BETONARME YAPILARIN DEPREM PERFORMANSININ DEĞERLENDİRİLMESİ M.Em ÖNCÜ, Yusuf CALAYIR ocume@dcle.edu.tr, ycalayr@frat.edu.tr Öz: Çalışmada, betoarme yapıları Türk Deprem Yöetmelğde (ABYYHY,998) verle talep spektrumu kabul edlerek performasa dayalı değerledrlmes ve Kapaste Spektrum Yötem kullaılarak performas oktasıı buluması amaçlamıştır. Performas krterler belrlemes ç ATC-40 ve FEMA-356 yaklaşımlarıda yararlaılmıştır. Sayısal uygulama olarak, çerçeve ve perde+çerçeve sstem şeklde olmak üzere k ayrı şeklde tasarlamış yed katlı betoarme br baı k ayrı duruma at doğrusal olmaya statk aalz SAP000 le yapılmış ve Kapaste Spektrum Yötem le performas oktaları bulumuştur. Aahtar Kelmeler: Betoarme Yapı, Performasa Dayalı Tasarım, Performas Krterler. Grş Performas kavramı deprem mühedslğde ye gelşmekte ola br kavramdır. Deprem mühedslğde performasa dayalı tasarım, deprem etks altıda yapıda beklee performas sevyes ortaya çıkması ç kullaılacak yötemler verr. Gerçekte deprem yöetmelklerde taımlaa deprem etks ve sıır durumlar le br performas sevyes taımlamıştır. Performasa dayalı tasarımda belrl br deprem etksde yapıda brde fazla performas sevyes ortaya çıkması ögörülür. Performas kavramı, mevcut br baı celemesde veya ye br baı projeledrlmesde daha gerçekç br çözüm sağlamak ç gelştrlmştr. Deprem yöetmelğde verle tek br çözüme karşı bu yötemde baı foksyoua ve göz öüe alıacak deprem etkse bağlı olarak çok çeştl çözümler suulmaktadır (Celep ve dğ., 004). Türk deprem yöetmelğde performas ve hasar düzey taımlamalarıa ve leer olmaya aalz yötemlere yer verlmes yararlı olacağı düşüülmektedr (İrtem ve dğ., 004). Kapaste Spektrum Yötem Performas oktasıı belrleme metotlarıda br ola bu yötem, vme-deplasma tepk yötem (ADRS) olarak ta blr. Kapaste Spektrum Yötemde hem kapaste eğrs hem de talep eğrs spektral ordatlarda gösterlr. Başlagıçta %5 söümlü leer elastk spektrum eğrs kullaılır. Kapaste eğrs le spektrum eğrs kesşm oktası, kapaste ve taleb eşt olduğu performas oktasıı gösterr. Sa (spektral vme) T (peryot) formatıı, Sa-Sd (spektral deplasma) formatıa döüştürmek ç Sd T π T Sa g Sa g Sv Sd Sv 4π T π Sa V / W α Sd δ () ( PF x ) φ, r deklemler kullaılır. Burada V taba kesme kuvvet, δ çatı katıı deplasmaıı ve φ, r çatı katıı modal gelğdr (. mod ç). α ve PF se sırasıyla modal kütle katsayısı ve modal katılım faktörüü (sstem. doğal modu ç) belrtmekte olup, Dcle Üverstes Mühedslk Mmarlık Fakültes İşaat Mühedslğ Bölümü,Dyarbakır Fırat Üverstes Mühedslk Fakültes İşaat Mühedslğ Bölümü,Elazığ 593
PF ( w φ )/ g ( w φ ) ( w ) φ / g / g α () w / g ( wφ )/ g bağıtılarıyla taımlaablr. Burada, w,. katı ağırlığıdır. Doğrusal olmaya davraışı göz öüe alıması ç talep spektrumuda aşağıda taımlaa SR A ve SR V katsayıları le azaltma yapılır. SR A 3. 