T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TÜRKİYE DEKİ PREFABRİKE BETONARME SANAYİ YAPILARININ PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİNDE DOLGU DUVAR ETKİSİNİN İNCELENMESİ Ali Emre KARAHAN Danışman: Yrd. Doç. Dr. K. Armağan KORKMAZ YÜKSEK LİSANS TEZİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ISPARTA 2008 i

2 İÇİNDEKİLER Sayfa İÇİNDEKİLER... i ÖZET... iii ABSTRACT... iv ÖNSÖZ VE TEŞEKKÜR...v SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... vii ÇİZELGELER DİZİNİ... ix 1. GİRİŞ KAYNAK ÖZETLERİ MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Çalışmada Esas Alınan Modeller ve Özellikleri Türkiye deki Mevcut Prefabrike Betonarme Sanayi Yapıları Tek Katlı, Mafsallı Prefabrike Çerçevelerden Oluşan Sanayi Yapıları Yöntem Yapıya Etkiyen Yükler Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı Hesap Esasları ve Analiz Yöntemleri Dolgu Duvarın Yapı Sistemine Etkileri Artımsal Statik İtme Analizi Yapı Elemanlarının Plastik Davranış Özelliklerinin Tanımlanması Zaman Tanım Alanında Dinamik Analiz Performansa Bağlı Analiz Kapasite Spektrumu Yöntemi Kırılganlık Analizi ARAŞTIRMA BULGULARI Seçilen Prefabrike Betonarme Sanayi Yapı Modelleri Modellerde Dolgu Duvar Etkisinin İncelenmesi Modellerin Sap2000 ile Analizi Modellerin Statik Artımsal İtme Analizi...58 i

3 4.5. Modellerin Zaman Tanım Alanında Dinamik Analizi Modellerin Kapasite Spektrumu Yöntemiyle Performans Analizi Modellerin Kırılganlık Analizleri Analiz Sonuçları Tek Açıklıklı Modellerin Analiz Sonuçları Çift Açıklıklı Model İçin Analiz Sonuçları TARTIŞMA ve SONUÇ KAYNAKLAR...81 ii

4 ÖZET Yüksek Lisans Tezi TÜRKİYE DEKİ PREFABRİKE BETONARME SANAYİ YAPILARININ PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİNDE DOLGU DUVAR ETKİSİNİN İNCELENMESİ Ali Emre KARAHAN Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Juri: Prof. Dr. Abdullah AVEY Prof. Dr. Erdal İRTEM Yrd. Doç. Dr. K. Armağan KORKMAZ (Danışman) Türkiye deki yapı stoku içerisinde prefabrike betonarme sanayi yapıları önemli bir yer tutmaktadır. Türkiye de yaşanan depremlerde prefabrike betonarme sanayi yapılarında büyük hasarlar gözlenmiştir. Taşıdıkları ekonomik anlamdan ötürü bu yapıların tasarımında deprem faktörü çok önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmanın amacı, Türkiye nin hemen her yerinde benzer şekillerde inşaa edilen prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem davranışının deterministik ve olasılıklı olarak belirlenmesi ve mevcut durumlarının, performanslarının değerlendirilmesidir. Bunun yanı sıra dolgu duvarların deprem davranışına olan etkisinin de incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, örnek olarak tek ve çift açıklıklı iki prefabrike betonarme sanayi yapısı modeli ele alınmıştır. Ele alınan bu örnek yapılar dolgu duvarsız ve ayrıca farklı şekillerde yerleştirilmiş dolgu duvarlı olarak 12 farklı şekilde modellenmiştir. Bu şekilde prefabrike betonarme sanayi yapılarının performanslarında dolgu duvar etkisi göz önüne alınmıştır. Ele alınan örnek prefabrike betonarme sanayi yapıları için artımsal statik itme analizleri gerçekleştirilmiş, yapıların sismik davranışları ve sismik performansları Kapasite Spektrumu yöntemiyle belirlenmiştir. Deterministik analizlerin ardından olasılıklı sismik analizler kapsamında yapıların olasılıklı davranışlarının belirlenmesi için kırılganlık analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlarla prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem güvenlikleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Prefabrike Betonarme Sanayi Yapıları, Artımsal İtme Analizi, Kapasite Spektrumu Yöntemi, Zaman Tanım Alanında Dinamik Analiz, Kırılganlık Analizi 2008, 88 Sayfa iii

5 ABSTRACT M.Sc. Thesis INVESTIGATION OF INFILL WALL EFFECTS ON PERFORMANCE BASED EVALUATION OF PREFABRICATED INDUSTRIAL STRUCTURES IN TURKEY Ali Emre KARAHAN Süleyman Demirel University Graduate School of Applied and Natural Sciences Department of Civil Engineering Thesis Committee: Prof. Dr. Abdullah AVEY Prof. Dr. Erdal İRTEM Asst. Prof. Dr. K. Armağan KORKMAZ (Supervisor) Prefabricated Industrial structures are important in current structure stock of Turkey. In recent earthquakes, existing prefabricated industrial structures had important damages. Due to economical importance of the prefabricated industrial structures, earthquake resistance is very essential in their design. Moreover, since, most of the existing prefabricated industrial structures are under earthquake risk, Turkey is under higher economic risk. The aim of the present study is to determinate and evaluate the structural earthquake behavior of existing prefabricated industrial structures which are generally constructed similarly with deterministic and probabilistic performance evaluation methods. In the research work, single and double spaced prefabricated industrial structures were modeled. Models were considered as without infilled walls as frame and with infill walls and with partially infilled walls as 12 models. Models were evaluated according to infill wall effect. The difference between models with and without infill walls was investigated. For representative structures, pushover analyses were conducted to understand the seismic behavior of existing buildings. Performance analyses were realized with Capacity Spectrum method. Performance points for selected earthquakes were determined. Time history analyses were realized with ten different earthquake data from all over the world to understand the earthquake demand fort he existing structures. After deterministic analyses, probabilistic assessment was performed with probabilistic fragility analysis. Obtained results were used for evaluation of existing prefabricated industrial buildings. Key Words: Prefabricated Industrial Buildings, Pushover Analysis, Capacity Spectrum Method, Time History Analysis, Fragility Analysis 2008, 88 Pages iv

6 ÖNSÖZ VE TEŞEKKÜR S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalında gerçekleştirilen bu yüksek lisans çalışmasında, prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem davranışları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Gerçekleştirilen yüksek lisans çalışması süresince, ilgi ve yardımlarıyla beni destekleyen, yol gösteren danışman hocam Yrd. Doç. Dr. Armağan KORKMAZ a, çok değerli hocalarım, Prof. Dr. Abdullah AVEY e, Yrd. Doç. Dr. Fuat DEMİR e, teşekkür ederim. Tez çalışmasına büyük destek sağlayan Prof. Dr. Erdal İRTEM e de çok değerli katkıları için teşekkür ederim. Çok değerli S.D.Ü. İnşaat Mühendisliği bölümü hocalarıma, yetişmemde gösterdikleri emekten ötürü teşekkür ederim. Arş. Gör. İnş. Yük. Müh. Ali Haydar KAYHAN a çalışma sırasında gösterdiği ilgi ve içtenlikten ötürü teşekkürlerimi sunarım. Çok değerli aileme verdikleri desteklerden ötürü minnettarlığımı dile getirmek isterim. Ali Emre KARAHAN ISPARTA, 2008 v

7 SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ P u Dış kuvvetler vektörü Düğüm noktası yer değiştirme vektörü γ xy Kayma şekil değiştirmesi F E Elastik kuvvetleri gösteren vektör d θ Kesitteki göreli açısal değişim ζ Sönüm oranı F V Viskoz kuvvetler gösteren vektörü F A Atalet kuvvetleri gösteren vektörü p x, p y Dış kuvvetler G kn M Öz ağırlık Kilonewton Kütle matrisi M(x) Kirişin x kesitindeki eğilme momenti p(x) Q R K C U U N V Yük fonksiyonu Hareketli yük Taşıyıcı sistemin davranış katsayısı Rijitlik matrisi Sönüm matrisi Eleman şekil değiştirme enerjisi (Potansiyel enerjisi) Taban kesme kuvveti Eleman hacmi V B Yerdeğiştirme { u} Yanal yer değiştirmelerin artış vektörü Z ε σ Yerel zemin sınıfı Eleman düğüm noktalarındaki yer değiştirme vektörü Eleman şekil değiştirme vektörü Eleman gerilme vektörü vi

8 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1. Tipik bir prefabrike betonarme sanayi yapısı modeli... 4 Şekil 1.2. Kirişleri düşen prefabrike betonarme sanayi yapıları... 5 Sekil 1.3. Kirişlerde dönme ve kolonda mafsallaşma... 5 Şekil 1.4. Örnek mevcut tek katlı prefabrike betonarme sanayi yapısı... 6 Şekil 3.1 Tek katlı mafsal bağlantılı sanayi yapısı montaj aşaması...23 Şekil 3.2 Tek katlı mafsal bağlantılı sanayi yapısı...23 Şekil Marmara depremi kolonda mafsallaşma...25 Şekil Marmara depremi kolonda mafsallaşma ve pim yetersizliği...25 Şekil Marmara depremi devrilen kirişler...25 Şekil 3.7. Prefabrike betonarme yapı elemanları sistemi ve bağlantı detayı...30 Şekil Marmara depremi duvarların etkisi...33 Şekil 3.9. Dolgu duvarlı prefabrike çerçeve...33 Şekil Prefabrike betonarme yapıda dolgu duvar gösterimi...34 Şekil İtme Şekli ve Çatı Yer Değiştirmesi Taban Kesme Kuvveti...36 Şekil Doğrusal olmayan analizde kullanılan statik yaklaşım...36 Şekil Betonarme elemanın moment-dönme ilişkisi...37 Şekil Moment eğrilik ilişkisi...38 Şekil Konsol kirişte eğilme momenti ve eğrilik değişimi...39 Şekil Deprem odak uzaklıklarına göre depremlerin olma yüzdeleri...42 Şekil Depremin odak noktası ile olan mesafeler...42 Şekil Performans noktasının belirlenmesi...43 Şekil Kapasite spektrumu yardımı ile eşdeğer viskoz sönümün hesabı...44 Şekil Spektrumun indirgenmesi; ivme-yer değiştirme formatına dönüştürülmesi...45 Şekil Kırılganlık eğrilerinin şematik gösterimi...46 Şekil 4.1. Örnek modele ait görünümler...49 Şekil 4.2 Tek açıklıklı model plan ve kesit görünüşü...51 Şekil 4.3. Çift açıklıklı model plan ve kesit görünüşü...52 Şekil 4.4. Deneysel çalışma ile modellemenin karşılaştırılması...53 Şekil 4.5. Farklı yerleşimli dolgu duvarlı modeller...54 vii

9 Şekil 4.6. Tek açıklıklı model üç boyutlu mekanik görünümü...55 Şekil 4.7. Çift açıklıklı model üç boyutlu mekanik görünümü...55 Şekil 4.8. Sap2000 de yük tanımı...56 Şekil 4.9. Sap2000 de serbestlik seçeneği...56 Şekil Kolon kesitleri ve donatı görünüşü...57 Şekil Plastik mafsal için yük şekil değiştirme ilişkisi...58 Şekil Sap200 analiz seçenekleri...59 Şekil Statik itme analiz seçenekleri...59 Şekil Zaman tanım alanında dinamik analiz fonksiyonu...60 Şekil Zaman tanım alanında analiz için yük tanımı...60 Şekil İdealleştirilmiş deprem verileri...62 Şekil Tek açıklıklı modellerin statik artımsal itme analizi sonuçları...66 Şekil Tek açıklıklı modellerin plastik mafsallaşma durumları...67 Şekil Tek açıklıklı modellerin zaman tanım alanında dinamik analiz sonuçları...68 Şekil Tek açıklıklı modellerin performans noktaları...69 Şekil Tek açıklıklı modellerin kırılganlık analizi sonuçları...70 Şekil Çift açıklıklı modellerin statik artımsal itme analizi sonuçları...71 Şekil Çift açıklıklı modellerin plastik mafsallaşma durumları...72 Şekil Çift açıklıklı modellerin zaman tanım alanında dinamik analiz sonuçları...73 Şekil Çift açıklıklı modellerin performans noktaları...74 Şekil Çift açıklıklı modellerin kırılganlık analizi sonuçları...75 Şekil 5.1. Model 1 için elde edilen kapasite eğrileri...77 Şekil 5.2. Model 2 için elde edilen kapasite eğrileri...77 Şekil 5.3. Model 1 için elde edilen ZTA eğilim eğrileri...78 Şekil 5.4. Model 2 için elde edilen ZTA eğilim eğrileri...78 Şekil 5.5. Model 1 için elde edilen kırılganlık eğrileri...79 Şekil 5.6. Model 2 için elde edilen kırılganlık eğrileri...79 viii

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1. DBYBHY 07 e göre taşıyıcı sistem davranış katsayısı (R)...31 Çizelge 4.1. Model prefabrike betonarme yapının özellikleri...49 Çizelge 4.2. Kolonlara etki ettirilen özyüksüz tekil yükler (kn)...50 Çizelge 4.3. Prefabrike yapı elemanlarının boyutları...50 Çizelge 4.4 Kolonlara etki ettirilen öz yükler dahil tekil yükler (kn)...57 Çizelge 4.5. Plastik mafsal bilgileri...59 Çizelge 4.6. Analizlerde kullanılan deprem verileri...61 ix

11 1. GİRİŞ Ülkemizde yaşanan yıkıcı depremlerin ardından mevcut yapıların deprem güvenliklerinin belirlenmesi önemli bir durum haline gelmiştir. Depremde hasar gören veya yıkılan yapılar üzerinde yapılan incelemeler, hasar ve yıkılmanın çeşitli nedenlere dayandığını göstermektedir. Genelde hasar oluşmasına; gerekli zemin etütlerinin yapılmaması, bina geometrisinin ve taşıyıcı sistemin hatalı, kesitlerin yetersiz, detaylandırmanın eksik veya yanlış, yapım kalitesinin kötü olmasının sebep olduğunu söylemek mümkündür (Tekeli, 2003). Son yıllarda meydana gelen depremler; can ve mal kayıpları dikkate alındığında, tehlikenin büyüklüğünü ve konunun ciddiyetle ele alınması gerektiğini ortaya koymuştur. Bu gibi depremlerde ortaya çıkan kayıplar ülkemizde çok büyük boyutlara ulaşırken, gelişmiş ülkelerde aynı büyüklükteki bir depremde kayıpların çok az olması, üzerinde durulması gereken önemli bir sorundur. Bu sorun; ülkemizdeki yapıların, gelişmiş ülkelerdeki yapılara göre, standartlarının düşük ve kalitesiz olmasından kaynaklanmaktadır. Betonarme yapıların, düşey yükler yanında yatay yükleri de güvenli bir şekilde taşıması gerektiği bilinmektedir. Deprem ve rüzgar etkileri en önemli yatay yüklerdir. Bu yüklerden yapılara gelen dış etkiler arasında deprem etkisi çok önemli bir yer tutmaktadır. Betonarme yapıların bir kısmını da sanayi tipi yapılar oluşturmaktadır. Bilindiği gibi her ülke için milli servet ve istihdam kaynağı olan sanayi yapılarının korunması ve üretimlerinin sürekli olması ekonomiler için çok önemli ve değerlidir. Bu yüzden Türkiye de yapılacak prefabrike betonarme sanayi yapılarının tasarımında ve yapısal oluşumunda, deprem faktörü çok önemli bir etkendir. Sanayi yapıları kuruluş ve yapımının yanı sıra içerdiği makine ve teçhizat bakımından maliyetleri yüksek olan yapılardır. Deprem bu yapılara hasar verebileceği gibi üretim programını kesintiye uğratarak da zararlı sonuçlar doğurabilmektedir. Hiçbir işletmeci üretim programlarında meydana gelen aksama ve duraklamaları istemez ve bu yönde 1

12 tedbirler almak ister yılında meydana gelen İzmit Adapazarı Gölcük Yalova depreminde sanayi yapılarının büyük oranda zarar görmesi Türkiye ekonomisini uzun süre olumsuz yönde etkilemiştir. Özellikle gelişmiş sanayi tesislerinin deprem açısından en riskli bölgelerde olması ve deprem sonrasında büyük zararlar alması ülke ekonomisini zora sokmaktadır. Bunun için sanayi yapılarının da deprem güvenliğinin sağlanması önemli bir konudur. Prefabrikasyon, yapı elemanlarının şantiye dışında üretilerek şantiyede birleştirilmesine dayanan bir yapı üretim tekniğidir. Prefabrike beton endüstrisi bugün ekonomik koşullara bağlı olarak arasında değişen firmanın faaliyet gösterdiği bir sektördür larda kamu yatırımlarının azalması, kamu yatırımlarında zaman kavramının yitirilmesi ve giderek yükselen enflasyonun baskısıyla prefabrikasyon teknolojisi, hızlı yapım isteyen, büyük açıklıklara gereksinim gösteren ve finansmanı hazır olan özel sektör tarafından sanayi yapılarının üretiminde kullanılan bir teknoloji olmuştur. Prefabrikasyon teknolojisi yapı üretiminde en çok sanayi yapılarında kullanılmaktadır. Sanayi yapılarının % ı bu teknoloji ile yapılmaktadır. Prefabrike inşaatın, özellikle endüstriyel alanda tercih edilmesinin başlıca nedenleri arasında, a) İnşaat süresinin kısalığı, b) Beton gibi çok uzun ömürlü, yangın, korozyon, sıcaklık değişimi, rutubet, rüzgâr yükleri ve titreşimler gibi her türlü olumsuz çevre şartlarında bile gücünü yitirmeyen bir malzemenin kullanılması, c) Kalite kontrolün sağlanabilmesi nedeni ile oldukça yüksek C30 ve C40 kaliteli beton üretilebilmesi, d) Ön germe tekniklerine olanak sağlaması ve e) Geleneksel inşaata kıyasla daha ucuza mal olması gibi birçok faktör sayılabilir. Prefabrike betonarme yapıların bu üstünlüklerinin yanı sıra, onların en önemli bir özelliği, depreme karşı çok titiz ve dikkatli bir şekilde tasarımlanmış olmaları gereğidir. 2

13 Genellikle, prefabrike betonarme elemanlar, tek başlarına depremde hasar görmeyecek kadar yüksek malzeme kalitelerine ve üstün dayanım gücüne sahiptir. Ancak, birleşim noktalarındaki zayıflıklar, bu çok sağlam elemanların oluşturduğu prefabrike taşıyıcı sisteminde, çoğu zaman beklenmedik hasarlara neden olabilmektedir. Ülkemizin büyük bir bölümü deprem riski altındadır Adana ve 1999 Marmara depremleri sadece konutların bulunduğu yerleşim bölgelerinde değil, ülkemizin önemli yatırımlarının bulunduğu sanayi bölgelerinde de ciddi hasara sebep olmuştur. Sanayi yapılarının büyük çoğunluğu prefabrike betonarme yapılardan oluşmaktadır. Bu yapılarının deprem davranışlarının belirlenebilmesi, gerektiğinde bazı yapıların güçlendirilmesi ve olası depremlerde bu yapılardaki hasarın azaltılabilmesi çok önemlidir Adana Ceyhan ve 1999 Marmara depremlerinden sonra prefabrike betonarme sanayi yapıları ağır hasarlar almışlardır. Türkiye deki ağır sanayi yapılarının yaklaşık olarak %40 ı 7.4 büyüklüğündeki 1999 Kocaeli depreminin tesir ettiği bölgededir. Bu durum Türkiye deki mevcut prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem esnasındaki performanslarının yetersiz olduğunu göstermiştir. Ekonomideki payı yüksek olan bir sektörün depremlerden alabileceği ağır hasarlar göz önünde bulundurulursa, prefabrike betonarme sanayi yapılarının performanslarının önemi ortaya çıkmaktadır. Endüstriyel tesislerdeki hasarlar bölge ve ülke ekonomisine önemli düzeyde hasar verebilir. Sanayi yapılarının büyük çoğunluğunu oluşturan prefabrike betonarme sanayi yapılar ülke ekonomisi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu açıdan bakıldığında Türkiye deki prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem davranışlarının belirlenebilmesi, gerektiğinde deprem performansları yetersiz yapıların güçlendirilmesi ve olası depremlerde bu yapılardaki hasarın istenen seviyelerde tutulabilmesi çok önemlidir. 3

