin kendi düzlemi içinde kirişlerin üstüne açıklık ortasında oturmasına hiçbir zaman izin verilmez. Zemin kat kirişinin çözümünde çok büyük olumsuzluklar meydana gelecektir.