Çok Katlı Yapılarda Burulma Düzensizliği

Transkript

1 Çok Katlı Yapılarda Burulma Düzensizliği BURULMA (1) Günay Özmen İstanbul Teknik Üniversitesi 1/42 2/42 BURULMA (2) YÖNETMELİK ESASLARI 3/42 4/42 BURULMA DÜZENSİZLİĞİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER Yapının Plan Geometrisi Planda Rijitlik Dağılımı PLAN GEOMETRİSİ BAKIMINDAN SINIFLANDIRMA 5/42 Simetrik Yapılar Simetrik Davranışlı Yapılar Simetrik Olmayan Yapılar 6/42 1

2 SİMETRİK YAPILAR SİMETRİK DAVRANIŞLI YAPILARDA PERDE YERLEŞTİRİLMESİ SİMETRİK DAVRANIŞLI YAPILAR 7/42 8/42 SİMETRİK OLMAYAN YAPILAR BURULMA YAPAN YAPILARIN SINIFLANDIRILMASI MERKEZİ SİMETRİSİ OLAN YAPILAR 9/42 1.Plan Geometrisi Bakımından Düzensiz Yapılar, 2.Rijitlik Dağılımı Bakımından Düzensiz Yapılar, 3.Geometri ve Rijitlik Dağılımı Bakımlarından Düzensiz Yapılar, 4.Gizli Burulma Düzensizliği Olan Yapılar. 10/42 ÖRNEK 1 (DÜZENLİ YAPI) ÖZELLİKLER BURULMA DÜZENSİZLİĞİ KATSAYILARI Kat Sayısı : 10 Süneklik Düzeyi : Yüksek Kolonlar : ~ Kirişler : KAT ηbx ηby /42 12/42 2

3 ÖRNEK 2 (DÜZENSİZ YAPI) ÖZELLİKLER BURULMA DÜZENSİZLİĞİ KATSAYILARI Kat Sayısı : 10 Süneklik Düzeyi : Yüksek Kolonlar : ~ Kirişler : KAT ηbx ηby /42 14/42 ÖRNEK 3 ÖRNEK 4 SONUÇLAR - 1 Geometri ve rijitlik dağılımı bakımından simetrik olan bazı yapılarda, burulma düzensizliği katsayıları, 1.20 sınır değerine yaklaşabilmektedir. max η b = ε = % 6.3 UBC max η b = /42 Sadece geometrik bakımdan düzensiz olan yapılarda, burulma düzensizliği çok yüksek düzeyde değildir. Burulma bakımından en elverişsiz nitelikteki yapılarda bile η b burulma düzensizliği katsayıları ortalama 1.4 mertebesindedir. 16/42 Bu tür yapıların Zayıf akslarındaki taşıyıcı elemanlarda küçük boyut artırımları sonunda burulma düzensizliği geniş ölçüde giderilebilmektedir. RİJİTLİK DAĞILIMI BAKIMINDAN DÜZENSİZ YAPI (ÖRNEK 5) Uygulamada karşılaşılan asimetrik yapılarda, rijitlik bakımından büyük bir düzensizlik olmaması halinde, burulma düzensizliği katsayıları makul düzeylerde kalmaktadır. 17/42 η by = ε = %9.3 % /42 3

4 ÖRNEK 6 SONUÇLAR - 2 Rijitlik dağılımı bakımından düzensiz olan yapılarda, burulma düzensizliği çok yüksek düzeylerde olabilmektedir. Burulma bakımından en elverişsiz nitelikteki yapılarda bile η b burulma düzensizliği katsayıları, DBYBHY te eşdeğer deprem yükü uygulaması için sınır değer olarak belirtilen 2.00 değerinin altında kalmaktadır. η by = ε = %7.4 %7.9 19/42 20/42 Bu tür yapıların Zayıf akslarındaki taşıyıcı elemanlarda yapılacak düzenlemelerle burulma düzensizliği geniş ölçüde giderilebilmektedir. Burulma düzensizliğini azaltmak için en etkili önlem zayıf akslara, kısıtlı sayı ve boyutta da olsa, perde(ler) yerleştirilmesidir. Zayıf akslardaki kolon ve/veya kiriş boyutlarının arttırılması da burulma düzensizliğini azaltma yönünde bir miktar yararlı olmaktadır. Yüksek oranda burulma düzensizliği olan yapılarda bile, boyutlandırma bakımından önemli bir olumsuzlukla karşılaşılmamaktadır. Yönetmeliklerde burulma düzensizliği için öngörülen önlemlerde değişiklik(ler) yapılmasının gerektiği ileri sürülebilir. 21/42 22/42 GEOMETRİ VE RİJİTLİK DAĞILIMI BAKIMINDAN DÜZENSİZ YAPI (ÖRNEK 7) ÖRNEK 8 η by = ε = %11.1 % /42 η by = ε = %8.1 %9.4 24/42 4