14 Türkiye deki sanayi yapılarının çoğunluğu tek katlı prefabrike betonarme yapılardan oluşmaktadır. Yapının yatay ve düşey yükleri kolonlara aktarılmakta, kolonlar temel soketlerine yerleştirilmektedir. Sekil 1.1 de tipik tek katlı bir yapı ve bu yapıyı oluşturan elemanlar görülmektedir. Mevcut yapı stoku içerisinde kolon yükseklikleri 6 m ile 10 m, çatı makası açıklıkları 10 m ile 20 m, oluk aralığı ise 6 m ile 8 m arasında değişmektedir. Yaygın olarak, kolon ile birleşim bölgesinden açıklık ortasına kadar değişen yamuk kesitlerden oluşan çatı kirişleri kolonlara tek ya da çift pim ile mafsallı olarak bağlanmaktadır. Aşıklar ve oluk kirişleri her iki uçlarından tek pim ile mafsallı olarak sisteme bağlanmaktadır. Deprem Yönetmeliği 1998 de prefabrike mafsallı yapılara ancak tek katlı olduklarında izin verilmektedir. Bu yapılarda kolon boyutlarını genellikle göreli kat ötelenmesi sınırı kontrol etmektedir. Döşeme olmaması sonucu her çerçeve bağımsız davranmakta, bu ise deprem davranışı açısından önemli olumsuzluklara sebep olmaktadır. Şekil 1.1. Tipik bir prefabrike betonarme sanayi yapısı modeli Tek katlı ve mafsallı sanayi yapılarında, 1998 Ceyhan ve 1999 Kocaeli depremlerinde gözlenen yaygın hasar türleri aşağıda özetlenmiştir: a) Kolonlar ayakta kalmış ama kirişlerin tümü yere düşmüştür (Şekil 1.2) b) Bazı binalarda kolon tabanında plastik şekil değiştirmeler gözlenmiştir (Şekil 1.2) c) Yamuk kirişlerin bulunduğu yapılarda kirişlerde dönme gözlenmiştir (Şekil 1.3) 4

15 Şekil 1.2. Kirişleri düşen prefabrike betonarme sanayi yapıları Sekil 1.3. Kirişlerde dönme ve kolonda mafsallaşma Türkiye deki sanayi yapılarında prefabrikasyon uygulamalarının yapılması 30 yılını doldurmuştur. Bu yapıların büyük çoğunluğu 98 Deprem Yönetmeliği yayınlanana kadar eski bir yönetmelik olan 75 yönetmeliği dikkate alınarak yapılmıştır. 75 yönetmeliği aradan geçen zamanla birlikte yeterliliğini yitirmiş ve yerini deprem mühendisliğindeki gelişmelerle birlikte geliştirilen Deprem Yönetmeliği 98 e bırakmıştır. Doğal olarak Deprem Yönetmeliği 98 in yayınlamasından önce yapılan yapılar Deprem Yönetmeliği 98 in öngördüğü güvenlik şartlarına sahip değildir. Son günlerdeki gelişmelerle birlikte ve deprem mühendisliğinde geliştirilen yeni yöntemler ve tecrübelerle oluşturulan Deprem Yönetmeliği 2007 yürürlüğe girmiştir. Eski yönetmeliklere göre tasarlanan yapılar, yeni yönetmeliklere göre güvenlik açısından bazı yetersizlikler içerebilmektedir. Mevcut yapılarında birçoğunun eski yönetmeliklere göre tasarlandığı göz önünde bulundurulursa olası depremlerde can ve mal kaybının önlenebilmesi için bu yapıların mümkün olduğu kadar hızla incelenerek deprem performanslarının detaylı olarak tespit edilmesi ve ihtiyaç duyulması halinde bu yapılardan bazılarının güçlendirilmesi gerekmektedir. 5

16 Prefabrike betonarme sanayi yapılarında, özellikle deprem bölgelerindeki uygulamalar için tasarım ve montaj esnasında büyük sorumluluk ve itina gerekmektedir. Hatalı tasarımlar veya yanlış uygulamaların çok ciddi sorunlara yol açtığı son depremlerde tüm açıklığıyla görülmüştür. Daha önce bahsedilen avantajları gözönüne alındığında, hasara sebep olan yetersizliklerim değerlendirilmesi ve özellikle tasarım ve montaj esnasında gerekli koşullara uyulması şartı ile, prefabrikasyon tercih edilen bir sistem olmaya devam edecektir Marmara depremleri sonrasında TPB (Türkiye Prefabrik Birliği) adına yapılan çalışmada birliğe üye kuruluşların Adapazarı nda yapmış oldukları 98 sanayi tesisinin 16 sında toptan göçme 8 inde ise kısmi göçme belirlenmiştir (Ataköy 1999). Aynı çalışmada birlik üyesi kuruluşların İzmit yöresindeki üretiminin %3 ünün depremden ağır ya da orta derecede hasar gördüğü belirtilmektedir. Marmara bölgesindeki prefabrike betonarme yapı hasarları ile ilgili başka bir çalışmada sadece Adapazarı Organize Sanayi Bölgesi nde tamamen veya kısmen göçen sanayi tesisi oranının %80 e ulaştığı belirtilmektedir (Ersoy vd. 2000). Çalışmada Marmara depremlerinde tek katlı prefabrike betonarme yapılardaki hasar türleri ve nedenleriyle gerekli olan önlemler konusunda öneriler sunulmuştur. Mevcut tek katlı prefabrike betonarme yapılar incelendiğinde birçoğunun dışarıdan dolgu duvarlara sahip olduğu görülmektedir (Şekil 1.4). Dolgu duvarlar, yapı davranışı ve performansını doğrudan etkilemeyen, ikinci derece yapı elemanları olarak kabul edilir ve çözümlemede karşılaşılan karmaşıklıktan dolayı mevcut şartnamelerin yatay yük hesaplarında yer almamaktadır (Sivri, 2003). Şekil 1.4. Örnek mevcut tek katlı prefabrike betonarme sanayi yapısı 6

17 Türkiye de prefabrike betonarme yapılarla ilgili çalışmaların Mayıs 1996 dan sonra yoğunlaştığı söylenebilir yılında oluşturulan komitenin çalışmaları sonucu, DBYYHY 97 (1997) Resmi Gazete de yayınlanmıştır. Bu süreçte yeni yönetmelik hükümleri için eleştiri ve öneriler içeren çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Deprem riskinin belirlenmesinde deterministik ve olasılıklı iki temel yaklaşım bulunmaktadır. Deterministik yaklaşımda, oluşmalarına dair olasılığın kesin belli olmadığı belirli senaryolar tehlike modeli olarak referans alınmakta, beklenen maksimum deprem büyüklüğü için senaryolar üretilmekte ve bu senaryolar altında hasar ve kayıplar değerlendirilmektedir. Olasılıklı yaklaşımda ise, ilgili bölgeye etki eden birçok olay ve etmen ile ilişkili tüm olasılıkları hesaba katan tehlike modelleri referans alınmakta ve yüzlerce ya da binlerce senaryonun simülasyonları baz alınmaktadır. Tez çalışmasında, farklı özelliklerdeki prefabrike betonarme sanayi yapılarını temsil edecek şekilde tek ve çift açıklıklı iki prefabrike betonarme sanayi yapısı ele alınmış ve bu yapılara farklı şekillerde dolgu duvar ilaveleri yapılarak doğrusal olmayan analizlerle değerlendirmeler gerçekleştirilmiştir. Böylelikle prefabrike betonarme sanayi yapılarında dolgu duvar davranışının incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Modellerin seçimi mevcut yapılarda uygulanmış en yaygın sistemler göz önüne alınarak belirlenmiştir. Doğrusal olmayan analizler kapsamında öncelikle artımsal itme analizleri gerçekleştirilmiş, ardından ön farklı deprem verisiyle zaman tanım alanında dinamik analizler yapılmıştır. Zaman tanım alanında kullanılan deprem verileri kullanılarak örnek yapıların performansa bağlı analizleri Kapasite Spektrumu yöntemiyle yapılmıştır. Deterministik yöntemlerle sismik davranışı belirlenen prefabrike betonarme sanayi yapılarının olasılıklı sismik davranışının belirlenmesi amacıyla kırılganlık analizleri gerçekleştirilmiş ve örnek yapıların kırılganlık eğrileri elde edilmiştir. Böylelikle örnek yapıların olasılıklı sismik değerlendirmesi tamamlanmıştır. Son olarak seçilen modeller üzerinde yapının m 2 maliyetleri üzerinden yapım maliyetleri hesaplanmış ve fayda maliyet analizi yapılmıştır. 7

18 2. KAYNAK ÖZETLERİ Prefabrike betonarme elemanlar ve prefabrike ön gerilmeli beton elemanlar için ülkemizde TS 9967 (1992) standardı kullanılmaktadır. Bu standartta ülkemizde yapılmak istenen betonarme prefabrike betonarme yapı elemanları ve ön gerilmeli elemanlar için malzeme standartları, tanımlanması gereken yükler, tasarım esasları, imalat aşamasında uyulması gereken kurallar ve stoklama, montaj kuralları yer almaktadır. Bununla birlikte günümüzde yapısal performans analizlerine ışık tutan belli başlı yöntemler mevcuttur. Bunlar, Federal Emergency Management Agency, FEMA ve Applied Technology Council, ATC, tarafından yayınlanmış ATC 40 ve FEMA 273, 274, 356 ve 440 da detaylı olarak verilmektedir 1996 yılında yayınlanan ATC 40; 1997 yılında yayınlanan FEMA 273 ve 274; 2000 yılında yayınlanan FEMA 356; 2005 yılında yayınlanan FEMA 440 ile bu çalışmalar geliştirilmektedir. Zorbozan ve Özden (2000), kolon ve kiriş birleşimleri mafsallı, az katlı perdeli prefabrike betonarme yapıların yatay yükler etkisinde davranışını incelemişlerdir. Yazarlar çalışmalarında kolon kiriş birleşimleri mafsallı, kolon ve perdeleri temele ankastre iki katlı bir yapıda perde kolon rijitlik oranları değişiminin yatay yük paylaşımına etkilerini araştırmışlardır. Çalışmadan şu sonuçları çıkarmışlardır: Yapıya etkiyen yatay yüklerin önemli bir bölümünün perdeler tarafından taşındığını ve kolonlarında ihmal edilmeyecek ölçüde katkılarının olduğunu, perdelerin taşıdığı kesme kuvvetleri toplam yatay kuvvetin %75 ~ %86 sı arasında değiştiğini, yatay kat kesme kuvvetlerinin tamamının perdeler tarafından taşınması kabulü, mafsallı birleşimli iki katlı yapıların üst katında gerçekleştiğini gözlemlemişlerdir. Ersoy, Özcebe, Tankut (2000), yaptıkları çalışmada 1999 Marmara ve Düzce depremlerinde gözlenen ön üretimli yapı hasarlarını incelemiş ve alınması gereken önlemleri vurgulamışlardır. Yazarlar deprem bölgesinde, ön üretimli yapı hasarlarının en yoğun olduğu Sakarya iline dikkatleri çekmiş ve incelemerinde bu bölgede tümden veya kısmen göçen sanayi tesisi oranının %80 e ulaştığını gözlemlemişler ve bölgedeki sanayicinin ön dökümlü yapı sistemlerine olan güveninin kaybolmuş olduğunu belirtmişlerdir. Bu durumun düzeltilebilmesi için 8

19 gün yüzüne çıkan sistem hatalarının giderilmesi gerektiğini belirtmişler ve alınacak önlemleri bir kez daha vurgulamışlardır. Bölgedeki ön üretimli yapı türlerini ön üretimli panellerden oluşan çok katlı yapılar, moment aktarabilen bağlantılara sahip ön üretimli çerçevelerden oluşan çok katlı yapılar ve tek katlı, mafsallı ön üretimli çerçevelerden oluşan endüstriyel yapılar olarak 3 sınıfta toplamışlardır. Ön üretimli panellerden oluşan çok katlı yapılarda panellerin iki doğrultuda yeterli perde alanını sağlaması nedeniyle hasar gözlenmediğini tespit etmişler ve bu yapıların sağlıklı davranış sergilediklerini söylemişlerdir. Moment aktarabilen bağlantılara sahip ön üretimli çerçevelerden oluşan çok katlı yapılarda göçme ve ağır hasarlar tespit edilmemiş ancak bazı kolon kiriş bağlantılarında ağır olmayan türde hasarlar olduğunu saptamışlardır. Bölgede yaygın olarak kullanılan tek katlı, mafsallı ön üretimli çerçevelerden oluşan endüstri yapıların en büyük hasarı aldığını belirten yazarlar çalışmalarında bu yapılardaki hasar türlerini ayrıntılı olarak belirtmişlerdir. Yazarlar hasar türlerini inceleyerek bunları sistemden kaynaklanan kusurlar ve detay kusurları olarak iki başlığa ayırmışlardır. Yazarlar daha sonra çalışmada güçlendirme önerilerinde bulunmuşlardır. Önerilen güçlendirmede sağlanması gereken ilk koşulun yanal rijitlik koşulu olduğunu belirtmişlerdir. İkinci olarak çatı düzeyinde bir diyafram oluşturulması gerektiğinden bahsetmişlerdir. Tezcan ve Çolakoğlu (2003), ABYYHY 98, Amerikan deprem yönetmeliği UBC-97, Eurocode 8 98 de prefabrike betonarme binalar için önerilen depreme dayanıklı yapı kriterlerini gözden geçirmiş ve tasarım deprem yükleri, göreli kat ötelenmesinin sınırlarını ve bağlantılara gelen deprem yükleri açısından karşılaştırmalı bir inceleme yapmışlardır. Farkları belirlemek için çatıdaki bağlantıları mafsallı olan tabandan ankastre tek katlı prefabrike betonarme bir endüstri binasının tasarımını her yönetmelik için tasarımını yapmışlardır. Yazarlar yaptıkları karşılaştırmalarda şu sonuçlara ulaşmışlardır: Fabrika binasının uzun doğrultusunda yatay deprem stabilitesini sağlamak için dış cephe kolonları arasına yerinde dökme betonarme perde duvar veya çelik çaprazlar konulmasının büyük yararı olacağını ve bu önerinin ABYYHY (Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik) 98 in bunun aksi yönündeki önerisinin iptal olması gerektiğini belirtmişlerdir (Madde ). Prefabrike taşıyıcı kolonların alt başları, en az 150 cm uzunluğunda bir bölge 9

20 boyunca, ABYYHY 98 Denk. 7.1 de verilen özel sarılma etriyeleri ile sıkıca sarılması gerektiğini ve etriyelerin mesnetlenmemiş ara mesafeleri 25 cm yi geçmeyecek şekilde, ilave etriyeler veya deprem çirozlarının kullanılması gerektiği belirtilmiştir. Tipik bir fabrika binasının hesabında ABYYHY 98 in yatay yükü 1 iken, UBC kat ve Eurocode 8-98 un ise 2.62 kat daha fazla deprem yükü önerdiğini göstermiştir. Bu yetersizliğinin sebebinide ABYYHY 98 de alınan davranış katsayısının R=5 gibi yüksek bir değer kabul edilmesinden kaynaklandığını ve bu değerin R=1.5 ve R=2 gibi uygun ve güvenli bir parametreye getirilmesi gerektiği önerilmiştir. Prefabrike elemanların birleşim yerlerinin hesabı için ABYYHY 98 in önerdiği yatay yük katsayısının yetersiz olduğu belirtilmiş ve yapının ek yerlerine gelen kuvveti bulmak için, binaya gelen taban kesme kuvveti katsayısının 1.2 katını değil, UBC-97 ve Eurocode 8-98 de olduğu gibi en az 3 katının alınması gerektiği belirtilmiştir. ABYYHY 98 e göre koşulların sağlandığı bir yatay yerdeğiştirme şartı, Eurocode 8-98 e göre yetersiz kalındığı belirtilmiştir. ABYYHY 98 de belirtilen prefabrike betınarme yapılarda çıkıntılar, konsollar ve mimari elemanlar gibi yapısal olmayan elemanların ve ayrıca makine ve teçhizatın bağlantı yerlerinin deprem hesabı için önerilen F p =A o IW p formülününde yetersiz kaldığı son olarak çalışmada belirtilmiştir. Yüksel, Sürmeli, Yüce, Karadoğan (2007), farklı kesit özelliklerine sahip 1/1 ölçekli 3 adet, 4 m boyunda, C45 beton ve S420 çeliği kullanılarak oluşturulmuş prefabrike kolonu laboratuarda deneysel olarak incelemiş ve IDARC2D yazılımında yer alan Parabolik Çevrimsel Kesit Davranış Modeli ni kullanarak kuramsal olarak modelleyerek sonuçları karşılaştırmışlardır. Kolonları sabit eksenel yük ile birlikte tepe hizasından tersinir tekrarlı yatay yük çevrimlerine tabi tutmuşlardır. Yazarlar, deneysel ve kuramsal çevrimlerin genel olarak uyumlu olduğunu ancak çekme tarafında boşaltma kollarında ayrımların bulunduğunu gözlemlemişlerdir. Kayhan (2004), kolon boyutu, beton sınıfı, yapı yüksekliği, kolon boyuna donatı oranı ve çatı makası uzunluğu parametrelerini göz önünde bulundurarak tasarlanmış 108 model oluşturmuş ve modelleri doğrusal olmayan analiz yöntemlerinden Kapasite Spektrum Yöntemine göre analiz etmiştir. Yapılan analizler sonucu yazara 10

21 göre; Prefabrike betonarme sanayi yapılarının yüksekliğinin fazla ve birleşimlerinin mafsallı olması titreşim periyotlarının büyük olmasına, makas açıklığının artması çatı makasına dik yönde makasın esneme davranışını daha belirgin hale getirdiğine ve bu yönde titreşim periyodunun büyümesine sebep olmaktadır. Birleşimlerin moment aktarmamasından dolayı yapıda süreksizlik meydana gelmekte ve çerçeveler arası uyum oluşmamaktadır. Her bir çerçevenin davranışı diğerlerinden bağımsız olmaktadır. Yapının yanal rijitliğinin düşük olması, kolonlarda plastik yer değiştirmelerin artmasına ve yapının göçmesine neden olmaktadır. Kolon rijitliğinin ve kapasitesinin artması yanal yer değiştirmelerin sınırlandırılması açısından olumlu olmakla beraber kolonlara ve birleşim yerlerine gelecek kesme kuvvetlerini artırmakta, birleşimler daha da kritik hale gelmektedir. Buna bağlı olarak çatı makasının devrilmesi ya da bağlantı çubuklarının kesilmesi sonucu makasın düşme ihtimali artmaktadır. Yapılar çatı makası düzleminde diğer yöne göre daha fazla zorlanmaktadır. Kayhan, yaptığı çalışmada prefabrike betonarme sanayi yapılara uyguladığı üç boyutlu analizlerde kısa yön için yapıyı temsil edebilen bir mod davranışı elde edebilmiş fakat uzun yön için yapıyı temsil edebilen bir titreşim modu elde edememiştir. Korkmaz ve Tankut (2005), prefabrike bağlantıların sismik davranışlarını inceleyen kapsamlı bir araştırmanın bir safhasını oluşturan bir çalışma yapmışlardır. Çalışma, tekrarlı tersinir yüklemelere maruz kalan beton prefabrike kiriş kiriş birleşimlerinin sismik performanslarının belirlenmesini ve geliştirilmesini kapsamaktadır. Çalışmada 6 adet kiriş kiriş birleşimi şiddetli depremlerden benzetilen tekrarlı tersinir yükler altında test edilmiştir. Birinci numune tek parça monolitik bir numune ve referans davranışın tanımlanması için referans numunesi olarak kabul edilmiştir. İkinci numune beton prefabrike üretimi yapan bir üretici tarafından geliştirilen prefabrike numunedir. Çalışmadaki diğer numuneler prefabrike numunenin değiştirilmiş versiyonlarını kapsamaktadır. Bütün numuneler kritik deprem bölgelerinde kullanılan geliştirilmiş bağlantı detaylarının %5 ölçeğinde küçültülerek oluşturulmuş örnekleridir. Çalışmanın sonunda prefabrike elemanların davranışları referans ve diğer düzenlenmiş numunelerin davranışlarıyla karşılaştırılmıştır. Yazarlar çalışmalarında prefabrike beton konusunda uzmanlaşmış bir firma tarafından 11