0.68l( β. ef B s ) SR V.3 0.4l( β ef ) (3) B.65 L ATC-40 ta performas oktasıı bulmak ç üç yötem taımlamıştır. Bularda br ola A yötem aşağıda verlmştr: İlk olarak %5 söümlü talep spektrumu ADRS formatıa döüştürülür. Doğrusal olmaya aalzde elde edle kapaste eğrs, Deklem kullaılarak kapaste spektrumua döüştürülür. Performas oktaları Sa p ve Sd p seçlr. Bu seçm, eşt deplasma yaklaşımıyla yapılablr. Sa-Sd kapaste spektrum eğrs çzlr. Spektral azaltma katsayıları SR A ve SR V, Deklem 3 kullaılarak hesaplaır ve talep spektrumu azaltılır. Azaltılmış talep spektrumu, kapaste spektrumu le brlkte çzlr. Azaltılmış talep spektrumu, kapaste spektrumuu Sa p ve Sd p oktalarıda keserse veya kesşm oktası Sd p, Sd p %5 arasıda kalırsa, bu okta performas oktasıı gösterr (Şekl ). Kesşm oktası eğer Sd p %5 lk kabul edleblr tolerası çde kalmazsa başka br okta seçlr ve yukarıda sıralaa adımlar tekrarlaır (Yamaouch, 000)., Spektral İvme 0,8 0,6 0,4 0, Şekl. Performas oktasıı buluması. 0 0 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 Spektral Deplasma Sayısal Uygulama Çerçeve ve perde+çerçeve sstem şeklde olmak üzere k ayrı şeklde tasarlamış yed katlı betoarme br baı k ayrı duruma at doğrusal olmaya statk aalz SAP000 le yapılmış, Kapaste Spektrum Yötem le performas oktaları bulumuş ve farklı performas sevyeler elde edlmştr. Söz kousu yapıı aalz klask yötemlerle yapıldığıda, yapıı gerçek deprem güvelğ hakkıda belrszlkler olmaktadır. Bu çalışmada se, yapıı deprem aıda asıl davraacağıı br gösterges ola performas oktası, performasa dayalı tasarım le belrlemş ve bu yötem tasarımcıya stee performas sevyes elde etme mkâı verdğ görülmüştür. Brc derece deprem bölgesde tasarlaa yed katlı betoarme baları; zem sııfı Z (T A 0.5 ve T B 0.40), ba öem katsayısı, I, beto ve çelk malzeme özellkler C0 ve S40, perdesz yapıı süeklk düzey yüksek (R 8), perdel yapıı se süeklk düzey ormal (R 4) olarak alımıştır. Balarda kololar 50x50 cm ve krşler 5x60 cm boyutludur. Baları pla ve 3 boyutlu görüüşler Şekl ve Şekl 3 de gösterlmştr. 594
Deprem bölge katsayısı Z, 0.40 (Tablo ), yakı fay katsayısı N A ve N V.0 (Tablo ) ve zem sııfı kaya, S B (Tablo 3) alıarak, deprem katsayısı C A ve C V 0.40 bulumuş (Tablo 4 ve Tablo 5) ve A türü yapısal davraış kabul edlmştr. Yapıları aalzde, plastk şekl değştrmeler plastk kestlerde topladığı, buu dışıda doğrusal elastk davradığı kabul edlmştr. Her k yapı, sabt düşey yük ve arta yatay yükler altıda geometr değşm bakımıda doğrusal olmaya teorye göre hesaplamıştır. TS 500 de belrtle düşey yük brleşmler yaı sıra; G+Q+E x, G+Q+E x (%5) G+Q+E y, G+Q+E y (%5), 0.9G+E x, 0.9G+E x (%5), 0.9G+E y, 0.9G+E y (%5) şekldek yüklemeler uygulamıştır. Yatay yük olarak deprem yöetmelğde taımlaa eşdeğer deprem yükler kullaılmıştır. Hesaplamaları souda performas oktası; çerçevel yapı ç G+Q+E y (%5) yüklemesde, perde+ çerçevel yapı ç se G+Q+E y yüklemesde elde edlmştr. Şekl. Yed katlı betoarme baı (perdesz) pla ve 3 boyutlu görüümü Şekl 3. Yed katlı betoarme baı (perdesz) pla ve 3 boyutlu görüümü Tablo. Deprem bölge katsayısı (Celep ve dğ., 004). Bölge 3A 3B 4 Z 0.40 0.30 0.0 0.5 0.0075 595