5 SONUÇLAR - 3 Hem geometri hem de rijitlik dağılımı bakımından düzensiz olan yapıların davranış biçimleri, sadece rijitlik dağılımı bakımından düzensiz olan yapılar ile paralel niteliktedir. Burulma düzensizliğinin hemen hemen sadece planda rijitlik dağılımının dengesiz olmasına bağlı olduğu sonucuna varılmaktadır. 25/42 26/42 Gözlemler ve Eksikler 1. η b burulma düzensizliği katsayısı 2.00 sınır değerini aşmamaktadır. 2. Tüm tipik yapılarda kat sayısı 10 olarak alınmıştır. 3. Perdeler kenar akslara yerleştirilmiştir. 4. Y eksenine paralel aksların sayısı çok değişmemektedir, (5~6). Aşırı Burulma Yapan Yapılar 1. 8 adet Tipik Yapı grubu seçilmiştir. 2. Tipik yapılarda kat sayısı 1, 2, 4, 6, 8, 10 olarak değiştirilmiştir. 3. Y eksenine paralel perdeler sistematik olarak X ekseni boyunca kaydırılmıştır. 4. Y eksenine paralel aksların sayısı 3~10 arasında değiştirilmiştir. Toplam yapı tipi sayısı : /42 28/42 Tipik Yapı Grupları Tipik Yapı Grupları 29/42 30/42 5

6 Bazı Sonuçlar KAT SAYISINA GÖRE DEĞİŞİM K A T 31/42 32/42 η b y Akslı Yapılar SONUÇLAR - 4 Kat sayısı azaldıkça burulma düzensizliği katsayısı artmaktadır. 33/42 Maksimum η b değerleri perdelerin, kütle merkezleri üzerinde olmamak koşuluyla, kütle merkezine olabildiğince yakın konumda bulunmaları durumunda oluşmaktadır. DBYBHY te aşırı burulma yapan yapılar için öngörülen dinamik hesap uygulamasının bir yaptırım niteliğinde olmadığı anlaşılmaktadır. 34/42 GİZLİ BURULMA DÜZENSİZLİĞİ ÖRNEK 9 ÖRNEK 10 η b = /42 η bx = , η by = /42 6

7 ÖRNEK 11 ÖRNEK 11-A η bx = 1.614, η by = η bx = 1.107, η by = /42 38/42 SONUÇLAR - 5 Geometri ve Rijitlik dağılımı bakımından simetrik (düzenli) olan yapılarda da, burulma düzensizliği meydana gelebilmektedir. Gizli Burulma Düzensizliği adı verilen bu düzensizliğin nedeni, kenar akslardaki rijitliklerin düşük olmasıdır. Bazı durumlarda, orta bölgelerdeki perde rijitliklerini küçülterek de burulma düzensizliği azaltılabilmekte veya tümüyle giderilebilmektedir. 39/42 Kaynaklar Çok Katlı Yapılarda Burulma Düzensizliği, Teknik Rapor No: TDV/TR , Türkiye Deprem Vakfı, İstanbul, Ocak Plan Geometrisinin Burulma Düzensizliğine Etkisi, Türkiye Mühendislik Haberleri, Yıl: 46/2001-6, Sayı: 410, TMMOB, İnşaat Mühendisleri Odası, Nisan Rijitlik Dağılımının Burulma Düzensizliğine Etkisi, Türkiye Mühendislik Haberleri, Yıl: 46/2001-1, Sayı: 411, TMMOB, İnşaat Mühendisleri Odası, Haziran /42 Plan Geometrisi ve Rijitlik Dağılımı Bakımından Düzensiz Yapılar, İstanbul Bülten, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, Yıl: 12, Sayı: 56, Eylül-Ekim Simetrik Yapılarda Burulma Düzensizliği, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergi, Cilt 13, Sayı 4, Ekim Çok Katlı Yapılarda Aşırı Burulma Düzensizliği, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Teknik Dergi, Cilt 15, Sayı 1, Ocak Teşekkürler Günay Özmen İstanbul Teknik Üniversitesi 41/42 42/42 7