22 geliştirilen, kolonlardan uzanan konsollara oturan bir prefabrike beton orta kiriş numunesi kullanmışlardır. Numunenin üst bağlantı bölgesi birleşim bölgesi boyunca birbirine geçirilmiş demir çubuklardan oluşan bir bağlantı, alt birleşim bölgesinde de 2 adet çelik plakalarla kaynaklanarak güçlendirilmiş bağlantıdan oluşturulmuştur. Prefabrike numunedeki kiriş kiriş bağlantı detayları yüklemeler karşısında yetersiz ve çok zayıf performans göstermiştir. Prefabrike numunenin üst bağlantısında kullanılan 28ø uzunluğundaki demir çubuklar beklenen göçme zamanından önce aktığı gözlenmiştir. Prefabrike numunenin yük taşıma kapasitesinin istenilen kapasitenin altında kaldığı gözlenmiştir. Ayrıca elemanın zayıf sünek davranış gösterdiği ve erken güç tükenmesinin olduğu gözlenmiştir. Kesme kuvveti şekil değiştirmesi en fazla prefabrike numunede gözlenmiştir. Yazarlar yapılan testlerden şu sonuçlara ulaşmışlardır; Orijinal bağlantı detaylarının sismik bölgelerde kullanım için yeterli olmadığını, yapılan düzenlemelerin kayda değer performans artışlarına sebep olduğunu, üst birleşim bölgesinde kullanılan çelik çubuk uzunluklarının 50ø ve daha fazla olduğunda yeterli dayanımı sağladığını ve bununda kaynaklamaya bir alternatif olabileceğini, orijinal kiriş numunesinin alt kısımdaki bağlantısı için ankraj plakalarına kaynaklanan çelik çubuklar boyunca gerilim akmasının olduğu fark edilmiş ve orijinal alt çelik bağlantılarının yetersiz kaldığı gözlemlenmiş, alt bağlantıları güçlendirilmiş geliştirilmiş numunelerde tatmin edici değerlere ulaşıldığını tespit etmişlerdir. Durakoğlu (2006), çalışmasında depremden dolayı hasara uğramış prefabrike yapıların onarım ve güçlendirme yöntemlerini incelemiştir. Yazar ABYYHY 98 i ve 2005 yılında yayınlanmış olan tasarı deprem yönetmeliklerini prefabrike betonarme yapılar bakımından irdelemiş, onarım ve güçlendirme alanındaki yeni eklentileri incelemiştir. Yazar yaptığı incelemeler sonucu hasar nedenlerini Sistemden kaynaklanan kusurlar ve Detay yetersizliği ve detay kusurları şeklinde iki ana başlıkda toplamıştır. Yazar prefabrike betonarme yapıların onarım ve güçlendirilme incelemelerinde şu sonuçlara varmıştır; Kolon ve çatı kirişlerinden oluşan ve sistemlerin genellikle tek yönlü bağlandığı prefabrike betonarme yapıların güçlendirilmesinde sisteme yeni perdeler eklenmesi yanal deprem kuvvetlerinin karşılanmasında yarar sağladığını görmüştür. Çatı düzleminde aşıklar arasında ve 12

23 düşeyde çerçeve düzleminde kolonlar arası çelik çaprazların kullanımı yatay rijitliği artırmıştır. Yapıdaki prefabrike kolonların, çelik profil iskelet geçirilerek mantolanması ve bunların yapının temeline bağlanması olumlu sonuçlar doğurmuştur. Prefabrike yapıların çatılarında, çelik çaprazlarla oluşturulan diyafram sayesinde ağır çatı kirişlerinin zayıf eksenleri doğrultusunda devrilmelerinin önüne geçildiği görülmüştür. Çatı kirişlerinin yatay yük tesirleri altında kolonlardaki mesnetlerinden çıkmalarını önlemek amacıyla kolon kiriş bağlantı yerlerinde ek guseler kullanılması yapıların deprem davranışlarını olumlu yönde etkilemiştir. Taştekin (2006), aynı boyutlarda bulunan prefabrike, çelik ve kompozit yapılar aynı yüklemeler göz önünde bulundurularak, yapıların ömürleri ve bakım masrafları da dikkate alınarak bütün avantajlarını ve dezavantajlarıyla ekonomik olarak karşılaştırmıştır. Yazar karşılaştırmalarının sonucunda; nakliye mesafesinin her alternatifte bina maliyetini artırdığını ve bu artışında en fazla prefabrike betonarme yapılarda olduğu, deprem bölgesinin değişiminin maliyete etkisinin yine en fazla prefabrike betonarme binalarda olduğunu, açıklık değişiminin çelik binalara daha fazla maliyet getirdiğini ve prefabrike betonarme binaların ilk yapım maliyetlerinin her alternatifte çelik ve kompozit binalardan daha düşük olduğu sonucuna varmıştır. Sharon (2006), Türkiye ve Amerika daki tek katlı endüstriyel binaların sismik performanslarını karşılaştırmıştır. Yazar 1999 Kocaeli ve Düzce depremlerinde hasar gören tek katlı prefabrike betonarme yapılardaki yapısal hasarları, kolonlardaki mafsallaşma ve çatı bölümündeki prefabrike elemanlarda görülen hasarlar olarak 2 gruba ayırmıştır. Yazar, Amerika daki endüstri binalarında kullanılan Tilt-up sistemlerinde 1964 Alaska, 1971 San Fernando ve 1994 Northridge depremlerinde zayıf sismik performans gösterdiğini belirtmiş ve duvar panelleri ile esnek diyaframlar arasındaki bağlantının yetersiz kaldığını söylemiştir. Yazar, her ne kadar yapısal sistemleri farklı olsada, Türkiye deki prefabrike betonarme sanayi yapılarıyla Amerika daki tilt-up yapıların bir çok ortak noktası bulunduğunu ve her iki tip yapının da sismik performanslarının zayıflığını belirtmiştir. Yazara göre Güney Kaliforniya daki çalışmalar, çatı diyaframlarının yapı elemanlarının göreli ötelemelerini yeterli miktarda engelliyecek şekilde güçlendirildiği takdirde tilt-up yapıların depreme karşı dayanımının çarpıcı bir biçimde geliştirildiğini göstermiştir. 13

24 Yazara göre bu deneyimi Türkiye ye dönüştürmek detaylı bir değerlendirme gerektirecek çünkü prefabrike elemanlar için uygun bağlantı detaylarının geliştirilmesi çatı sisteminin kütlesi yüzünden atalet kuvvetlerinin büyümesine neden olabilir. Sezen ve Whittaker (2006), 1999 Türkiye depreminden zarar görmüş yarıdan fazlası beton prefabrike olan 24 farklı endüstriyel tesislerin sismik performanslarını inceleyerek bu tesislerdeki yapısal ve yapısal olmayan hasarları ve yapıların performanslarını bir hasar sınıflandırma şeması kullanarak rapor etmişler. Yazarlar aynı zamanda deprem bölgesinde kaydedilen yer hareketlerinin karakteristiklerini tanımlanmış ve bu hareketlerin elastik tepki spektrumlarını modern yapım yönetmeliklerindeki dizayn spektrumlarıyla karşılaştırılmıştır. Yazarlar incelenen tesislerin bazılarında yapısal kusurlar olduğunu ve bunların depremle birlikte fark edildiklerini belirtmişlerdir. Deprem bölgesinde seçilen endüstriyel tesislerin sismik performanslarını değerlendiren yazarlar, tasarım depreminden doğan hasarın beklenildiğini göstermiştir. Nohutcu (2007), tek katlı mafsal bağlantılı prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem davranışını deneysel olarak incelemiş ve dış perde uygulaması ile güçlendirme yapmıştır. Bu kapsamda, eleman, çerçeve ve 3 boyutlu yapı deneyleri ve güçlendirilmiş yapı deneyleri yapmıştır. Deney sonuçlarında yük-yer değiştirme, moment-eğrilik ilişkilerini ve birleşim bölgesi hareketlerini incelemiştir. Yazar ilk olarak elemanların davranışını tespit etmiştir. Kolon deneyi yapılmış ve kolonun yatay yükler altında davranışını deneysel olarak ortaya konulmuştur. Yazarın elde ettiği sonuçlara göre kolonların; büyük yerdeğiştirme yaptığını, mafsallaşmanın yaklaşık kolon kesitinin yarısı (h/2) de oluştuğunu, kolonda etkili rijitliğin bürüt kesitin rijitliğinin %25 i olduğunu, soketlerde yerinden oynama görülmediğini ve çatlakların eğilme çatlakları olduğunu tespit etmiştir. Daha sonra prefabrike betonarme yapıyı deprem yüklerine karşı koruyacak olan perde elemanının deneyini yapmış ve yatay yüklere karşı davranışını ortaya koymuştur. Yazarın elde ettiği önemli sonuçlar; perdenin akmasının kolonlardan önce olduğunu, perde elemanın kolondan yaklaşık 4 katı fazla yük taşıdığını, mafsallaşmanın yaklaşık perde kesitinin 14

25 uzun boyutu (h/2) mesafesinde oluştuğunu, etkili rijitliğin kesit rijitliğinin %30 u kadar olduğunu, çatlakların eğilme çatlakları şeklinde olduğunu ve çatlakların çok ve küçük çatlaklar şeklinde olduğunu tespit etmiştir. Yazar son olarak betonarme perdelerle güçlendirilmiş yapının teorik ve deneysel çalışmalarını yapmıştır. Yapıya doğrusal ve doğrusal olmayan analizler yapılmıştır. Yazar mod analizinde makas kirişine dik doğrultudaki Moda (1. mod) sadece mevcut yapının makaslarının yer değiştirdiğini gözlemiştir. Güçlendirme perdelerinin zayıf yönde eğilmeye maruz kaldığını fakat yapıda hareket olmadığını ve perdelerin yapıyı koruduğunu gözlemlemiştir. Yazar ayrıca güçlendirme perdesinin mafsallaştıktan sonra kolonların bir miktar daha yer değiştirme yapabildiğini, kolonlardan önce perdelerde göçme hasarı oluştuğunu tespit etmiştir. Güçlendirme ile birlikte yazar yapıda depremden gelen yükün 10 katı kadar kapasite elde etmiştir. Yazar perde ile güçlendirilen sistemin sonlu elemanlar analizi sonucu çatı, makaslara dik doğrultuda gelen deprem yükü neticesinde, bu yönde makaslarında zayıflığından dolayı, büyük yer değiştirmeler yaptığını tespit etmiştir. Yazar çatının çelik çaprazlar ile veya makasların rijit diyaframa birkaç bölgeden tutturulması ile bu yöndeki yer değiştirmelerin azalacağını, çatının yanal yer değiştirme ve devrilme etkisinin önleneceğini önermiştir. Sağlamer vd. (2002), yapmış oldukları çalışmada Afyon Sultandağı depremi sonrasında Afyon Çay sanayi sitesinin deprem davranışını incelemişlerdir. Sanayi sitesinin inşaatı yılları arasında tip proje uygulaması ile gerçekleştirilmiştir. Site kısa doğrultuda dört açıklığı ve boyuna beş açıklığı olan tipik bir bloğun tekrarlanmasıyla oluşturulmuştur. Blokta her kenar aksta enine doğrultuda bölme duvarları mevcuttur. Taşıyıcı sistemde çatıda ve ara katta betonarme kirişli plaklar bulunmaktadır. Ayrıca kiriş ve kolonların düzgün eksenlerde yerleştirilmesi ile çerçeve oluşturulmuştur. Taşıyıcı sistemin düzgün eksenlerinin bulunması ve kiriş ve kolonların eksenel birleştirilmiş olması olumlu olarak kabul edilebilir. Beton kalitesi çok değişken olmakla beraber, 10~14 MPa arasında bir basınç dayanımı tahmin edilmiştir. Elemanların incelenmesinde donatı olarak düz yüzeyli ve nervürlü donatının birlikte kullanıldığı görülmüştür. Donatı kenetlenme boylarının yetersiz olması, etriye kancalarının 90 0 bükülmesi ve kısa 15

26 olması başta olmak üzere donatı detaylarına gerekli özenin gösterilmemesi en önemli hasar sebebi olarak görülmüştür. Bunun yanında bölme duvarlarının çok az olması, beton kalitesinin düşük olması ve zemin profilinin, yamaç molozlarının altında kalın ve gevşek yerleşmiş kum-çakıl ile yumuşak-orta katı alüvyon tabakalarından oluşması da ağır hasarın sebepleridir. Deprem sırasında zemin büyütmesi olduğu tahmin edilmektedir. Bayülke vd. (2003), tarafından yapılan çalışmada 3 Şubat 2002 Sultandağı depreminde büyük bölümleri yıkılan Çay Küçük Sanayi Siteleri incelenmiştir. Yapılardan alınan örneklerden projesine göre 140 kg/cm 2 karakteristik beton basınç dayanımı kg/cm 2 olması gereken bulunmuştur ve yapının projesinde bütün kolonlarda 12Ø18 boyuna donatı vardır. Mevcut donatılar ise orta aks kolonlarında 8Ø18 dış aks kolonlarında 4Ø18 dir. Bu yapıya yakın bir noktada alınmış deprem ivme kaydı yoktur Dinar depreminde, depremin büyüklüğü M= 6.0, en büyük ivme 320 cm/sn 2 ve merkez üssünden 3-5 km kadar uzakta alınmıştır. 3 Şubat depreminin Çay daki ivme kaydı 1995 Dinar depremi gibi olabilir. Dinar depremi ivme spektrumuna göre periyodu yaklaşık 0.4 sn olan yapıya gelen ivme 700 cm/sn 2 yada 0.72 g dir. Yapı projesine göre yapılmış olsaydı C lim it x R = C elastik olması için gereken R katsayısının C elastik / C lim it = 0.72 / 0.23 = 3.1 ya da daha büyük olması ile yapı elastoplastik davranarak depreme karşı koyabilecekti. Ancak yapının yapılmış hali ile dayanabildiği yatay yük C lim it =0.13 kadardır. Yapının R katsayısının C elastik /C lim it = 0.72 / 0.13 = 5.5 olması durumunda elastoplastik davranışla deprem enerjisi tüketmesi ve depreme dayanması beklenebilirdi. Kolon boyuna donatıları eksik konulmuş, etriye sıklaştırması olmayan, düğüm noktalarında kiriş ve kolon boyuna demirleri gereken biçimde kenetlenmemiş ve beton dayanımı proje dayanımının çok altında olan bir yapıda R 5.5 sağlanamaz. Böyle bir yapıdan elastoplastik davranışla deprem enerjisi tüketimi ve deprem karşı koyma beklenemez ve yapının bu depremde olduğu gibi yıkılması kaçınılmazdır. 16

27 Arslan vd. (2005), Marmara depremlerinde prefabrike betonarme yapılarda meydana gelen hasarlar ve sebeplerini değerlendirmiş, sanayi yapılarında gözlenen yetersizliklerin giderilmesi amacıyla kolonlar ve birleşim bölgeleri ile ilgili güçlendirme önerilerini sunmuşlardır. Antoniou (2001) tarafından Pushover Analysis for Seismic Assesment of Structures isimli bir rapor yayınlanmıştır. Raporda, yapıların deprem güvenliğini değerlendirme yöntemleri hakkında genel bilgiler verilerek performansa dayalı tasarım ve değerlendirme çalışmaları kronolojik olarak sunulmuştur. Yapıların performansını değerlendirmede doğrusal olmayan artımsal itme analizin yeri, doğrusal olmayan dinamik analiz yöntemlerine göre eksiklikleri, doğrusal artımsal ve dinamik analiz yöntemlerine göre üstünlükleri belirtilmiştir. Chopra ve Goel (2001) tarafından An analysis of Estimating Seismic Demands for Buildings isimli bir çalışma yapılmıştır. Çalışmada, sabit yatay kuvvet dağılımını kullanan mevcut prosedürlerin hesapsal ve kavramsal basitliğinin korunduğu, yapı dinamiği teorisine dayanan geliştirilmiş bir artımsal itme prosedürü geliştirilmiştir. Rogger (1996) tarafından hazırlanmış olan Nonlinear Time History and Push Over Analysis for Seismic Design and Evaluation başlıklı doktora tezinde artımsal itme analizleri ve zaman tanım alanında analizlerle çok katlı yapıların sismik analizinde kullanılan artımsal itme ve zaman tanım alanında analizler gerçekleştirilmiştir. Freeman (1998) tarafından eleman boyutları ve dayanımları belli olan mevcut yapıların performanslarını belirlemek için FEMA tarafından önerilen kapasite spektrumu yöntemi ve sekant yöntemi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu karşılaştırma sonucunda, yöntemin etkinliği üzerinde durulmuştur (Freeman, 1998). Karim ve Yamazaki, köprüler için kırılganlık eğrisi önerdikleri çalışmalarında hasar parametresi olarak Park-Ang modelini seçmişler ve doğrusal ötesi dinamik analiz yöntemini kullanmışlardır. Yer hareketi parametresi olarak lognormal dağıldığı kabul edilen PGA ve PGV değerleri kullanılmıştır. Dağılım parametreleri en küçük kareler 17

28 yöntemi ile belirlenmiştir. Karim ve Yamazaki bir önceki çalışmanın devamı sayılabilecek çalışmalarında yer hareketi parametresi olarak PGA ve PGV nin yanında SI dikkate alınmıştır. Lognormal dağılımın parametrelerini, doğrusal regresyon kullanarak yapı özellikleri cinsinden, basitleştirilmiş olarak ifade etmişlerdir (Karim ve Yamazaki, 2001). Köprüler ile ilgili olarak iki farklı analitik yaklaşımla, doğrusal ötesi zaman tanım alanında analiz ve doğrusal ötesi statik analiz yaklaşımı ile kırılganlık eğrilerinin türetildiği başka bir çalışmada hasar parametresi olarak kesit süneklik talebi kullanılmıştır (Shinozuka vd., 2000). Yer hareketi parametresi olarak lognormal dağıldığı kabul edilen PGA kullanılmıştır. Lognormal dağılımın parametreleri maksimum olabilirlik yöntemi ile belirlenmiştir. Köprüler için önerilen ampirik ve analitik kırılganlık eğrilerinin istatistiksel analizini konu alan çalışmada ise hasar parametresi olarak süneklik talebi kullanılmıştır Rossetto ve Elnashai, 2003). Kim ve Shinozuka köprü kolonlarında çelik manto ile güçlendirmenin etkisini değerlendirmek amacıyla yaptıkları çalışmada yer hareketi parametresi olarak lognormal dağıldığını kabul ettikleri PGA parametresini kullanmışlardır. Lognormal dağılımın parametreleri maksimum olabilirlik yöntemi ile belirlenmiştir. Hasar parametresi olarak göreli ötelenme değeri seçilmiş ve dinamik analiz kullanılmıştır (Kim ve Shinozuka 2004). Erberik ve Elnashai, kirişsiz döşeme sistemine sahip orta yükseklikteki yapılar için geliştirdikleri kırılganlık eğrilerinde hasar parametresi olarak göreli kat ötelenmesi oranı değeri kullanılmıştır (Erberik, ve Elnashai, 2004). Çalışmada lognormal dağılıma uyduğu varsayılan Sd değeri kullanılmıştır. 18

29 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Materyal Çalışmada Esas Alınan Modeller ve Özellikleri Bu çalışmanın amacı, Türkiye nin hemen her yerinde benzer olarak inşaa edilmiş sanayi yapılarının deprem güvenliğinin incelenmesi ve bu yapıların mevcut durumlarının değerlendirilmesidir. Bunun yanı sıra dolgu duvar etkisinin doğrusal olmayan davranışa ve yapısal performansa olan etkisinin incelenmesidir. Çalışma kapsamında çözümlemeler Sap 2000 bilgisayar programı kullanılarak yapılmıştır (Wilson ve Habibullah, 1998). Öncelikle Türkiye deki mevcut prefabrike betonarme yapıların demografisi ve yapısal değerlendirilmesi üzerinde durularak Türkiye deki yapım teknolojisi incelenmiştir. Prefabrike betonarme yapılarla ilgili yapım teknikleri ve analizler belirlenmiştir. Bunun için öncelikle derinlemesine bir kaynak taraması gerçekleştirilerek ülkemizde ve dünyada kullanılan teknikler ve yöntemler belirlenmiştir. Gelinen nokta itibariyle prefabrike betonarme yapıların güçlendirilmesi Türkiye şartları için değerlendirilmiştir depremlerinde hasar gören prefabrike betonarme yapılar belirlenerek hasar alma sebepleri üzerinde durularak gelecek depremler için model olacak yapılanma şekli üzerinde durulmuştur. Prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem davranışının incelenmesi, performans kriterlerinin belirlenmesinde ve yapıların doğrusal olmayan davranışlarının incelenmesinde, artımsal itme analizleri ve ardından performans noktaları Kapasite Spektrumu yöntemiyle belirlenmiştir. Zaman tanım alanında dinamik analizler de çalışma kapsamında kullanılmıştır. Zaman tanım alanında analizler için gerçek deprem verileri kullanılmış ve yapının doğrusal olmayan davranışı bu şekilde tanımlanmıştır. 19