Tablo. Yakı fay katsayısı (kayağa mesafe katsayısı) N A ve N V (Celep ve dğ., 004). Deprem kayağıa mesafe Deprem kayağı türü km 5 km 0 km 5 km N A N V N A N V N A N V N A N V A: Büyük deprem oluştura kayak.5.0..6.0..0.0 B: Orta deprem oluştura kayak.3.6.0..0.0.0.0 C: Küçük deprem oluştura kayak.0.0.0.0.0.0.0.0 Tablo 3. Zem sııflarıı taımı (Celep ve dğ., 004). Zem sııfı S A S B S C S D S E S F ve taımı Sert kaya Kaya Sert zem Çok sıkı zem, yumuşak kaya Yumuşak zem Yerel zem celemes gerekl Tablo 4. Deprem katsayısı C A (E 0.5 kullama deprem, E.0 tasarım deprem, E.5 veya E.5 maksmum deprem) (Celep ve dğ., 004). Deprem katsayısı C A ZEN Zem sııfı 0.075 0.5 0.0 0.30 0.40 >0.40 S A 0.08 0.5 0.0 0.30 0.40.0*ZEN S B 0.08 0.5 0.0 0.30 0.40.0*ZEN S C 0.09 0.8 0.4 0.33 0.40.0*ZEN S D 0. 0. 0.8 0.36 0.44.0*ZEN S E 0.9 0.30 0.34 0.36 0.36 0.9*ZEN S F Yerel zem celemes gerekl Tablo 5. Deprem katsayısı C V (E 0.5 kullama deprem, E.0 tasarım deprem, E.5 veya E.5 maksmum deprem) (Celep ve dğ., 004). Deprem katsayısı C V ZEN Zem sııfı 0.075 0.5 0.0 0.30 0.40 >0.40 S A 0.08 0.5 0.0 0.30 0.40.0*ZEN S B 0.08 0.5 0.0 0.30 0.40.0*ZEN S C 0.3 0.5 0.3 0.45 0.56.4*ZEN S D 0.8 0.3 0.40 0.54 0.64.6*ZEN S E 0.6 0.50 0.64 0.84 0.96.4*ZEN S F Yerel zem celemes gerekl Şekl 4. Talep spektrumu le kapaste spektrumuu gösterm ve performas oktasıı buluması (çerçevel yapı). 596
Şekl 5. Talep spektrumu le kapaste spektrumuu gösterm ve performas oktasıı buluması (perde+çerçevel yapı). Souçlar Çalışmada, performasa dayalı deprem mühedslğ amaçları, stadart yötemlerde farklılığı ve üstülükler le bu kouda gelştrlmş yaklaşımlar, yed katlı betoarme br yapı üzerde uygulamalı olarak verlmş, söz kousu yaklaşımlarda ATC 40 ve FEMA 356 yaklaşımları üzerde durulmuştur. Her geçe gü ye yaklaşımları gelştrlmes yoludak çalışmalar sürdürülmektedr. Çalışmada, yed katlı br betoarme baı, çerçevel tasarımı le perde+çerçeve şekldek tasarımı olmak üzere k ayrı duruma at doğrusal olmaya statk aalz SAP000 le yapılmış ve performas oktaları bulumuştur. Deprem mühedslğde ye gelşe br kavram ola, performas kavramıa dayalı tasarımı amaçlarıı ve gerekllğ y alaşılması ve devam etmekte ola çalışmalar le daha gelşmş yaklaşımlar ve daha farklı performas amaç ve sevyeler taımlaableceğ, bu çalışmayla görülmüştür. Çalışmada, stadart tasarımı geşletlmş olarak teleeble performasa dayalı tasarımı, geleceğ deprem yöetmelklerde yer alacağı soucua varılmıştır. Teşekkür Blg ve görüşler paylaşarak değerl katkılarıı sua sayı Doç. Dr. Erdal İrtem e teşekkürlermz suarız. KAYNAKLAR. ABYYHY, 998. Afet Bölgelerde Yapılacak Yapılar Hakkıda Yöetmelk, Bayıdırlık ve İska Bakalığı, Türkye.. Appled Techology Coucl, ATC-40, 996. Sesmc Evaluato ad Retroft of Cocrete Buldgs, Redwood Cty, Calfora. 3. CELEP, Z. ve KUMBASAR, N., 004. Deprem Mühedslğe Grş ve Depreme Dayaıklı Yapı Tasarımı, Beta Dağıtım, İstabul, s. 630-67. 4. Federal Emergecy Maagemet Agecy, FEMA-356, 000. Prestadard ad Commetary for Rehabltato of Buldgs, Washgto. 5. İRTEM, E., TÜRKER K. ve HASGÜL, U., 004. Türk Deprem Yöetmelğe Göre Tasarlamış Betoarme Yapıları Performasıı Değerledrlmes, Altıcı Uluslararası İşaat Mühedslğde Gelşmeler Kogres, İstabul, Türkye, s. 44 45. 6. NAEIM, F., BHATIA, H. Ad LOBO, R.M., 00. Performace Based Sesmc Desg, Sesmc Desg Hadbook, Kluwer Academc Publshers, Norwell, pp.757-79. 7. Structural Aalyss Programme, SAP000, 998. Itegrated Fte Elemet Aalyss ad Desg of Structures, Aalyss Referece, Berkeley, Calfora. 8. YAMANOUCHI, H., 000. Performace Based Egeerg for Structural Desg of Buldgs, Buldg Research Isttute, Japa, 35p. 597