30 Önceki depremlerde hasar alan prefabrike betonarme yapılar dikkate alınarak tek ve çift açıklıklı örnek prefabrike modeller seçilip modellenmiştir. Artımsal statik itme ve Zaman Tanım Alanında Dinamik Analiz bu modeller üzerinde uygulanmıştır. Böylelikle yapının davranışı belirlenerek olası bir deprem sırasında prefabrike betonarme yapıda meydana gelecek hasar belirlenmiştir. Son olarak olasılıklı değerlendirme kapsamında kırılganlık analizleri gerçekleştirilerek çalışma kapsamında prefabrike betonarme yapıların olasılıklı sismik analizleri gerçekleştirilmiştir Türkiye deki Mevcut Prefabrike Betonarme Sanayi Yapıları Ülkemizde çimento ve betonun yapı üretiminde kullanılmasındaki gecikmeye bağlı olarak ülkede beton prefabrikasyon teknolojisinin kullanımına da diğer ülkelere göre geç başlanmıştır. Türkiye de beton prefabrikasyon uygulamasına 1960 lı yıllarda başlanmıştır. İlk uygulamalar tek katlı endüstriyel yapılar olmuştur. O dönemde betonarme prefabrike sistemler, üretime geçilecek süreyi kısaltması nedeniyle sanayi yapılarının yapımında hızlı bir şekilde yaygınlaşmıştır (Tokman ve Eryılmaz, 2004). Ülkemizdeki mevcut yapıların bölgesel dağılımına bakıldığında en büyük payı %46 lık bir oranla Marmara Bölgesi ve bunu da sırasıyla İç Anadolu (% 26), Ege ve Batı Akdeniz (% 20), Doğu Akdeniz ve Karadeniz (% 3 er) ve Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgeleri izlemektedir. Ülkemizdeki mevcut prefabrike üretim yapısı, %40 üst yapı elemanlarından, %30 alt yapı elemanlarından ve %30 da çevre düzenleme elemanlarından oluşmaktadır (Tokman ve Eryılmaz, 2004). Türkiye nin 2006 yılı prefabrike beton üretimi ortalama bir buçuk milyon m 3 civarındadır. Türkiye deki prefabrikasyonun inşaat sektöründe aldığı pay Avrupa ülkelerinin hala çok gerisindedir (TPB,2006). Ülkemizdeki prefabrikasyon sektörü gelişmeye açık bir sektör olmasına rağmen, mevcut sistemlerden ve detaylardan kaynaklanan sorunlardan dolayı ve hatta son depremlerde verdiği kötü sınavlardan dolayı pazarda yanlış bir imaja sahip olmuştur ve gelişme hızında bir düşme 20

31 görülmektedir. Bunlarla beraber yeterli tanıtımında yapılamaması ülkemizde prefabrike yapıların Avrupa ülkelerine kıyasla az gelişmesinde etkili olmuştur. Ülkemizde prefabrikasyonu tanıtmak ve yaygınlaştırmak, prefabrikasyonun teknolojik altyapısını oluşturmak, mesleki ilerleme ve dayanışmayı sağlamak suretiyle üyelerinin teknik ve ekonomik gelişmelerini ulusal çıkarlar doğrultusunda yönlendirmek için 20 kuruluşun bir araya gelmesiyle 16 Aralık 1984 te Türkiye Prefabrike Birliği kurulmuştur (TPB, 2007). Böylece beton prefabrike yapıların üretimi belirli bir kalite kontrol mekanizmasında tutulması hedeflenmiştir. Türkiye deki prefabrike yapılar için genel bir sınıflandırma yapılırsa; ağır prefabrike yapılar ve hafif prefabrike yapılar olarak ikiye ayrılırlar. Hafif prefabrike yapılar genellikle tek veya en fazla iki katlı küçük ve kısa ömürlü yapılarda uygulanan hafif prefabrike yapı elemanlarından oluşan bir sistemdir. Ağır prefabrike yapılar ise ana taşıyıcı sisteminde ve alt yapısında ağır prefabrike yapı elemanlarının kullanıldığı prefabrike beton ve betonarme yapı elemanlarının kullanıldığı bir sistemdir (DPT, 2000). Ülkemizdeki mevcut betonarme prefabrike yapılar incelendiğinde çoğunluğunun ağır prefabrike yapı grubuna giren sanayi yapılarından oluştuğu gözlenmektedir. Bu yapılarda genellikle tek katlı, geniş açıklıklı kirişlere sahip kolon kiriş sistemlerden oluşmaktadır. Ülkemizde betonarme prefabrike sistemlerin, sanayi yapılarında en çok tercih edilmelerinin başlıca nedenleri (Ekinci vd. 2007) a) İnşa zamanının kısalığı, b) Beton gibi çok uzun ömürlü, yangın, korozyon, sıcaklık değişimi, rutubet, rüzgar yükleri ve titreşimleri gibi her türlü olumsuz çevre şartlarında bile gücünü yitirmeyen bir malzemenin kullanılması, c) Kalite kontrolün sağlanabilmesi nedeni ile oldukça yüksek dayanımlı C30 ve üstü sınıfında beton üretilebilmesi, d) Öngerme tekniklerine olanak sağlaması, 21

32 e) Geleneksel inşaata kıyasla daha ucuza mal olması, f) Daha az kesitlerle daha büyük açıklıklar geçilmesi gibi birçok faktör sayılabilir. Yukarıda sayılan avantajlarına rağmen, prefabrikasyon teknolojisinde yapı elemanlarının birbirleriyle birleşimi, üzerinde en fazla düşünce üretilen konulardan birisidir. Ülkemizin büyük bölümünün deprem bölgesi altında bulunması da bu tip yapıların birleşim noktalarındaki hassasiyeti daha da artırmaktadır. Beton prefabrike yapı elemanlarının yapıda bulundukları yerlere göre birbirleriyle birleşimleri için çeşitli sınıflandırmalar yapılmıştır. Yapılan bu sınıflandırmalardan yapıya uygun birleşim seçimi, detaylandırılması ve hesabı mühendisin sorumluluğuna bırakılmıştır (TPB, 1997). Ülkemizde beton prefabrike yapıların en çok kullanılan şekli tek katlı, geniş ve çok açıklıklı sanayi yapılarında, elemanların birbirleriyle bağlantıları için uygulanan en genel birleşim şekli mafsallı birleşimlerdir. Bu tip birleşimlerde genellikle kirişler beton konsoldaki pim veya pimlerin üzerlerine oturtularak gerçekleştirilir. Mafsallı düğüm noktaları enerji yutabilme ve süneklik açısından sistemin en zayıf yerleridir. Montajda kolaylık sağladığı ve üretim maliyeti bir hayli düşük olduğu için mafsallı düğümler, rijit bağlı düğümlere nazaran genelde çok tercih edilen bir bağlantı şeklidir. Türkiye deki beton prefabrike yapıları genel olarak üç başlıkta toplarsak (Ersoy, 2000). a) Prefabrike panellerden oluşan çok katlı yapılar, b) Moment aktaran bağlantılara sahip prefabrike çerçevelerden oluşan çok katlı yapılar, c) Tek kat, mafsallı prefabrike çerçevelerden oluşan endüstri yapıları. 22

33 Tek Katlı, Mafsallı Prefabrike Çerçevelerden Oluşan Sanayi Yapıları Tek katlı, geniş açıklı bağlantıları moment aktarmayan özelliklere sahip mafsallı birleşimli sanayi yapıları, ülkemizde özellikle Marmara Bölgesi nde yaygın olarak üretilip kullanılmaktadır. Bu tip yapılarda prefabrike kolonlar, yerinde dökme betonarme temel soketlerine oturtturularak, çevresi yüksek dozlu harçla doldurulmaktadır. Böylece temele ankastre olarak bağlanmaktadır. Prefabrike kiriş elemanları kolonlardan çıkan beton konsollara, demir pimler vasıtasıyla mafsallı olarak bağlanmaktadır. Bu tip bağlantılara sahip yapılar Şekil 3.1 ve Şekil 3.2 de gözükmektedir. Şekil 3.1 Tek katlı mafsal bağlantılı sanayi yapısı montaj aşaması Şekil 3.2 Tek katlı mafsal bağlantılı sanayi yapısı 23

34 Türkiye de son 10 yılda iki önemli büyük deprem gerçekleşmiştir. Bunlar 1998 Ceyhan ve 1999 Marmara depremleridir. Bu iki depremlerin meydana geldiği yerler incelendiğinde, bölgedeki sanayi yapılarının büyük çoğunluğunun mafsal bağlantılı beton prefabrike yapılardan oluştuğu görülmektedir. Türkiye deki beton prefabrike sanayi yapılarının ilk maruz kaldığı önemli depremlerden biri 1998 Ceyhan depremidir. Depremin hasar verdiği Adana Sanayi Bölgesi ndeki sanayi yapılarının büyük bölümü prefabrike yapılardan oluşmaktaydı. Beton prefabrike sanayi yapıları ikinci en büyük sınavını 17 Ağustos 1999 Tarihinde meydana gelen Marmara Depremi nde vermiştir. Marmara depremi sonrasında TPB Üyesi firmalardan alınan bilgilere göre bölgede; 17 yapının tam hasarlı, 14 yapının kısmi hasarlı, 450 yapınında hasar görmediği tespit edilmiştir (TPB, 2000). Depremlerde hasar gören yapılar incelendiğinde prefabrike yapılarda gözlenen hasar nedenleri şu şekilde sıralanmıştır (TPB, 2000; Ersoy, 2000): a) Hasar gören tüm yapılardaki, toptan kırılma ve devrilme türündeki yıkılmanın ana nedenin yanal rijitliğin yetersiz olduğu, b) 1997 yılından sonra projelendirilen ve uygulanan yapılarda ABYYHY 98 hükümlerinin uygulanmadığı, c) Deprem Yönetmeliği 75 deki S (Yapı Dinamik Katsayısı) değerinin hasar gören yapılarda 1 den küçük alındığı, d) Hasar gören yapılardaki kolon tasarımlarının asimetrik (geometri ve donatı bakımından) olduğu, e) Çerçeve analizi ile bulunan yatay yük dağılımının, yıkılma mekanizması ile pek uyuşmadığı ve buna bağlı olarak özellikle iki açıklıklı çerçevelerde orta kolonların tasarlanandan daha fazla yük aldığı, f) Çatı düzeyinde bir diyafram olmadığı, çatı kirişlerini bağlayan tek eleman olan aşık kirişlerinin diyafram etkisini oluşturamadığı ve buna bağlı olarak her çerçevenin bağımsız davranış gösterdiği, g) Çatı kirişlerini birbirine bağlayan döşeme veya çaprazların olmaması nedeniyle, özellikle trapez kirişlerin yanal stabilitesinin sağlanamadığı ve deprem esnasında serbestçe dönüp, mesnette bulunan pimleri zorlayıp bunlardan sıyrılarak veya kırılarak devrildiği, 24

35 h) Mafsal bağlantıda tek pim kullanılan durumlarda bu pimin, yanal ötelemeye veya kiriş dönmesi sonucunda oluşan zorlamaları karşılamasının mümkün olmadığı, çift pimli bağlantıların göreli daha iyi davrandığı yapılan çalışmalarla tespit edilmiştir. Şekil Marmara depremi kolonda mafsallaşma Şekil Marmara depremi kolonda mafsallaşma ve pim yetersizliği Şekil Marmara depremi devrilen kirişler 25

36 3.2. Yöntem Yapıya Etkiyen Yükler Yapılara etkiyen yükler düşey ve yatay olmak üzere iki grupta incelenmektedir. Yapıya etkiyen düşey yükler genellikle döşemelerden kirişlere, kirişlerden kolonlara, kolonlardan da temellere iletilerek zemine aktarılır. Bu düşey yüklerden ötürü yatay elemanlarda (döşeme ve kirişlerde) eğilme momenti ve kesme kuvveti etkisi, düşey elemanlarda (kolonlarda ve perdelerde) ise normal kuvvet etkisi hakim kesit tesiri durumundadır. Yapılarımıza çok çeşitli düşey yükler (zati yük, kar yükü, amaç yükü vb.) ve yatay yükler (deprem, rüzgar, çarpma, fren vb.) etkimektedir (Celep ve Kumbasar, 2000). Yapılar, taşıyıcı sistem inşa edilirken başlangıçtan itibaren kendi ağırlığını taşımaya başlar. Sabit yüklerin üstüne gelen düşey faydalı yükler de benzer özelliğe sahiptir. Hareketli yüklerin taşıyıcı sisteme etkimesi de ani olmayıp, belirli sürede gerçekleşir. Bu sürede taşıyıcı sistemde bir kusurun ortaya çıkması durumunda yük boşaltılarak tedbir alma yönüne gidilir. Deprem yükleri ise, çok kısa sürede etkirler ve dinamik özellik gösterirler. Daha önce herhangi bir yatay yük altında kalmayan taşıyıcı sistem, deprem sırasında kısa zamanda önemli bir yatay etki ile zorlanır. Taşıyıcı sistemdeki kusurlar çok kısa zamanda ortaya çıktığı için, herhangi bir tedbir almak ve yüklemeye etkili olmak mümkün olmaz (Celep ve Kumbasar, 2000). Yapılara etkiyen düşey yükler, ölü ve hareketli yükler olmak üzere, iki ana gruba ayrılırlar. Ölü yükler yapı elemanlarının öz ağırlıklarından ve yapıda var olan diğer sabit ağırlıklardan oluşur. Ölü yüklerin özelliği konumlarının ve şiddetlerinin sabit olmasıdır. Hareketli yükler ise, yapıya zaman zaman etkiyen ve şiddet ile konumları değişken yüklerdir. Hareketli yüklerin şiddetleri yük şartnamelerinde sabit değerler olarak verilmektedir ve genellikle bir üst sınırı yansıtmaktadır. Düşey yüklerin işletme değerleri TS 498 de verilmiştir (Atımtay, 2001). 26

37 Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı Yerküre içerisindeki kırık düzlemleri üzerinde biriken biçim değiştirme enerjisinin aniden boşalması sonucunda meydana gelen yer değiştirme hareketinden kaynaklanan titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yeryüzünü sarsması olayına deprem denir. Deprem yükleri yapıya çok kısa sürede etkirler ve dinamik özelliğe sahiptirler. Bundan dolayı yapı taşıyıcı sisteminde zorlamalar meydana gelir. Depreme karşı gösterdiği tepkiyi belirlemesi açısından, taşıyıcı sistemin en önemli özelliği doğal periyodudur. Doğal periyot, yapı kütlesine, yanal ötelenme rijitliğine ve sönümlemeye bağlıdır (Atımtay, 2001). Deprem durumunda bir yapı; deprem yükünü güvenle taşıyabilecek şekilde projelendirilmelidir. Yapı tasarlanırken ani göçmeyi ve can kaybını önlemek maddi hasarları en aza indirmek amaçlanmalıdır. Bu da ancak yapının projelendirme ve uygulama aşamasında depreme dayanıklı olarak tasarlanması ile mümkün olur. Depreme dayanıklı yapı tasarımında genel eğilim sünek taşıyıcı sistemlerin teşvik edilmesi şeklindedir. Bunun yanında düşey ve yatay kesitlerde taşıyıcı sistemin seçimi ve elemanların birleşim bölgelerinde gösterilecek özen önemle vurgulanır. Ayrıca, taşıyıcı sistemde yatay yer değiştirmeleri sınırlandıracak rijitliğin oluşturulması ve bu suretle taşıyıcı olmayan elemanlarda meydana gelebilecek hasarların azaltılması diğer önemli bir husustur (Celep ve Kumbasar, 1998). Deprem etkilerinin karşılanmasında en önemli adım taşıyıcı sistemin seçimini içeren ön projelendirme safhasında bulunur. Basit olarak düzenlenen taşıyıcı sistem, hem davranışının belirlenmesindeki kolaylık hem de taşıyıcı sistem elemanlarının daha az zorlanması bakımından daima tercih edilmelidir. Günümüzde karmaşık taşıyıcı sistemlerde bilgisayar programlarıyla kolayca çözümlenebilmektedir. Ancak, betonarme taşıyıcı sistemde ve yüklemedeki belirsizlik pek çok kabulün yapılmasını gerektirmektedir. Bu nedenle çözümleme sonuçlarının ancak sınırlı ölçüde taşıyıcı 27

38 sistemin davranışını yansıttığı unutulmamalıdır. Karmaşık bir taşıyıcı sistemde olumsuz etkilerin hesaplanması ve bunların karşılanması yerine, ön projelendirme safhasında bunların ortaya çıkmaması içi gayret gösterilmesi daha uygundur (Celep ve Kumbasar, 2004). Bu yüzden yapıların taşıyıcı sistemi belirlenirken, yüklerin en kısa yoldan zemine iletilecek şekilde seçilmesi hedef alınmalı, taşıyıcı sistemde düşey taşıyıcı elemanların eksenleri mümkün olduğu kadar intibak etmelidir. Yapının projelendirme ve imalat aşamalarında hata yapılmadığı kabul edilse bile, yapı dayanımının iyi olması için sadece bunlar yeterli değildir. Yapının malzeme kalitelerinin de çok iyi olması gerekir. Beton kalitesindeki değişiklik riski çelik kalitesindeki değişiklik riskinden çok daha yüksek olduğu için kaliteli beton kullanılmasına dikkat edilmelidir. Betonun basınç dayanımının ve sıkılığının yüksek olması aranılan özelliktir. Bir bütün olarak deprem yüklerini taşıyan bina taşıyıcı sisteminde ve aynı zamanda taşıyıcı sistemi oluşturan elemanların her birinde, deprem yüklerinin temel zeminine kadar sürekli bir şekilde ve güvenli olarak aktarılmasını sağlayacak yeterlikte rijitlik, kararlılık ve dayanım bulunmalıdır. Bu bağlamda döşeme sistemleri, deprem kuvvetlerinin taşıyıcı sistem elemanları arasında güvenle aktarılmasını sağlayacak düzeyde rijitlik ve dayanıma sahip olmalıdır (ABYYHY, 1997). Deprem yükleri ile rüzgar yüklerinin binaya aynı zamanda etkimediği varsayılacak ve her bir yapı elemanının boyutlandırılmasında, deprem ya da rüzgar etkisi için hesaplanan büyüklüklerin elverişsiz olanı göz önüne alınacaktır. Ancak, rüzgardan oluşan büyüklüklerin daha elverişsiz olması durumunda bile; elemanların boyutlandırılması, detaylandırılması ve birleşim noktalarının düzenlenmesinde, bu yönetmelikte belirtilen koşullara uyulması zorunludur (ABYYHY, 1997). Yapı elemanlarının dayanımları, taşıyıcı sistemin dayanımı için gerekli olduğu gibi, elemanların birleşim bölgelerinin gerektiği gibi uygun düzenlenmesi de, elemanların öngörülen dayanımlarının ortaya çıkması bakımından önemlidir. Birleşim 28

39 bölgelerindeki çözülmeler ve büyük dönmeler; taşıyıcı sistemlerdeki elemanlarda önemli zorlanmalar oluşmadan göçmeyi doğurabilir. Bu amaçla tasarımda aşağıdaki noktalara dikkat edilmesi uygundur (Celep ve Kumbasar, 2004) Hesap Esasları ve Analiz Yöntemleri Ülkemizde prefabrike betonarme yapıların taşıyıcı sistem elemanlarının boyutlandırılmasında TS500, TS3233, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik esaslarına ve TS9967 yönetmeliğindeki esaslara uyulmaktadır. TS 9967 standardı, prefabrike betonarme yapı elemanların ve taşıyıcı sistemlerin hesap esaslarını, imalat ve montaj kurallarını içermektedir. TS 9967, 1992 de yürürlüğe girdiği tarihten itibaren Türkiye de yapılan prefabrike betonarme yapıların daha modüler ve Türkiye şartlarına uygun hesap yapılmasına olanak tanımıştır. Prefabrike elemanların betonarme hesabı, taşıma gücü, yerinde yapım ile üretilen temeller ise elastik teori yöntemleri kullanılarak yapılmaktadır. Betonarme prefabrike betonarme yapıların üretimi ve tasarımında TS 9967 ve TS 500 standartları kullanılmaktadır. Şekil 3.7 de tek katlı ve geniş açıklıklı bir betonarme prefabrike betonarme sanayi yapısı gözükmektedir. Ülkemizdeki tek katlı sanayi yapılarının geneli bu tip taşıyıcı sistem sahiptirler. Taşıyıcı sistem modeli çatı makası, çatı kirişleri, aşık kirişleri, oluk kirişleri ve kolonlardan oluşmaktadır. Taşıyıcı sistemde çatı düzlemindeki bütün elemanlar ve ara kat elemanları kolonlara mafsallı olarak bağlandığı kabul edilmektedir. 29

40 BİRLEŞİM DETAYI Bitümlü sünger Oluk Kirişi Aderans harcı Ankraj çubuğu OLUK KİRİŞİ Ankraj çubuğu ÇATI KAPLAMASI AŞIK KİRİŞİ ÇATI MAKAS KİRİŞİ ÇATI KAPLAMASI AŞIK KİRİŞİ ÇATI KİRİŞİ PREFABRİK ORTA KOLON Şekil 3.7. Prefabrike betonarme yapı elemanları sistemi ve bağlantı detayı Prefabrike betonarme yapılarda eksenel yükün küçük olmasından dolayı ve TS500 deki düşey yük koşulu sürekli sağlandığından kolon boyutlandırmaları deprem yönetmeliklerindeki yanal yer değiştirme şartlarına göre yapılmaktadır. N d 0. 1 f A TS500 (3.1) ck c Prefabrike betonarme yapılarda kolonlara gelen eksenel yükün düşük olmasından dolayı kolonların kirişler kadar sünek bir davranış sergileyebileceği kabul görmektedir. Bu amaçlada son deprem yönetmeliğimiz DBYBHY 07 de rijitlik katsayısı (R) 5 den 3 e düşürülmüştür. Prefabrike betonarme yapıların birleşim türlerine göre taşıyıcı sistem davranış katsayısı DBYBHY 07 e göre Çizelge 3.1 de aşağıda gösterildiği üzere verilmiştir. DBYBHY 07 de 5 den 3 e düşürülen R katsayısı madde de ve de bahsi geçen göreli kat ötelemeleri şartında da değişikliğe sebep olmuştur. δ i = R i ( δ ) i max 0.02 h i (3.2) 30

41 Çizelge 3.1. DBYBHY 07 e göre taşıyıcı sistem davranış katsayısı (R) (2) PREFABRİKE BETONARME BİNALAR (2.1) Deprem yüklerinin tamamının bağlantıları tersinir momentleri aktarabilen çerçevelerle taşındığı binalar (2.2) Deprem yüklerinin tamamının kolonları üstten mafsallı tek katlı çerçevelerle taşındığı binalar (2.3) Deprem yüklerinin tamamının prefabrike veya yerinde dökme boşluksuz ve/veya bağ kirişli (boşluklu) perdeler tarafından taşındığı, prefabrike çerçeve bağlantıları mafsallı olan binalar (2.4) Deprem yüklerinin, bağlantıları tersinir momentleri aktarabilen prefabrike çerçeveler ile yerinde dökme ve/veya bağ kirişli (boşluklu) perdeler tarafından birlikte taşındığı binalar SÜNEKLİK SÜNEKLİK DÜZEYİ DÜZEYİ NORMAL YÜKSEK SİSTEMLER SİSTEMLER Prefabrike betonarme yapılarda kolonların alt başları temele ankastre bağlı kabul edilir. Deprem esnasında kirişlere ve kolonların üst başlarına herhangi bir moment aktarımı söz konusu değildir. Böylece deprem esnasında plastik mafsallaşma kolonların alt bölgelerinde gerçekleşmektedir. Yabancı deprem yönetmeliklerinin prefabrike betonarme binalar için önerilen depreme dayanıklı yapı kriterleri gözden geçirildiğinde Amerikan UBC-97 yönetmeliğinde R=2.2, Avrupa Birliği Eurocode 8-98 yönetmeliğinde R=2 veya bazı durumlarda R=1.5 ve bir önceki deprem yönetmeliğimiz olan ABYYHY 98 de R=5 olduğu tespit edilmiş ve prefabrike betonarme yapıların güvensiz duruma düşürüldüğü gösterilmiştir (Tezcan, Çolakoğlu, 2003) Dolgu Duvarın Yapı Sistemine Etkileri Dolgu duvarlar betonarme yapı sistemlerinde genellikle yapıyı bölümlere ayırmak için kullanılmaktadır. Bu duvarlar yapının çerçeve sisteminden sonra inşa edildiği için yapısal olmayan elemanlardır. Dolgu duvarlar, mimari fonksiyonları yerine 31

42 getirmek amacıyla yapılmalarına karşın yapının yanal yük dayanımını da artırmaktadır. Dolgular dayanım ve rijitliklerinden dolayı yapı sisteminin dinamik davranışını da etkilemektedirler. Yapılan birçok çalışmada, dolgu duvarsız sistemlerin davranışı ile dolgu duvarlı sistemin davranışı arasında büyük farklılıklar bulunduğu belirtilmektedir. Dolgular yapının yanal rijitliğini artırmaktadır. Yapı sisteminin kütlesindeki ve rijitliğindeki bu artıştan dolayı dinamik etkileri ve davranışı da değişmektedir. Son yıllarda yaşanan Erzincan, Düzce ve İzmit depremlerinde de, dolgu duvarların yapı dayanımını ve rijitliğini büyük ölçüde etkilediği açıkça görülmüştür. Dolgu duvarlar yapıyı oluşturan taşıyıcı sistemin içinde bulunan, prefabrike betonarme sanayi yapılarında kullanım amacından dolayı yapının içinde bulunmayıp dışında bulunan taşıyıcı olmayan yapı elemanlarıdır. Dolgu duvarların yapıya olan katkıları günümüz analizlerinde dikkate alınmamaktadırlar. Dolgu duvarların hesaplarda yapı rijitliğine katılmama sebeplerini şöyle sıralayabiliriz (Sayın, 2005): a) Dolgu duvarların katkısını dikkate alan hesap modelleri oluşturmanın karmaşıklığı, b) Dolgu duvarların katkısını dikkate alan hesap yöntemlerinin kısıtlılığı, c) Yapının enerji tutma kapasitesine ve rijitliğine olan katkısının genel olarak bilinmesine rağmen güvenli tarafta kalınması için hesaplarda ihmal edilmesi. Dolgu duvarlarla ilgili bir hesap yöntemi DBYBHY 07 e kadar herhangi bir Türk yönetmeliklerinde kapsamlı bir şekilde bahsedilmemiştir. Meydana gelen büyük depremlerin ardından yapılarda meydana gelen hasarlar incelendiğinde duvarlarında göreli olarak hasar aldığı ve duvarlı yapıların duvarsızlara göre daha başarılı olduğu gözlemlenmiştir. Şekil 3.8 de dolgu duvar etkisi görülmektedir. 32

43 Şekil Marmara depremi duvarların etkisi Dolgu duvarlı çerçevelerin davranışı temel olarak; duvar malzemesinin mekanik özelliklerine, duvarın kalınlığına, kullanılan dolgu harcına, duvarların çerçeveye bağlanış şekline ve duvarlarda bulunan boşluklarla doğrudan bağlıdır. Dolgu duvarlar yapının rijitliğini artırarak çerçeve elemanların üzerine gelen deprem kuvvetlerini azaltır. Bununla birlikte dolgu duvarın yerleşim biçimine bağlı olarak kısa kolon davranışı, yumuşak kat davranışı ve yapıda burulma gibi olumsuz etkileri de olabilmektedir (Sivri, 2003). DBYBHY 07 nin Bilgilendirme Eki bölümünde dolgu duvarın modelleme esaslarıyla ilgili yöntemler bulunmaktadır. DBYBHY 07 de duvarların eşdeğer köşegen basınç çubuğu şeklinde modellenmesine izin verilmektedir. Basınç çubuğunun yönünün ise Şekil 3.9 da görüldüğü gibi yatay kuvvet yönünde olması istenmektedir. Şekil 3.9. Dolgu duvarlı prefabrike çerçeve 33

44 ? DBYBHY 07 e göre dolgu duvarlar modellenirken, eşdeğer basınç çubuğunun kalınlığının mevcut dolgu duvarın kalınlığına eşit olması kabul edilmiştir. Çubuk genişliğini temsil eden a duvar ise Denklem 3.3 denklemindeki ifadeye göre hesaplanmaktadır (DBYYHY, 2007). a 0.4 du var 0.175( du var hk ) rdu var = λ (3.3) Bu ifadede a duvar çubuk genişliği (mm), h k kolon boyunu (mm), r duvar, dolgu duvarı köşegen uzunluğunu (mm) göstermektedir. λ duvar ise Denklem 3.4 den hesaplanmaktadır; 1 E 4 var var sin 2 du tdu θ λ du var = (3.4) 4EcI k hdu var Denklem 3.7 de E duvar ve E c dolgu duvarın ve çerçeve betonun elastisite modülünü, t duvar ve h duvar duvar kalınlığını ve yüksekliğini (mm), I k kolononun atalet momentini (mm 4 ) ve θ köşegenin yatay ile olan açısını göstermektedir. Duvarın malzeme özelliklerini oluşturan E duvar ve f duvar değerleride yine DBYBHY 07 Bilgilendirme Eki Bölümünde verilmektedir (DBYBHY, 2007). Şekil 3.10 da dolgu duvar gösterimi verilmiştir. aduvar Eşdeğer basınç çubuğu H L Şekil Prefabrike betonarme yapıda dolgu duvar gösterimi 34

45 Artımsal Statik İtme Analizi Mevcut yapıların doğrusal olmayan analizlerinde kullanılan doğrusal olmayan artımsal statik itme analizi, yapının yatay deprem yükleri altında dayanımını ifade eden kuvvet-yer değiştirme eğrisinin elde edilmesine dayanmaktadır. Doğrusal olmayan analizde elemanların elastik ötesi davranışını hesaba katmak için yapının matematiksel modeli değiştirilir. Değiştirilen yapı modeli, yatay yükler altında başka elemanlarda akmalar meydana gelene kadar tekrar yüklenir. Bu işlem yapının stabilitesi bozulana kadar veya daha önce belirtilen bir sınır değere ulaşana kadar devam eder. Analiz sonunda elde edilen eğri, yapının elastik sınırı aştıktan sonra nasıl davranacağının değerlendirilmesine olanak sağlamaktadır. Artımsal statik itme analizi belli bir yük dağılımı altında bir yapıyı, yapısal sistemin stabilitesi bozulana dek yanal yatay yük uygulamak olarak tanımlanır. Önceden tanımlanmış bu yük dağılımı binanın yatay deprem kuvvetleri altındaki davranışını yansıtacak şekilde olmalıdır. Literatürde farklı itme şekli önerileri sunulmuştur: a) Yatay yükün tamamı en üst kat seviyesinden etkitilir. b) Her kata deprem yönetmeliklerinde yer alan eşdeğer statik yük yönteminden çatıya ilave yük koyulmadan hesaplanan eşdeğer deprem yükleri, yatay yük olarak kat seviyelerine etkitilir. c) İlk mod şekli ile kat kütlelerinin çarpımının oranları olan yatay yükler kat seviyelerine uygulanır. Böyle bir itme şekli, yapının birinci moduna ait tepkisini elde etmemize yarar. Birinci mod şeklinin baskın olduğu binalarda (genellikle doğal titreşim periyodu 1 saniyeden küçük binalar) kullanılabilir. d) Yapıda ilk eleman aksaması görülene dek bir önceki seçenekle aynıdır. Ancak daha sonra, yük dağılımı değişen şekil değiştirme ve davranışa uyacak şekilde düzenlenmelidir. Bu değişken itme şekli, daha çok yumuşak katlı yapılarda kullanılması önerilir. e) Önceki iki seçenekte verilen itme şekilleri uygulanır. Ancak yüksek frekanslı modların katkılarını da dikkate almak gerekir. Yüksek yapılarda veya düzensizliklerin bulunduğu yapılarda kullanılması tavsiye edilir (Yılmaz, 2004). 35

46 Bu şekillerin yanısıra FEMA 356 da da çeşitli itme şekilleri sunulmuştur. 1. mod atalet kuvveti, uniform ve SRSS yük dağılımları da günümüzde oldukça kabul görmektedir. Analizlerde itme şekli belirlendikten sonra, bina çatı yer değiştirme veya istenilen bir düğümün yer değiştirme kontrol edilerek, yavaş yavaş itilir. Bu adımlar boyunca yer değiştirme ve taban kesme kuvveti kaydedilir. Binanın itildiği her bir adımda önceden belirlenmiş mafsal bölgelerinin taşıma kapasitelerine (akma noktalarına) ulaşıp ulaşılmadığı kontrol edilir. Akma noktasına ulaşmış bölgelerde (plastik mafsal) yapısal eleman ikiye bölünerek mafsal tanımlanmış bölge düğüm haline getirilir ve bu düğüme plastik mafsal elemanını dönme rijitliğini yansıtan bir dönme redörü konularak analize devam edilir. Analiz yapı stabilitesini kaybedinceye kadar devam eder. Böylece yapının taban kesmesi çatı yer değiştirmesi eğrisi Şekil 3.11 deki gibi elde edilmiş olur (Yılmaz, 2004). Şekil İtme Şekli ve Çatı Yer Değiştirmesi Taban Kesme Kuvveti Yapının tepe noktası yer değiştirmesi (U N ) ve taban kesme kuvveti V B arasındaki ilişki grafik Şekil 3.12 deki gibi çizilir. Yatay Yükler Çatı Yer değiştirmesi Taban Kesme Kuvveti Yapı Davranışı Yapı Modeli Taban Kesme Kuvveti Çatı Yer değiştirmesi Şekil Doğrusal olmayan analizde kullanılan statik yaklaşım 36

47 Analizde yük veya yer değiştirmenin her artımı için elemanlarda maksimum iç kuvvetlerin oluşacağı kontrol noktalarında eleman plastik davranış özellikleri verilen noktalarda iç kuvvetler kontrol edilir. Bu kontrol noktalarında iç kuvvetler doğrusal davranış sınırının üzerine çıktığında elemanların rijitlikleri tekrar hesaplanarak analize devam edilir. Analiz, elemanların ve dolayısıyla sistemin göçmesine kadar devam eder. Göçme yüküne kadar yapının doğrusal ve doğrusal olmayan davranışa ait yanal kuvvet değerleri ile yer değiştirmeler belirlenir (Sivri, 2003) Yapı Elemanlarının Plastik Davranış Özelliklerinin Tanımlanması Betonarme elemanların moment-dönme ilişkisi, kirişler için M ve kolonlar için (P- M-M) SAP2000 bilgisayar programı ile aşağıdaki gibi belirlenir (Şekil 3.13). y Çekme Basınç Şekil Betonarme elemanın moment-dönme ilişkisi Burada; B ve C noktaları arasındaki eğim çeliğin toplam gerilmesinin %10 udur. C, D ve E noktaları ATC-40 (Applied Technology Council), verildiği şekliyle kullanılmaktadır. M y momenti, kiriş elemanlar için donatı koşuluna ACI (American Concrete Institute ) e göre belirlenir. Donatı verilmemişse minimum donatı miktarı ile kiriş elemanın moment taşıma kapasitesi belirlenir. P-M- M eğrisi, kolon elemanlar için ACI (American Concrete Institute ) de tanımlanan karşılıklı etki diyagramıyla hesaplanmaktadır. M y ve M x momentleri ile P eksenel kuvvet değerleri etki diyagramından hesaplanan maksimum taşıma kapasiteleridir. Donatı tanımlanmadığında ise bu değerler minimum donatı ile hesaplanır. 37

48 Analizde, her elemanın kesit tesirlerinin maksimum olacağı noktalar kontrol noktaları olarak belirlenir. Artımsal statik itme analizi için tanımlanan eleman plastik davranış özellikleri bu kontrol noktalarına atanır. Analizde bu noktalardaki iç kuvvetler ve plastik davranış özellikleri kontrol edilerek elemanların ve sistemin doğrusal olmayan davranışı belirlenir. Bu çalışmada kontrol noktaları yanal yükleme için elemanlarda maksimum kesit tesirlerinin oluşacağı eleman uç noktaları olarak seçilmiştir. Doğrusal olmayan analiz çözümleri temel olarak plastik davranış hipotezi kabul edilerek yapılır. Şekil 3.14 de betonarme bir kesitin moment eğrilik değişimi incelendiğinde iki değişim bölgesi gözlenir. Birinci bölgede beton ve donatı doğrusal davranış gösterdiği için moment eğrilik ilişkisi de doğrusal ve elastik kabul edilir. İkinci bölgede kesitteki gerilmelerin artmasıyla beton ve donatı doğrusal olmayan bir davranış gösterir ve moment eğrilik değişimi de doğrusal olmaktan ayrılır. M B D A øy Şekil Moment eğrilik ilişkisi øu ø Şekil 3.14 in BD bölgesinde elastik ötesi plastik davranış etkilidir. Bu bölgede kesitin taşıyacağı momentte küçük bir artış olmasına karşın eğrilik belirgin bir şekilde artar ve grafik kesitin güç tükenmesiyle son bulur. Bu bölgede beton ve çeliğin doğrusal olmayan gerilme şekil değiştirme bölgeleri kesitin davranışında etkili olmaya başlamaktadır. 38

49 P lp My Mu øu øy Şekil Konsol kirişte eğilme momenti ve eğrilik değişimi Şekil 3.15 de konsol bir kirişte eğilme momentinin ve eğriliğin değişimi gözükmektedir. Küçük moment değerleri için moment eğrilik değişimi orantılıdır. Momentin artması ile boyu l p olan mesnet bölgesine yakın bir yerde çatlakların ve dolayısıyla eğriliğin büyüdüğü gözlemlenmektedir. Eğriliğin ve plastik dönmelerin yoğunlaştığı kısım Şekil 3.15 de taralı olarak gösterilmektedir. Bu dönmelerin, boyu l p olan bir bölgede yoğunlaştığı ve dönmelerin Ø u en büyük kesit dönmesine eşit olduğu kabul edilir. Plastik dönmelerin belirli bir bölgede yoğunlaştırılması Plastik Mafsal kabulü olarak adlandırılır (Celep, 2004). Akma anındaki elastik dönme ve plastik mafsaldaki dönmeler denklem 3.5 ve 3.6 daki denklemlerle hesaplanabilmektedir (TPB, 2000). θ = φ l (3.5) y y p θ p = ( φ φ ) l u y p (3.6) Burada, Ø y : Akma eğriliği, Ø u : Kopma eğriliği, θ y : Akma dönmesi, θ u : Plastik dönme kapasitesi ve l p : Plastik mafsal boyu dur. Eğilme davranışının hakim olmasından ötürü plastik mafsal boyu olarak adlandırılan plastik şekil değiştirme bölgesinin uzunluğu (l p ), çalışan doğrultudaki kesit boyunun 39

50 (h), yarısı alınabilir (Özer, 2005). Plastik mafsal boyu için kullanılan denklem (H:Kolon kesit yüksekliği) Denklem 3.7 de verilmiştir. l p = 0. 5 H (3.7) Kolonların alt ucundaki plastik mafsal bölgesinde moment eğrilik ilişkisinin elde edilmesi amacıyla sargılı beton gerilme şekil değiştirme ilişkisi için Geliştirilmiş Kent-Park modeli, çelik gerilme-şekil ilişkisi için pekleşmeli Mander modeli kullanılmıştır. Kolonun kapasite eğrisinin elde edilmesi amacıyla moment-eğrilik ilişkisi bilineer hale getirilmiştir. Elastik ötesi rijitlik değeri sıfır kabul edilmiştir. Kesitin akma eğriliği, Denklem 3.8 ile hesaplanmıştır: M y φ y = (3.8) EI etkin Denklem 3.8 de EI etkin değeri etkin eğilme rijitlik değerini ifade etmektedir. Etkin eğilme rijitliğinin hesabında kesit efektif atalet momenti, kesit brüt ataletinin 0.35 katı alınmıştır. Kesitin eğrilik değerine bağlı olarak kolon üst ucunda elastik ve plastik dönme değerleri ile elastik ve plastik deplasman değerleri aşağıda verilen hesaplanmıştır. θ el = φ y el = θ el L 2 2L 3 (3.9) (3.10) θ pl = ( φ φ ) L y p (3.11) = θ L 0.5L ) (3.12) pl pl ( p Burada, φ değeri elastik ötesi herhangi bir eğrilik değerini göstermektedir. Kolon üst ucundaki toplam dönme ve deplasman değeri ise şu şekildedir: θ = θ el + θ pl (3.13) = + (3.14) el pl 40

51 Kolonun yatay yük taşıma kapasitesi, kolon akma momentinin kolon boyuna bölünmesi ile elde edilmiştir. M y Vy = (3.15) L Zaman Tanım Alanında Dinamik Analiz Doğrusal olmayan dinamik zaman tanım alanında dinamik analiz, belirli bir yer hareketinin zaman tanım alanındaki kaydı tarafından yapıda meydana gelen elastik ötesi davranışı elde etmek için uygulanmaktadır. Doğrusal olmayan statik analizin aksine bu yöntem ile deprem tarafından üretilen yer değiştirme talepleri doğrudan elde edilebilmektedir. Analiz sonunda elde edilen sonuçlardan yapının performans seviyesi bulunabilmektedir. Doğrusal olmayan dinamik zaman tanım alanında dinamik analiz, depremin tersinir etkisini temsil edebildiği için doğrusal olmayan statik analize göre daha doğru sonuçlar vermektedir. Ancak uygulamadaki zorlukları sebebi ile doğrusal olmayan statik analizleri daha çok tercih edilmektedir. Belirli can güvenliği ve göçmenin önlenmesi gibi performans seviyelerinde sismik taleplerin tahmin edilmesi için, yapının doğrusal olmayan dinamik davranışının göz önünde tutulması gereklidir. Sismik taleplerin tahmin edilmesinde en iyi yöntemlerden birinin zaman geçmişi analizi olduğu kabul edilmektedir. Zaman tanım alanında dinamik analiz doğrusal elastik kabullerle yapılabileceği gibi doğrusal ötesi davranışı yansıtacak şekilde de yapılabilir. Bu analizde, ilk yer değiştirme, hız ve ivme değerleri bütün düğümler için bilindiğinde, ivme kaydı küçük zaman dilimlerinde nümerik olarak integre edilerek her bir zaman dilimi sonundaki yer değiştirme, hız ve ivme değerleri bulunur. Yapısal elemanlardan daha önceden belirlenmiş noktasal mafsallardan herhangi birisi akma sınırına ve göçme sınırına ulaştığında yapıya ait rijitlik matrisi yenilenerek analize devam edilir (Yılmaz, 2004). 41

52 Zaman tanım alanı analizi, verilen bir deprem ivme kaydı için yapının elastik sismik davranışı zamana bağlı olarak belirleyen analiz yöntemidir. İvme kaydı için davranış spektrumu, yapı taban kesme kuvveti ve maksimum yer değiştirmeler analizle hesaplanabilmektedir. Şekil 3.16 da meydana gelmiş depremlerin odak uzaklıklarına göre yüzdesel olarak dağılımı verilmiştir. Depremlerin ifade edilmesi için tabaka tektoniği teorileri ortaya konmuş ve yer hareketlerinin anlaşılmasını sağlamak amacı ile tabaka hareketleri incelenmiştir (Gutenberg ve Richard, 1984). Şekil 3.17 de Kramer in terminolojisi ile depremin odak noktası ile olan mesafeler ve terimler verilmiştir (Kramer, 1980). Deprem Yüzdeleri Deprem Dağılımı Deprem Odak Uzaklıkları (Km) Depremler Şekil Deprem odak uzaklıklarına göre depremlerin olma yüzdeleri Yüzey Odak (Epicenter) Yüzey Odak (Epicentral) Uzaklık Derinlik Odak (Hipocentral) Uzaklık Odak (Hipocenter) Şekil Depremin odak noktası ile olan mesafeler 42

53 Performansa Bağlı Analiz Yapıların performansa bağlı analizi yaşanan depremlerle gündeme gelmiştir. Yapıların deprem güvenliklerinin belirlenmesinde iki önemli performans analizi yöntemi mevcuttur. Bunlar Kapasite Spektrumu Yöntemi ve Yer Değiştirme Katsayısı Yöntemidir. Tez kapsamında Kapasite Spektrumu yöntemi ile performans analizleri gerçekleştirilerek performans noktaları tayin edilmiştir Kapasite Spektrumu Yöntemi 1996 yılında Sigmund Freeman ve daha sonra Applied Technology Council tarafından yayınlanan ATC 40 da, Kapasite Spektrumu yöntemiyle performansa bağlı analiz yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem, 2005 yılında yayınlanan FEMA 440 da güncellenmiştir. Performansa bağlı analiz yöntemleriyle yapıların deprem sırasındaki doğrusal olmayan davranışları ve yapıda meydana gelmesi muhtemel hasarları belirlemek mümkün olmaktadır. Kapasite spektrumu yönteminde, şekil değiştirmelere bağlı olarak elastik talep spektrumları indirgenip, performans noktasının belirlenmesi amaçlanmaktadır (FEMA, 2005). Artımsal itme eğrilerinin elde edilmesinin ardından, itme eğrileri, spektral formata dönüştürülür. Böylece, Şekil 3.18 de gösterildiği gibi kapasite spektrumu eğrileri elde edilmiş olur. İtme eğrilerinin spektral formata dönüştürülmesinin başlıca sebebi talep spektrumlarıyla karşılaştırılacak olmasıdır. Talep spektrumu tek serbestlik dereceli sisteme ait olduğu için, çok serbestlik dereceli sistemin eşdeğer tek serbestlik dereceli sisteme dönüştürülmesi gerekmektedir. Spektral İvme (Sa) T 0 T e Kapasite Spektrumu %5 Sönümlü Standart Elastik Talep Spektrumu Performans Noktası İndirgenmiş Talep Spektrumu Spektral Yer değiştirme (S d ) Şekil Performans noktasının belirlenmesi 43

54 Betonarme yapılar elastik olmayan yer değiştirmeler nedeniyle rijitlik kaybeder, rijitlik kaybettikçe periyodları ve sönümleri artar. Kapasite spektrumu yardımıyla, yutulan enerji miktarı ve buna karşılık gelen eşdeğer sönüm hesaplanabilir. Viskoz sönüm oranı genellikle %5 olarak alınmaktadır. Çevrimsel sönüm ise kapasite spektrumu içeren çevrimsel alanıyla ilgilidir ve eşdeğer viskoz sönüm cinsinden ifade edilebilir. Etkin sönüm oranı, sünekliğe bağlı olarak şu şekilde elde edilebilmektedir (FEMA, 2005): 2 3 µ<4.0 için; β etkin = 4.9( µ 1) 1.1( µ 1) + β0 (3.16) 4.0 <µ<6.5 için; β etkin = ( µ 1) + β0 (3.17) µ>6.5 için; 0.64( µ 1) 1 T β = 19 + β 2 0 [ 0.64( µ 1) ] etkin etkin (3.18) T0 2 Burada β e : etkin sönüm oranı, β 0 : eşdeğer viskoz sönüm cinsinden çevrimsel sönüm oranı ve süneklik ise S a d pi µ = şeklindedir. d y S a a pi a y K i A 2 a pi a y K i E D A 1 A 1 = A 2 S d S d d y d pi d y d pi E SO Şekil Kapasite spektrumu yardımı ile eşdeğer viskoz sönümün hesabı Talep spektrumunun spektral ivme spektral yer değiştirme cinsine dönüştürülür. Spektral formata dönüştürülen talep spektrumunun indirgenmesinde aşağıdaki 44

55 ifadelerden yararlanılır. Şekil 3.20 de spektrumun indirgenmesi ve ivme-yer değiştirme formatına dönüştürülmesi verilmiştir. ( ) ) = Sa % (3.19) β B( β ) 5 ( Sa etkin 4 B = (3.20) 5.6 ln β etkin S d = T etkin S 2 a 4π (3.21) S a T 0 T e %5 Sönümlü Talep Spektrumu Kapasite Spektrumu a i İndirgenmiş Talep Spektrumu d i S d Şekil Spektrumun indirgenmesi; ivme-yer değiştirme formatına dönüştürülmesi Kırılganlık Analizi Kırılganlık analizleri, ilk defa, nükleer yapıların sismik performansının belirlenmesinde kullanılmıştır (Gergly, 1985). Kırılganlık analizleri son zamanlarda, diğer yapıların da sismik analizinde kullanılmaya başlanmıştır (Mosalam vd., 1997). Olasılıklı yapı performansının tespitinde, kırılganlık analizleri, yapının taşıdığı hasar riskinin olasılıklı olarak ifadelendirilmesi üzerine kurulmuştur. Deprem nedeniyle oluşan elastik ötesi şekil değiştirmeler yapı stabilitesinde kayıplara neden olur. Yapılarda ortaya çıkabilecek büyük şekil değiştirmeler ve stabilite kayıpları hasar ile ifadelendirilmektedir. 45

56 Yapı stabilitesindeki azalma ve dolayısıyla ortaya çıkabilecek hasar, güvenilirlik esaslı analiz yöntemlerinde kırılganlık analizleriyle tanımlanır. Kırılganlık Eğrisi Şekil 3.21 de gösterildiği gibi çizilir. Kırılganlık, yapının hasar görebilirliğinin olasılıklı ifadesidir. Deprem tehlikesi altındaki yapıların belirli bir deprem parametresi ile hasar risklerinin belirlenmesi amacıyla yapılan analizlere kırılganlık analizleri denilmektedir. Gelecekteki depremlerin büyüklüklerinin ve etkilerinin bilinmemesi nedeniyle, yapısal performansı veya hasarı tahmin etmek için güçtür. Kırılganlık analizlerinde yapının sismik risk analizini ve sismik yer hareketine karşı olasılıklı tepkisini ifade etmek oldukça önemlidir. Aşılma Olasılığı Pf Deprem Yer İvmesi Şekil Kırılganlık eğrilerinin şematik gösterimi Yapıların sismik analizinde kırılganlık, yapının belirli bir limit durumu için belirli bir yer hareketinde hasar olasılığının tanımlanmasıdır. Bir yapının şiddetli bir depreme maruz kalması ekonomik ömrü içinde bir olasılıktır, yani risk mutlak değildir. Bu süreç içinde şiddetli bir deprem oluşmama ihtimali de mevcuttur. Yapılar sismik açıdan değerlendirilirken olasılık modelle gerçek davranışlarının farklılıkları da dikkate alınarak incelenmelidir. Kırılganlık analizleri, hasar olasılıklarını ve yapıların tepkilerini belirlemede bir araç olarak kullanılmaktadır. 46

57 Hwang ve arkadaşlarının yapmış olduğu çalışmalarda kırılganlık eğrileri detaylı olarak verilmiştir (Hwang, 1988, 1994). Petrovski ve Nocevski, çalışmalarında ele aldıkları yapıların kırılganlık eğrilerini elde etmişlerdir (Petrovski, Nocevski, 1993). Singhal ve Kiremidjian hasar olasılık matrisini geliştirmişler ve kırılganlık analizlerini hasarla ilişkilendirmişlerdir (Singhal ve Kiremidjian, 1998). Tüm bu çalışmalar kırılganlık analizlerinin olasılıklı yapı davranışının belirlenmesinde kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Malzeme çeşitliliği, yapısal geometri önemli faktörlerdendir ve rasgele değişken olmalarından ötürü göçme olasılığı sıfırdan büyüktür. Bu sebeple, yapısal güvenilirlik, olasılıklı model kullanılarak göçme olasılığının hesaplanmasıyla ifade edilebilir. Genellikle olasılıklı yapı kapasitesinin ve tepkisinin log-normal dağılım gösterdiği kabul edilmektedir. Yapıların kırılganlık analizleri, maruz kalacakları depremlerin en büyük yer ivmesi ve en büyük yer hızı değerleri ve belirlenen limit durumları için S AT (yapısal tepki) nin S AK (yapısal kapasite) yi geçme olasılığı üzerine kurulmuştur. Limit durumu olasılığı P f = Pr(S AK / S AT 1) dir. S AT (yapısal tepki) ve S AK (yapısal kapasite) log-normal dağılım gösterdiği için, kırılganlık analizlerinde kullanılmak üzere aşılma olasılığı olarak ifade edilen P f elde edilebilmektedir (Ellingwood, 1980; Hwang vd, 1987, Hirata, 1994). Kırılganlık analizlerinde ortaya konan yaklaşımlardan en önemlileri, Zion ve Hirata tarafından geliştirilen yöntemlerdir. Bunlar, klasik tek parametreli kırılganlık analiz yöntemleridir. 47

58 4. ARAŞTIRMA BULGULARI Bu bölümde mevcut tek katlı geniş açıklı beton prefabrike betonarme sanayi yapılarının deprem değerlendirmelerini gerçekleştirmek için, iki tane model belirlenmiştir. Her iki modelde TS 500 ve Deprem Yönetmeliği 75 kurallarına göre tasarlanmış yapılardır. Birinci model Isparta il sınırları içersinde bulunmakta olup, Şekil 4.1 de fotoğrafları görülmektedir. İkinci modelde aynı şartlar altında pek çok sayıda uygulanmış, birinci modelin iki açıklıklı olarak türetilmiş halidir. Ülkemizdeki, özellikle Deprem Yönetmeliği 75 e göre tasarlanmış mevcut geniş açıklıklı ve tek katlı prefabrike betonarme sanayi yapılarının, günümüzde kullanılmaya başlanılan doğrusal olmayan analizlerle değerlendirilmesine ve sahip oldukları dolgu duvarların deprem davranışlarına olan etkilerinin sonuçları elde edilmeye çalışılmıştır Seçilen Prefabrike Betonarme Sanayi Yapı Modelleri Çalışma kapsamında iki örnek prefabrike betonarme sanayi yapı seçilerek bu örnek yapılar üzerinde deprem değerlendirme analizleri gerçekleştirilmiştir. Şekil 4.1 de Isparta Merkezde bulunan 1975 deprem yönetmeliğine ve TS 500 standartlarına göre tasarlanmış tek katlı geniş açıklı bir beton prefabrike betonarme sanayi yapısı görülmektedir. Yapının iç kısmında kullanım amacına bağlı olarak sadece makineler bulunmaktadır ve herhangi bir yapı elemanı bulunmamaktadır. Yapıda dış kısmında, üstten 1 m bant penceresi bulunan dış duvarlar bulunmaktadır. Belirlenen modeller Çizelge 4.1 de belirtilen özelliklere sahip olup, her iki modelinde birinci derece deprem bölgesinde bulunduğu (A 0 =0.40), yerel zemin sınıfının Z3-C grubuna sahip olduğu ve spektrum karakteristik periyotlarının T A =0.15 saniye, T B =0.60 saniye olduğu varsayılmıştır. İkinci model de birinci model gibi Deprem Yönetmeliği 75 e göre tasarlanmış, birinci modelin iki açıklıklı olarak türetilmiş halidir. Modellerle ilgili ayrıntılı özellikler Çizelge 4.1 de verilmektedir. Prefabrike betonarme yapıların en büyük avantajlarından biri olan fabrika koşullarında üretilebilen yüksek dayanımlı beton sınıfı (C30) her iki modelde de standart olarak kullanılmaktadır. Beton sınıfına ait parametreler Sap2000 programında malzeme kısmına ayrıntılı olarak girilmiştir. 48

59 Şekil 4.1. Örnek modele ait görünümler Çizelge 4.1. Model prefabrike betonarme yapının özellikleri Model 1 Model 2 BS (MPa) Beton Sınıfı H (m) Kat Yüksekliği L (m) Çerçeve Açıklığı Bk adet Kenar Kolon Bo adet Orta Kolon - 8 na adet Aşık Sayısı (Toplam) no adet Oluk Sayısı (Toplam) φl (mm) Boyuna Donatı 4Φ22 4Φ22-4Φ24 øe (mm) Etriye ø8/10-20 ø8/10-20 Z - Zemin Sınıfı Z3-C Z3-C nx - X Yönü Açıklık Sayısı 1 2 ny - Y Yönü Açıklık Sayısı 7 7 Modellerde, ülkemizdeki prefabrike betonarme yapılarda sıkça uygulanan ve geniş açıklıkların geçilmesini sağlayan geniş uzunluklu trapez çatı makas kiriş i kullanılmıştır. Modellerin her ikisinde de 20 m uzunluğunda, 155 cm mahya uzunluğuna sahip çatı makasları kullanılmıştır. Modellerde kullanılan kolon boyutları, mevcut yapının ve o dönem inşa edilen birçok beton prefabrike betonarme sanayi yapılarının sahip olduğu 35x35 cm dir. Kolonlarda kullanılan boyuna donatılar mevcut yapının statik projelerinden elde edilmiştir. İncelenen projede 49

60 mevcut donatı çeliğinin BÇIII (f yd =420 MPa) olduğu görülmüş ve Sap2000 programında donatıyla ilgili bölüme donatı özellikleri girilmiştir. Her iki modelde de her bir çatı makasının üzerinde toplam 14 adet aşık kirişi bulunmaktadır. Aşık kirişleri 30x12 cm kesitlere ve 700 cm uzunluğa sahiptirler. Aşıklar, Sap2000 programına gerçek kesitleriyle tanımlanarak modellere yerleştirilmiştir. Modellerde kullanılan oluk kirişleri 35x40 cm kesitli ve 700 cm uzunluğundadır. Model 1 de toplam 14 adet, Model 2 de toplam 21 adet oluk bulunmaktadır. Modellere, prefabrike betonarme sanayi yapı elemanlarından oluşan ölü yükler dışında, düşey olarak sabit (G) ve hareketli (Q) yükler olmak üzere iki çeşit yük etki ettirilmiştir. Düşey yükler için gerekli olan bilgiler TS 498 den alınmıştır. Prefabrike betonarme sanayi modellerde ölü yükler dışında yapıya etkiyen sabit yük (G) için yapıda kullanılan Eternit çatı kaplamasının ağırlığı hesaplanmıştır. Hesaplanan sabit yükler kolonlara tekil yük olarak etki ettirilmiştir. Hareketli yük (Q) olarak yapıya sadece kar yükü etkimektedir. Kar yükü değeri için Isparta nın rakımı ve bölgesi dikkate alınmıştır. TS 498 de 3. bölge ve 960 rakım için hesaplanan kar yükü değeri ortalama 120 kg/m 2 bulunmuştur. Hesaplanan hareketli yüklerde tekil olarak hesap edilip kolonlara etki ettirilmiştir. Kolon tepelerine ölü yükler hariç etki ettirilen sabit ve hareketli tekil yükler Çizelge 4.2 de görülmektedir. Çizelge 4.2. Kolonlara etki ettirilen özyüksüz tekil yükler (kn) G Q G+nQ G+Q S S S S Çizelge 4.3. Prefabrike yapı elemanlarının boyutları b (cm) h (cm) l (cm) Aşık Oluk Kolon Makas

61 ETERNİT ÇATI KAPLAMASI 14 ADET AŞIK ÇATI MAKASI Şekil 4.2 de ve Şekil 4.3 de Model 1 ve Model 2 nin plan ve kesit görünüşleri verilmiştir. Şekil 4.2 ve Şekil 4.3 de görülen prefabrike yapı elemanlarının kesit ölçüleri Çizelge 4.3 de görülmektedir. X1 X2 Y1 A Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 S1 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S1 B B S1 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S1 Y1 A Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y B - B KESİTİ X1 X2 X1 X2 MODEL 1 A - A KESİTİ Şekil 4.2 Tek açıklıklı model plan ve kesit görünüşü 51

62 ETERNİ T ÇATI KAPLAMASI ÇATI MAKASI 14 AD ET AŞIK ETERNİT ÇATI KAPLAMASI Ç ATI MAKASI 14 ADET AŞIK X1 X2 X3 Y1 S1 A Y2 S2 Y3 S2 Y4 S2 Y5 S2 Y6 S2 Y7 S2 Y8 S1 B B S3 S4 S4 S4 S4 S4 S4 S3 S1 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S1 A Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y B - B KESİTİ X1 X2 X3 X1 X2 X3 MODEL 2 A - A KESİTİ Şekil 4.3. Çift açıklıklı model plan ve kesit görünüşü 52

63 4.2. Modellerde Dolgu Duvar Etkisinin İncelenmesi Çalışma kapsamında üç farklı dolgu duvar modeli ele alınarak bu modeller üzerinde analizler gerçekleştirilmiştir. Farklı dolgu duvar yerleştirilmesi dikkate alınarak modeller tasarlanmıştır. Şekil 4.4 de dolgu duvar modellemesinde kullanılan eğri verilmiştir. Bu grafikte modelleme sonucu Choubey tarafından gerçekleştirilen deneysel çalışma ile karşılaştırılmıştır (Choubey, 1990). Şekil 4.5 de tek ve çift açıklıklı model için ele alınan dolgu duvar yerleştirme modelleri verilmiştir. Modellemede sırasıyla dolgu duvarsız çerçeve Model1 (B) olarak modellenmiş ardından, tüm açıklıklar dolgu duvarlı Model2 (D) olarak modellenmiştir. Modellerde dolgu duvarlar farklı şekillerde yerleştirilerek modellemeler incelenmiştir. Model3, bir dolu bir boş dolgulu (1D1B) olarak, Model4, iki boş iki dolu bir boş iki dolu dolgulu (2B2D1B2D) olarak, Model5, bir boş iki dolu iki boş bir dolu bir boş dolgulu (1B2D2B1D1B) olarak, Model6, iki dolu bir boş bir dolu üç boş dolgulu (2D1B1D3B) olarak modellenmiştir. Tüm modeller tek ve çift açıklıklı olarak modellenerek artımsal itme ve zaman tanım alanında dinamik analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılarak sonuçlar değerlendirilmiştir. 200 Kuvvet (kn) Deneysel Çalışma Modelleme Yer Değiştirme (cm) Şekil 4.4. Deneysel çalışma ile modellemenin karşılaştırılması 53

64 a) Model 1. Tüm açıklıklar dolgusuz model b) Model 2. Tüm açıklıklar dolgulu model c) Model 3. Bir dolu bir boş dolgulu model d) Model 4. İki boş iki dolu bir boş iki dolu dolgulu model e) Model 5. Bir boş iki dolu iki boş bir dolu bir boş dolgulu model f) Model 6. İki dolu bir boş bir dolu üç boş dolgulu model Şekil 4.5. Farklı yerleşimli dolgu duvarlı modeller 54

65 4.3. Modellerin Sap2000 ile Analizi Modellerle ilgili bütün bilgileri toplandıktan sonra Sap2000 programında Model 1 ve Model 2 isimleriyle iki model oluşturulmuştur. Şekil 4.6 ve Şekil 4.7 de iki modelin Sap2000 programındaki görünüşleri verilmiştir. Çatı düzlemindeki prefabrike kiriş elemanların kolonlara olan bağlantıları mafsallı, moment aktarmayan bağlantılar olarak tanımlanmıştır. Kolonların alttan temele ankastre olarak tanımlanmıştır. Şekil 4.6. Tek açıklıklı model üç boyutlu mekanik görünümü Şekil 4.7. Çift açıklıklı model üç boyutlu mekanik görünümü 55

66 Yapıda bulunan bütün beton prefabrike yapı elemanları modellere Çizelge 4.1 de verilen kesitleriyle tanıtılmıştır. Modellerde elemanların özyükleri programda Özyük ismi ile tanımlanmıştır. Sabit yükler G ve hareketli yüklerde Q ismi ile tanımlanmıştır. Şekil 4.8 de Sap2000 programında yüklerin tanımlanmış hali verilmiştir. Şekil 4.8. Sap2000 de yük tanımı Sap2000 programında modellerde bulunan prefabrike yapı elemanlarından aşık kirişleri, oluk kirişleri ve trapez çatı makası kirişlerinin kolonlara ve birbirlerine olan bağlantılarında serbestlik özelliğini sağlayabilmek için elemanların her iki ucunda moment aktarmama özelliği tanımlanmıştır. Moment aktarmama seçeneği Şekil 4.9 da verilmiştir. Şekil 4.9. Sap2000 de serbestlik seçeneği Tanımlanan serbestlik seçeneği ile kirişlerin birbirlerine ve kolonlara moment aktarması önlenmiş olmaktadır. Böylece uygulamadaki mafsallı birleşim kabulünün analizlerde de uygulanması sağlanılmıştır. 56

67 Prefabrike betonarme sanayi yapılarda kolon elemanları temellere ankastre şekilde bağlanmaktadır. Kolonların bu yapısından dolayı, yapıya gelen yatay yük ve deprem esnasında plastik mafsallaşma kolonların alt uçlarında gerçekleşmektedir. Modellerde de kolonların alt uçlarına plastik mafsallar tanımlanmıştır. Modellerdeki kolonlara plastik mafsal tanımı yapılırken ilk olarak kolon tepelerine gelen eksenel yükler hesaplanmıştır. Çizelge 4.4 de her bir kolona tipine gelen eksenel kuvvetler görülmektedir. Çizelge 4.4 de verilen eksenel yüklere öz yükler dahildir. Plastik mafsal hesabı için gerekli olan eksenel kuvvetler için Çizelge 4.4 de verilen G + Q yük kombinasyonlarında verilen değerler kullanılmıştır. Çizelge 4.4 Kolonlara etki ettirilen öz yükler dahil tekil yükler (kn) G Q G+Q S S2 114, ,5 S S Kolon modelleri için kullanılan kesit ve donatı görünüşleri Şekil 4.10 da verilmiştir Ø8/ Ø8/10 S1 - S2 Kolon Boyuna Donatı ve Etriye Planı S3 - S4 Kolon Boyuna Donatı ve Etriye Planı Şekil Kolon kesitleri ve donatı görünüşü Eksenel yükler ve kolon modeli oluşturulduktan sonra Moment Eğrilik bağıntıları elde edilmiştir. Moment Eğrilik (M- ) bağıntılarını elde etmek için Geliştirilmiş Kent Park sargılı beton modeli kullanılmıştır (Ersoy, Özcebe, 2001). Kolon kesitleri için elde edilen sınır değerleri, DBYBHY 07, 7. Bölümde verilen beton ve donatı için izin verilen üst sınırlar kriter alınarak belirlenmiştir (DBYBHY, 2007). 57

68 a) Kesit Minimum Hasar Sınırı (MN): (ε cu ) MN = ; (ε s ) MN = b) Kesit Güvenlik Sınırı (GV): (ε cg ) GV = ( ρ / ρ ) ; (ε s ) MN = s sm c) Kesit Göçme Sınırı (GÇ): (ε cg ) GC = ( ρ / ρ ) ; (ε s ) MN = s sm Geliştirilmiş Kent-Park yaklaşımı kullanılarak moment eğrilik (M- ) bağıntıları elde edildikten sonra bu değerler Sap2000 programında mafsal tanımı için geçerli olan moment dönme (M-θ) değerlerine dönüştürülmüştür. Moment dönme değerleri, Şekil 4.11 de görülen B, C, D ve E noktaları için hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler, prefabrik kolonlara M2 ve M3 (eğilme) mafsalları şeklinde tanımlanmıştır. Plastik mafsal tanımı için elde edilen dönme değerleri Çizelge 4.5 de görülebilmektedir. F C B IO LS CP D E A Şekil Plastik mafsal için yük şekil değiştirme ilişkisi 4.4. Modellerin Statik Artımsal İtme Analizi Seçilen örnek prefabrike betonarme yapıların statik artımsal itme analizleri Sap 2000 programıyla gerçekleştirilmiştir. Sap 2000 Programında birçok statik itme analiz seçeneği bulunmaktadır. Programda statik itme analizi için yer değiştirme kontrolü seçeneği kullanılmıştır. Şekil 4.12 ve Şekil 4.13 de Sap2000 e tanımlanan analiz seçenekleri görülmektedir. Statik itme analizi için modellere Pushx ve Pushy adı altında iki adet doğrusal olmayan statik itme analiz seçenekleri tanımlanmıştır. Yükleme seçeneği seçilerek, yatay yönde 100 Kg tekil kuvvetlerin etki ettirilmesi sağlanılmıştır. Yer değiştirme kontrolü seçeneğinde de modellerin her iki yönde 40 cm ye kadar itilmesini sağlayan seçenekler seçilmiştir. 58

69 Çizelge 4.5. Plastik mafsal bilgileri S1 G+Q N(kN) θ Y ц C ц D ц E ц IO ц LS ц CP My (knm) S2 G+Q N(kN) θ Y ц C ц D ц E ц IO ц LS ц CP My (knm) S3 G+Q N(kN) θ Y ц C ц D ц E ц IO ц LS ц CP My (knm) S4 G+Q N(kN) θ Y ц C ц D ц E ц IO ц LS ц CP My (knm) Şekil Sap200 analiz seçenekleri Şekil Statik itme analiz seçenekleri 59

70 4.5. Modellerin Zaman Tanım Alanında Dinamik Analizi Çalışma kapsamında zaman tanım alanında dinamik analiz Sap 2000 programıyla gerçekleştirilmiştir. Şekil 4.14 de analiz fonksiyonu verilmiştir. Şekil 4.15 de de deprem yükünün girilişi verilmektedir. Şekil Zaman tanım alanında dinamik analiz fonksiyonu Şekil Zaman tanım alanında analiz için yük tanımı 60

71 Zaman tanım alanında dinamik analizde 10 farklı deprem verisi kullanılmıştır. Analizlerde kullanılan deprem verileri, Çizelge 4.6 da verildiği gibidir. Parkfield, Morgan Hill, Kocaeli, Coyota Lake, Northridge, Loma Prieta, Kobe, Santa Barbara, Live More depremleridir. Seçilmiş olan depremlerin en büyük yer ivmesi değerleri, g ile g arasında en büyük yer hızı değerleri ise 6.8 cm/s ile 81.3 cm/s arasında değişmektedir. Tüm veriler için zemin sınıfı B (çok yoğun zemin veya yumuşak kaya) dir. Deprem kayma dalgası hızı, B zemin sınıfı için 360 m/s ile 750 m/s arasındadır. Deprem verileri Korkmaz tarafından gerçekleştirilen doktora tezi içinde kullanılan deprem verileri içinden seçilmiştir (Korkmaz, 2005). Zaman tanım alanında dinamik analizde kullanılan bu deprem verileri, PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center) sayfasından ( elde edilebilir. Çizelge 4.6. Analizlerde kullanılan deprem verileri Deprem Tarih İsim M w Yer Hızı (cm/s) Yer İvmesi (g) Parkfield 28/06/1966 C Morgan Hill 24/04/1984 GIL Kocaeli 17/08/1999 ARC Morgan Hill Coyote Lake 24/04/1984 G /08/1979 G Northridge 17/01/1994 ORR Loma Prieta 18/10/1989 CLS Kobe 16/01/1995 KJM Santa Barbara 13/08/1978 SBA Livermore 27/01/1980 LMO Odak Uzaklığı Fay Tipi (km) 14.7 Yanal Atımlı 16.2 Yanal Atımlı 17 Yanal Atımlı 11.8 Yanal Atımlı 3.1 Yanal Atımlı 22.6 Ters Eğik Atımlı 5.1 Ters Oblik Atımlı 6.9 Yanal Atımlı 14.0 Ters Oblik Atımlı 8.0 Yanal Atımlı 61

72 4.6. Modellerin Kapasite Spektrumu Yöntemiyle Performans Analizi Performans analizleri kapsamında Kapasite Spektrumu yöntemi uygulanmıştır. Analizleri, Bölüm de verildiği gibi gerçekleştirmek için Korkmaz tarafından idealleştirilmiş deprem verileri Şekil 4.16 da verilmiştir (Korkmaz, 2005). a) C12320 için ivme spektrumu idealleştirilmesi b) GIL067 için ivme spektrumu idealleştirilmesi c) ARC000 için ivme spektrumu idealleştirilmesi d) G06090 için ivme spektrumu idealleştirilmesi e) G06230 için ivme spektrumu idealleştirilmesi f) ORR090 için ivme spektrumu idealleştirilmesi g) CLS000 için ivme spektrumu idealleştirilmesi h) KJM000 için ivme spektrumu idealleştirilmesi i) SBA222 için ivme spektrumu idealleştirilmesi j) LMO355 için ivme spektrumu idealleştirilmesi Şekil İdealleştirilmiş deprem verileri 62

73 Tez kapsamında, prefabrike betonarme sanayi yapılarının sismik esaslı performansa bağlı analizlerinin kapasite spektrumu yöntemiyle gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, performansa bağlı analiz yöntemler ele alınmıştır. Performansa bağlı analiz yöntemleri, kapasite spektrumu yöntemi uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Analiz adımları detaylı olarak Bölüm de anlatılmıştır. Kapasite Spektrumu yöntemi ile performansa bağlı analiz sonuçlarının elde edilmesi amacıyla çalışma kapsamında idealleştirilmiş 10 deprem verisi ele alınmıştır. Ele alınan deprem verileri zaman tanım alanında dinamik analizde kullanılan deprem verilerinin aynısı olarak seçilmiştir. Artımsal statik itme, zaman tanım alanında dinamik analiz ve performansa bağlı analiz yöntemlerinin uygulanmasıyla prefabrike betonarme yapıların deterministik olarak deprem davranışlarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Deterministik yöntemler yapıların deprem davranışlarının belirlenmesinde yetersiz kalmaktadır. Bunun sebebi olasılıklı bir değerlendirme içermemeleridir. Bu sebeple yapıların deprem davranışlarının daha gerçekçi olarak belirlenmesi için olasılıklı analizlere gidilmesi gereklidir. Tez kapsamında deterministik analizleri takiben prefabrike betonarme sanayi yapılarının olasılıklı sismik analizi için kırılganlık analizleri gerçekleştirilmiştir Modellerin Kırılganlık Analizleri Sismik kırılganlık Hirata yönteminde, yapının sismik kapasitesi ve tepkisiyle ifade edilmektedir. Bu değerlerin log-normal dağılım gösterdiği kabulüyle rasgele değişkenler olduğu düşünülmüştür. Belirli bir limit durumu için yapının sismik kapasitesinin medyan ve standart sapma değeri, deneyimlere dayalı olarak tahmin edilmektedir (Hirata, 1994). P f = Pr(S AK / S AT 1) (4.1) En büyük yer ivmesiyle elde edilen aşılma olasılığı; 63

74 P f ( PGA ) = φ ( β K ln( 2 + S S β AK AT 2 T ) ) 1 / 2 (4.2) S AK : yapısal kapasite için spektral ivme, S AT : yapısal tepki için spektral ivme, PGA: en büyük yer ivmesi, β T :, yapı tepkisinin standart sapması, β K : yapı kapasitesinin standart sapmasıdır. Bu denklemler kullanılarak şartlı limit durumu olasılıkları hem ilk akma hem de çökme limit durumlarına göre çeşitli en büyük yer ivmesi ve en büyük yer hızı değerleri altında hesaplanır. Kırılganlık eğrilerinde y eksenini oluşturan P f değerleri için limit durumu olasılığı en büyük yer ivmesi veya en büyük yer hızı değerleri arttıkça artış gösterir. Deprem şiddeti arttıkça yapının limit durumu aşılma olasılığı değeri artacaktır. Aşılma olasılığı ile yapının istenmeyen yapı limit durumuna ulaşma olasılığı ifade edilmektedir. Tez kapsamında, kırılganlık analizleri Hirata yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Hirata yöntemi, günümüz kırılganlık analizi anlayışının temelini oluşturmaktadır (Hirata, 1994). Büyük bir bölümü deprem riski altında bulunan Türkiye de özellikle mevcut betonarme binaların ele alındığı kırılganlık eğrileri literatürde yer almaktadır. Kirçil ve Polat İstanbul daki orta yükseklikteki binalar için kırılganlık eğrileri önermişlerdir (Kirçil ve Polat, 2006). Hasar parametresi olarak göreli kat ötelenmesi oranı kullanılmıştır. Lognormal dağıldığı kabul edilen PGA, Sa ve Sd parametrelerine bağlı olarak kırılganlık eğrileri elde edilmiştir. Lognormal dağılımın ortalama ve standart sapma parametreleri regresyon analizi ile kat sayısına bağlı olarak ifade edilmiştir. Düşük ve orta yükseklikteki betonarme binalar için kırılganlık eğrilerinin önerildiği bir çalışma Akkar vd tarafından yapılmıştır (Akar vd., 2005). Çalışmada bina kapasiteleri binalara ait saha verileri kullanılarak elde edilmiştir. Yer hareketi parametresi olarak lognormal dağıldığı kabul edilen PGV kullanılmıştır. Hasar parametresi olarak göreli ötelenme oranı seçilmiştir. 64

75 1999 Marmara depremi sonrasında yapılan gözlem çalışması sonucu elde edilen bina ve hasar verileri kullanılmış ve önerilen kırılganlık eğrileri ile hasar verileri karşılaştırılmıştır. Zaman tanım alanında doğrusal ötesi analiz ile göreli ötelenmeye oranına bağlı hasar seviyeleri belirlenmiştir. Yer hareketi parametresi olarak PGV kullanılmıştır. Türkiye deki betonarme binalardaki yapısal yetersizliklerin kırılganlık eğrileri ile ifade edildiği başka bir çalışma Ay vd. tarafından yapılmıştır. Çalışmada yer hareketi parametresi olarak lognormal dağılan PGV kullanılmıştır. Hasar parametresi olarak göreli kat ötelenmesi oranı kullanılmıştır (Ay vd., 2006). Türkiye deki sanayi yapılarının %90 ı prefabrike taşıyıcı sisteme sahiptir. Bu yapılar hızlı imalat ve sanayi yapılarının ihtiyaç duyduğu geniş açıklık imkanları dolayısıyla özellikle 1980 lerin başından itibaren tercih edilmiştir. Sanayi yapılarının tasarımında yürürlükte olan deprem yönetmelikleri kullanılmıştır Adana ve 1999 Marmara depremleri prefabrike betonarme sanayi yapılarının hasar görmelerine ve bu yapıların da deprem performanslarının sorgulanmasına neden olmuştur. Türkiye nin ekonomik üretiminin büyük kısmının yapıldığı Marmara ve Ege Bölgeleri ciddi deprem tehdidi altındadır. Bu bölgelerde meydana gelecek depremlerde, prefabrike betonarme sanayi yapılarında meydana gelecek hasarların sebep olacağı ekonomik kayıp çok ciddi düzeyde olabilir. 65

76 4.8. Analiz Sonuçları Tek Açıklıklı Modellerin Analiz Sonuçları Tek açıklıklı prefabrike örnek yapı 6 farklı model için statik artımsal itme analizine tabi tutulmuş ve elde edilen sonuçlar Şekil 4.17 de sunulmuştur. Şekil 4.18 de deyapıda meydana gelen plastik mafsallaşmalar gösterilmiştir Kuvvet (kn) Kuvvet (kn) Yer Değiştirme (cm) Yer Değiştirme (cm) a) Model 1. B b) Model 2. D K u v v e t (k N ) Yer Değiştirme (cm) Kuvvet (kn ) Yer değiştirme (cm) c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D Kuvvet (kn ) 1000 Kuvvet (kn ) Yer değiştirme (cm) Yer Değiştirme (cm) e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Tek açıklıklı modellerin statik artımsal itme analizi sonuçları 66

77 a) Model 1. B b) Model 2. D c) Model 1. B d) Model 2. D e) Model 3. 1D1B f) Model 4. 2B2D1B2D g) Model 3. 1D1B h) Model 4. 2B2D1B2D i) Model 5. 1B2D2B1D1B j) Model 6. 2D1B1D3B k) Model 5. 1B2D2B1D1B l) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Tek açıklıklı modellerin plastik mafsallaşma durumları 67

78 Statik artımsal itme analizini takiben zaman tanım alanında dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar Şekil 4.19 da verilmiştir. Kuvvet (kn) ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) Kuvvet (kn) ZTA 500 Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) a) Model 1. B b) Model 2. D Kuvvet (kn) Kuvvet (kn) ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) 500 ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D Kuvvet (kn) Kuvvet (kn) ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) 500 ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Tek açıklıklı modellerin zaman tanım alanında dinamik analiz sonuçları 68

79 Zaman Tanım Alanında Dinamik analizlerde kullanılan deprem verileri kullanılarak gerçekleştirilen kapasite spektrumu yöntemiyle edilen performans noktaları Şekil 4.20 de her deprem verisi ve her model için verilmiştir. Spektral İvme (cm /sn2) Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 Spektral İvme (cm /sn2) M Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 M2 a) Model 1. B b) Model 2. D S pe k tra l İv m e (c m /s n 2 ) Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 S pe ktra l İvm e (cm /sn 2) M Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 M4 c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D Spektral İvme (cm /sn2) Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 Spektral İvme (cm/sn2) M Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 M6 e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Tek açıklıklı modellerin performans noktaları 69

80 Doğrusal olmayan analizlerin ardından olasılıklı analizlere geçilmiş ve kırılganlık eğrileri elde edilmiştir. Tek açıklıklı modeller için elde edilen kırılganlık eğrileri Şekil 4.21 de sunulmuştur. 1,E+00 1,E+00 1,E-01 1,E-01 1,E-02 1,E-02 Pf 1,E-03 Pf 1,E-03 1,E-04 1,E-04 1,E-05 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) a) Model 1. B b) Model 2. D Pf 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) Pf 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D 1,E+00 1,E+00 1,E-01 1,E-01 1,E-02 1,E-02 Pf 1,E-03 Pf 1,E-03 1,E-04 1,E-04 1,E-05 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Tek açıklıklı modellerin kırılganlık analizi sonuçları 70

81 Çift Açıklıklı Model İçin Analiz Sonuçları Çift açıklıklı prefabrike örnek yapı 6 farklı model için statik artımsal itme analizine tabi tutulmuş ve elde edilen sonuçlar Şekil 4.22 de sunulmuştur. Şekil 4.23 de de yapıda meydana gelen plastik mafsallaşmalar gösterilmiştir. K u v v e t (k N ) Yer değiştirme (cm) K u vv et (k N ) Yer değiştirme (cm) a) Model 1. B b) Model 2. D Kuvvet (kn ) K uvvet (kn) Yer dğeiştirme (cm) Yer Değiştirme (cm) c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D K u v v e t (k N ) K u v ve t (k N ) Yer Değiştirme (cm) Yer Değiştirme (cm) e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Çift açıklıklı modellerin statik artımsal itme analizi sonuçları 71

82 a) Model 1. B b) Model 2. D c) Model 1. B d) Model 2. D e) Model 3. 1D1B f) Model 4. 2B2D1B2D g) Model 3. 1D1B h) Model 4. 2B2D1B2D i) Model 5. 1B2D2B1D1B j) Model 6. 2D1B1D3B k) Model 5. 1B2D2B1D1B l) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Çift açıklıklı modellerin plastik mafsallaşma durumları 72

83 Çift açıklıklı modellerin statik artımsal itme analizini takiben zaman tanım alanında dinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar Şekil 4.24 de verilmiştir. Kuvvet (kn) ZTA 50 Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) Kuvvet (kn) ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) a) Model 1. B b) Model 2. D Kuvvet (kn) Kuvvet (kn) ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) 1000 ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D Kuvvet (kn) ZTA Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) Kuvvet (kn) ZTA 500 Eğilim ZTA Yer Değiştirme (cm) e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Çift açıklıklı modellerin zaman tanım alanında dinamik analiz sonuçları 73

84 Zaman Tanım Alanında Dinamik analizlerde kullanılan deprem verileri kullanılarak gerçekleştirilen kapasite spektrumu yöntemiyle edilen performans noktaları Şekil 4.25 de her deprem verisi ve her model için verilmiştir. Spektral İvme (cm /sn2) Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 Spektral İvme (cm /sn2) M Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 M2 a) Model 1. B b) Model 2. D 30 ARC ARC000 Spektral İvme (cm /sn2) Spektral Yer değiştirme (cm) CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 M3 Spektral İvme (cm /sn2) Spektral Yer değiştirme (cm) CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 M4 c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D Spektral İvme (cm /sn2) Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 Spektral İvme (cm /sn2) M Spektral Yer değiştirme (cm) ARC000 CLS000 G06230 GIL067 ORR090 C12320 G06090 KJM000 SBA222 LMO355 M6 e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Çift açıklıklı modellerin performans noktaları 74

85 Doğrusal olmayan analizlerin ardından olasılıklı analizlere geçilmiş ve kırılganlık eğrileri elde edilmiştir. Çift açıklıklı modeller için elde edilen kırılganlık eğrileri Şekil 4.26 da sunulmuştur. 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E+00 1,E-01 1,E-02 Pf 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) Pf 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) a) Model 1. B b) Model 2. D Pf 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) Pf 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) c) Model 3. 1D1B d) Model 4. 2B2D1B2D Pf 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) Pf 1,E+00 1,E-01 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) e) Model 5. 1B2D2B1D1B f) Model 6. 2D1B1D3B Şekil Çift açıklıklı modellerin kırılganlık analizi sonuçları 75

86 5. TARTIŞMA ve SONUÇ Prefabrike betonarme yapılar, imalat maliyetleri bakımından düşük, içerisinde barındırdığı makine ve teçhizat bakımından ekonomik değeri yüksek yapılardır. Bunun yanında prefabrike betonarme yapıların, çalışan insan sayısı bakımından da önemli ekonomik değerleri bulunmaktadır. Prefabrike betonarme yapıların deprem davranışı özellikle yaşanan depremlerden sonra birçok araştırmacı tarafından incelenmiştir. Prefabrike betonarme yapıların deprem davranışlarının çok da iyi olmadığı yaşanan depremden sonra daha da iyi anlaşılmıştır. Prefabrike betonarme yapıların deprem davranışlarının yeterli düzeyde olmamasının sebepleri; Beton dayanımının projede belirtilen beton dayanımından çok daha düşük olması; Kolon kiriş birleşimlerinde yönetmelikte verilen birleşim detaylarının uygulanmaması; Kolon donatılarının projede belirtilen donatı miktarlarından çok daha az olması; Özellikle kısa yönde düzenli bir çerçeve sisteminin oluşturulmaması; Yapıda uygulanan pencere bantlarının kısa kolon oluşumuna neden olması; Depreme dayanıklı yapı tasarımı esaslarına çok fazla dikkat edilmemesi ve kolon kesitlerinin yönetmelikte istenen kesit şartlarını sağlayamaması gibi nedenler olarak sıralanabilir. Tez kapsamında prefabrike betonarme yapıların deprem güvenliklerinin belirlenmesi ve sahip oldukları dolgu duvarların yapıların performanslarına etkilerini görebilmek amacıyla 1975 Deprem Yönetmeliğine göre tasarlanmış mevcut örnek bir prefabrike betonarme yapı ele alınarak, tek ve çift açıklıklı olarak incelenmiştir. Çeşitli dolgu duvar yerleştirmeleri dikkate alınarak örnek yapılar için doğrusal olmayan analizler kapsamında artımsal statik itme ve zaman tanım alanında dinamik analizler yapılmıştır. Artımsal statik itme eğrileri kullanılarak performansa bağlı analiz sonuçları elde edilmiştir. Doğrusal olmayan analizleri takiben olasılıklı sismik analiz olarak kırılganlık analizleri gerçekleştirilmiştir. Prefabrike betonarme yapılarının dolgu duvar etkilerinin değerlendirilmesi için deterministik ve olasılıklı analizler gerçekleştirilerek, elde edilen sonuçlar grafiklerle sunulmuştur. 76

87 Yapılan incelemelerde dolgu duvarlı yapı ile dolgu duvarsız yapı taşıma kapasitesi arasında önemli farklar gözlenmektedir. Prefabrike betonarme yapılarda, genellikle uzun mesafeli ve yüksek duvarlar kullanılmasından dolayı; duvar sayısıyla doğru orantılı olarak taban kesme kuvvetlerinin ve yapı taşıma kapasitesinin arttığı gözlemlenmiştir. Dolgu duvarların farklı şekilde yerleştirilmesi durumunda ise yatay yük taşıma kapasitesinde önemli bir değişikliğe neden olmadığı gözlenmiştir. Artımsal itme analiz sonuçlarının ardından mafsallaşma durumları da verilmiştir. Yapıya gelen yatay yükleri neticesinde mafsallaşmalar ilk olarak dolgu duvar elemanlarında, hemen ardından da kolonlarda mafsallaşmalar gözlemlenmiştir. Şekil 5.2 ve Şekil 5.3 de tüm modeller için elde edilen kapasite eğrilerinin karşılaştırılması sunulmuştur. Bu grafikler dolgu duvarın yapısal kapasitedeki etkisini göstermektedir. Bu eğriler kullanılarak modellerin performans noktaları belirlenmiştir. MODEL Kuvvet (kn) M1 M2 M3 M4 M5 M6 Yer Değiştirme (cm) Şekil 5.1. Model 1 için elde edilen kapasite eğrileri Model 2 Kuvvet (kn) Yer Değiştirme (cm) M1 M2 M3 M4 M5 M6 Şekil 5.2. Model 2 için elde edilen kapasite eğrileri 77

88 Zaman tanım alanında yapılan incelemelerde meydana gelen önemli deprem kayıtlarından Parkfield, Morgan Hill, Kocaeli, Coyota Lake, Northridge, Loma Prieta, Kobe, Santa Barbara, Live More kayıtları esas alınmıştır. İvme kayıtları seçilen prefabrike betonarme yapı modeline etkitilerek olabilecek en büyük yer değiştirme ve taban kesme kuvvetlerinin zamana bağlı değişimleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar her bir model için tek bir grafik üzerinde karşılaştırmalı olarak verilmiş ve eğilim çizgisiyle deprem verilerinin etkileri sunulmuştur. Şekil 5.3 ve Şekil 5.4 de elde edilen zaman tanım alanında dinamik analizi sonuçları sunulmuştur. Kuvvet (kn) Model 1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 Log. (M2) Log. (M3) Log. (M6) Log. (M1) Yer Değiştirme (cm) Log. (M5) Log. (M4) Şekil 5.3. Model 1 için elde edilen ZTA eğilim eğrileri Kuvvet (kn) Model Yer Değiştirme (cm) M1 M2 M3 M4 M5 M6 Log. (M2) Log. (M3) Log. (M6) Log. (M1) Log. (M5) Log. (M4) Şekil 5.4. Model 2 için elde edilen ZTA eğilim eğrileri 78

89 Örnek yapıların performansa bağlı analizleri, Kapasite Spektrumu yöntemiyle gerçekleştirilerek performans noktaları elde edilmiştir. Böylelikle doğrusal olmayan analizler kullanılarak yapıların performans değerlendirmeleri tamamlanmıştır. Yapılarının deterministik yöntemlerle analizi gerçekleştirildikten sonra, olasılıklı sismik analizler kapsamında kırılganlık analizleri gerçekleştirilmiştir. Kırılganlık analizleriyle prefabrike betonarme yapıların olasılıklı davranışları belirlenmiştir. Şekil 5.5 ve Şekil 5.6 da kırılganlık analizlerinin karşılaştırılması sunulmuştur. Tüm modeller için elde edilen sonuçlar verilmiştir. 1,E+00 1,E-01 Model1 M1 M2 M3 M4 Pf 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 M5 M6 Log. (M1) Log. (M5) Log. (M6) 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) Log. (M3) Log. (M2) Log. (M4) Şekil 5.5. Model 1 için elde edilen kırılganlık eğrileri 1,E+00 1,E-01 Model2 M1 M2 M3 M4 Pf 1,E-02 1,E-03 1,E-04 1,E-05 M5 M6 Log. (M1) Log. (M5) Log. (M6) 1,E ,2 0,4 0,6 0,8 1 PGA (g) Log. (M3) Log. (M2) Log. (M4) Şekil 5.6. Model 2 için elde edilen kırılganlık eğrileri 79

90 Dolgu duvarlı modellerde rijitlik duvar sayısıyla doğru orantılı olarak artmakta ve buna bağlı olarak yanal yer değiştirmeler azalmaktadır. Rijitlik artmasının bir sonucu olarak duvarlı modellerdeki kolonlar, duvarsız modellerdeki kolonlardan daha önce mafsallaşmaktadır. Yapılan analizler göstermektedir ki, dolgu duvarların prefabrike betonarme yapıların deprem davranışlarını büyük ölçüde etkilediğini ortaya koymuştur. Dolgu duvar etkilerinin ihmal edilmediği çözüm durumlarının, prefabrike betonarme yapıların performans değerlendirmelerine olumlu katkılar sağladığı gözlemlenebilir. Sonuç olarak, tez çalışması kapsamında, dolgu duvarların prefabrike betonarme yapılardaki etkisi deterministik ve olasılıklı analiz yöntemleri kullanılarak ortaya konulmuştur. Dolgu duvarların prefabrike betonarme yapıların deprem davranışlarının belirlenmesi sırasında mutlaka analizlere dahil edilmesi gerekliliği analizler sonucunda gösterilmiştir. 80

91 6. KAYNAKLAR ABYYHY-97, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı. Akkar, S., Sucuoglu, H., Yakut, A., Displacement-Based Fragility Functions for Low and Mid-Rise Ordinary Concrete Buildings, Earthquake Spectra, 21(4): Antoniou, S., Pushover Analysis for Seismic Assesment of Structures, Teknik Rapor, Ilinois Üniversitesi, Urbana, IL, ABD. Arslan, M, H., Gülerce, M., Tek Katlı Prefabrike Sanayi Yapılarının Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı Üzerine Analitik Bir Yaklaşım. Beton Prefabrikasyon Dergisi, Sayı:84, Ankara. Ataköy, H. (1999) 17 Ağustos 1999 Marmara Depremi ve Türkiye Prefabrik Birliği Üyelerince Yapılan Prefabrike Yapılar, Beton Prefabrikasyon Dergisi, Sayı: Atımtay, E., Açıklamalarla ve Örneklerle Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik-(Betonarme Yapılar). Cilt I ve II, Bizim Büro, Ankara. Atımtay, E., Betonarme Sistemlerinin Tasarımı Temel Kavramlar ve Hesap Yöntemleri. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Cilt I ve Cilt II, Ankara. ATC-40 Raporu, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Volume 1, Applied Technology Council, Redwood City, California, ABD. Ay, B.Ö., Erberik, M.A., Akkar, S Fragility Based Assesment of The Structural Deficiencies in Turkish RC Frames Structures, First European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, N:593, , Geneva, İsviçre. Aydınoğlu, N., Özer, E., Sucuoğlu H., Yeni Deprem Yönetmeliği ve Uygulamalı Çözümler. TBMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Antalya Şubesi, Yayın No:3, , Antalya. Bayülke, N., Betonarme Yapılar Depreme Nasıl Davranacak ya da Depreme Ne Kadar Dayanıklı. TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası 6. Dönem Çalışma Raporu Sayı:24, , Antalya. 81

92 Bayülke, N., Kuran, F., Doğan, A., Kocaman, C., Memiş, H., Soyal, L., Betonarme Yapıların Doğrusal Olmayan İtme Analizleri ve Deprem Hasarı ile Karşılaştırılması. AT-108, İstanbul. Celep, Z., Kumbasar, N., Betonarme Yapılar. İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul. Celep, Z., Kumbasar, N., Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı. İstanbul Teknik Üniversitesi, 596 s., İstanbul. Chopra, A. K. ve Goel, R. K. (2001). Capacity-Demand-Diagram Methods Based on Inelastic Design Spectrum, Earthquake Spectra, 15(4), Choubey, U.B., 1990, Behavior of Infilled frames Under Cycling Loading Çelebi, R., Saatcıoğlu, N.Ö., Afyon Depremi ve Düşündürdükleri. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 7(1), Bursa. DBYBHY-2007, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Durakoğlu, S., Depremde Hasar Görmüş Prefabrike Betonarme Yapıların Onarım ve Güçlendirme Yöntemleri. Y. Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Üniversitesi, Ankara. Durmuş, G., 2003.Çelik Çerçeve Yapıların Doğrusal Olmayan Deprem Davranışı. S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Y.Lisans Tezi (yayınlanmış), 72s, Isparta. Ekinci, C, E., Eminel, M., Özçetin, Z., Prefabrikasyonda Doğrular-Yanlışlar. 12. Prefabrikasyon Sempozyum Bildirileri, 23-27, İstanbul. Ellingwod B ve Galambos T. V., Probability Based Load Criteria, American National Standard, , Washington, ABD. Erberik, M.A. ve Elnashai, A.S., Fragility Analysis of Flat-Slab Structures, Engineering Structures, 26: Ersoy, U., Özcebe, G., Tankut, T., Marmara ve Düzce Depremlerinde Gözlenen Önüretimli Yapı Hasarları. 10. Prefabrikasyon Sempozyum Bildirileri, İstanbul. 82

93 Ersoy, U., Özcebe, G., Betonarme: Temel İlkeler, TS ve Türk Deprem Yönetmeliğine (1998) Göre Hesap. Beta Yayınevi, İstanbul. FEMA , Federal Emergency Management Agency, (1997). Recommended Provisions for the Development of Seismic Regulations for New Buildings and other Structures, Washington, ABD. FEMA-356, Federal Emergency Management Agency, Recommended Provisions for the Development of Seismic Regulations for New Buildings and other Structures, Washington, ABD. FEMA-440, Federal Emergency Management Agency, Recommended Provisions for the Development of Seismic Regulations for New Buildings and other Structures, Washington, ABD. Freeman, T., (1998). Performance Based Seismic Design Approach for RC Frame Structures, Teknik Rapor No: , Kanada Hirata, K., Fragility Estimation of an Estimation of an Isolated FBR Structures Considering The Ultimate State of Bearings, Nuclear Engineering Design. 147(3). Hui, M. H., 1999, Reliability Based Seismic LRFD Criteria for Reinforced Concrete Frame Buildings, Journal of Structural Engineering V İrtem, E., Türker, K., Yapıların Deprem Yükleri Altındaki Lineer Olmayan Davranışının Belirlenmesinde Kullanılan Statik Yöntemlerin Karşılaştırılması. IV. Mühendislik Mimarlık Sempozyumu, Balıkesir. Karim, K.R. ve Yamazaki, F Effect of Earthquake Ground Motions on Fragility Curves of Highway Bridge Piers Based on Numarical Simulation, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 30: Kayhan, A, H., Prefabrik Sanayi Yapılarının Deprem Performansının Belirlenmesi İçin Hızlı Değerlendirme Yöntemi. Y. Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli, Kırçıl, M.S. ve Polat, Z Fragility Analysis of Mid-Rise RC Frame Buildings, Engineering Structures 83

94 Kim, S.H. ve Shinozuka, M., Development of Fragility Curves of Bridges refrofitted by Column Jacketing, Probabilistic Engineering Mechanics, 19: Korkmaz, H, H., Tankut, T., Performance of a precast concrete beam beam connection subject to reversed cyclic loading. Elsevier. Korkmaz, A., 2005, Yapı Sistemlerinin Güvenilirlik Esaslı Performansa Bağlı Analizi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir. Kramer, S., L., Geotechnical Earthquake Engineering Upper Slide River.NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Developed by the Building Seismic Safety Council for the Federal Emergency Management Agency (Report No. FEMA 273), Washington, D.C NEHRP Guildelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Developed by the Building Seismic Safety Council for the Federal Emergency Management Agency (Report No. FEMA 356), Washington, D.C. Nohutcu, H., Prefabrik Betonarme Endüstri Yapılarının Dış Perde Duvar Uygulaması İle Güçlendirilmesi. Doktora Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir. Özden, K., Kumbasar, N., Sarıakçalı, S., Betonarme Yüksek Yapılar. İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi, İ.T.Ü. Vakfı Prefabrik Birliği, 209. İstanbul. Özer, E., Betonarme Binaların Deprem Performansının Belirlenmesi için Bir Yaklaşım. İTÜ, İstanbul. Özmen, S., Isparta Sanayi Yapılarının Deprem Davranışının İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta. Özsen, E., Yamantürk, E., Taşıyıcı Sistem Tasarımı. Yıldız Üni.-Mimarlık Fakültesi, İstanbul. Petrovski S. ve Nocevski N.K., Definition of emprical and theoritical models for assesment of high rise buildings. Teknik Rapor, IZIIS Skopje. 84

95 Rogger Y., Nonlinear Time History and Push Over Analysis for Seismic Design and Evaluation, Doktora Tezi, Illinois Üniversitesi, Urbana, IL, ABD Rossetto, T. ve Elnashai, A., 2003 Derivation of Vulnerability Functions for European-Type RC Structures Based on Observational Data, Engineering Structures, 25: Sağlamer vd., Şubat 2002 Afyon Çay Depremi Ön Değerlendirme Raporu. İ.T.Ü. İstanbul. Sayın, B., Kaplan, A, S., Deprem Etkisi Altındaki Betonarme Yapılarda Dolgu Duvarların Modellenme Teknikleri. Deprem Güvenliği İçin Neler Yapıldı ve Neler Yapılmalı Çözüme Yönelik Öneriler Sempozyumu, İstanbul. Sekizinci Kalkınma Planı, Taş ve Toprağa Dayalı Ürünler Sanayi Özel İhtisas Komisyonu Raporu. DPT, Ankara. Sharon, L, W., Seismic Rehabilitation of Low-Rise Precast Industrial Buildings In Turkey. Advences in Eartquake Engineering for Urban Risk Reduction, Netherlands, Shinozuka, M., Feng, M.Q., Kim, H.K., Kim, S.H., Nonlinear Static Procedure for Fragility Curve Development, Journal of Engineering Mechanics, 126(12): Singhal A. ve Kiremidjan A., A Method for Earthquake Motion Damage Relationship Technical Report, New York Devlet Üniversitesi Buffalo, NY, ABD. Sivri, M., Dolgulu Çerçevelerin Deprem Davranışı. S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Y.Lisans Tezi (yayınlanmış), 75s, Isparta. Sucuoğlu, H., Deprem Yönetmeliği Performans Esaslı Hesap Yöntemlerinin Karşılıklı Değerlendirilmesi. TMH, Sayı: , Sayfa:24 36, Ankara. Taştekin, S, M., Sanayi Yapılarında Prefabrik Betonarme ve Çelik Konstrüksiyon Uygulamalarının Ekonomik Yönden Karşılaştırılması. Y. Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya. 85

96 Tekeli, H., Deprem Bölgesi ve Yerel Zemin Sınıflarının Bina Maliyetine Etkileri. S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Y.Lisans Tezi (yayınlanmış), 76s, Isparta. Tezcan, S, S., Çolakoğlu K, H., Betonarme Prefabrike Yapılar Yönetmeliğimizin Zayıflıkları. Beşinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul. Tezcan, S, S., Köylüoğlu M, A., Yapı Elemanlarına Ve Ek Yerlerine Gelen Deprem Yükleri. 7. Prefabrikasyon Sempozyum Bildirileri, İstanbul. VII-1. Türkiye Prefabrik Birliği, Beton Prefabrike Elemanların Birleşim Detayları. Ankara. Türkiye Prefabrik Birliği, Prefabrike Yapıların Deprem Davranışı Ve 1998 Yönetmeliği nin Uygulama Esasları. Eğitim Semineri Notları, İzmir. Tokman, B., Eryılmaz, G. M., Prefabrike Beton Endüstrisinin Dünü, Bugünü, Yarını. Yapı, Ankara, TPB raporu, Yılı Prefabrikasyon Sektör Raporu. TPB, Ankara, 1-2. TPB raporu, Türkiye Prefabrik Birliği, TPB, Ankara, TS9967, Yapı Elemanları Taşıyıcı Sistemler ve Binalar-Prefabrike Betonarme ve Öngerilmeli Betondan-Hesap Esasları ile İmalat ve Montaj Kuralları. TSE, Ankara. TS500, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, TSE, Ankara. Uçar, T., Yapı Sistemlerinin Doğrusal Olmayan Analizinde Çözüm Yöntemleri, Y. Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir. Yılmaz, S., Tek Katlı Prefabrik Yapıların Deprem Davranışı ve Türk Deprem Yönetmeliğinin Prefabrik Yapılar Açısından Değerlendirilmesi. P.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Y.Lisans Tezi (yayınlanmış), 137s, Denizli. 86

97 Yüksel, E., Sürmeli, M., Yüce, Z, S., Karadoğan, F, H., Prefabrik Kolonların Tersinir Yükler Etksindeki Davranışının Modellenmesi. 12. Prefabrikasyon Sempozyum Bildirileri, İstanbul. Wilson, E. ve Habibullah A., SAP 2000 Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures Basic Analysis, Kullanım Klavuzu,CA, ABD. Zorbozan, M., Özden, L., Kolon Kiriş Birleşimleri Mafsallı, Az Katlı Perdeleri Prefabrike Yapıların Yatay Yükler Etkisinde Davranışı. 10. Prefabrikasyon Sempozyum Bildirileri, İstanbul. 87

98 ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı Doğum Yeri : Ali Emre KARAHAN : Eskişehir Doğum Yılı : 1981 Medeni Hali Yabancı Dil : Bekar : İngilizce Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl) Lise : Erzurum Aziziye Lisesi Lisans ve Mezuniyet Tarihi : S.D.Ü. Mühendislik Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği, 2005 Çalıştığı Kurum/Kurumlar ve Yıl: İş Deneyimi ve Süresi : Betaş Beton Prefabrik Ltd. Şti. (2005 ~ Devam) 88